以太坊分片设计简史：从Block到Blob

从“Block”到“Blob”，这其中涵义深刻。

带有“crosslink”的可执行的“分片链”被淘汰了：在信标链中实现EVM；使用“数据可用性采样”的以rollup为中心的以太坊路线图，扩容以太坊基础层而无需增加应用环境的复杂性。但是，你如何在没有区块元数据的情况下调用分片内容呢？

好吧，这就是“blob”派上用场的地方。“Blobspace”真是一个不错的叫法！

让我来分享一些以太坊分片设计的历史吧：

分片(或“阶段1”)按之前的计划应该是在“阶段2”(即信标链执行环境)推出。但在“阶段0”(信标链启动)之前，主网EVM具有优先权这一情况变得清晰，而“阶段2”执行层(ewasm?)的推出遥遥无期。

以太坊EIP-1559进展更新：DoS风险仍是落地最大障碍:近日，ConsenSys高级产品经理Tim Beiko发文更新以太坊EIP-1559提案进展。文中称，EIP-1559所面临的最大落地障碍依然是DoS风险问题，但目前已经有了一些解决方案。

此外他表示：1.Besu和Nethermind客户端正同步到1559测试网，正在调试Geth共识问题，大量研发工作正在进行当中；下一步，在GethBesuNethermind测试网上有更多进展，希望通过启动一个PoW网络来测试支持EIP-1559的挖矿；2.主网就绪检查表上线；3.社区中以太坊猫牧人（Ethereum Cat Herders）已发布关于EIP-1559提案的社区调查报告；下一步，以太坊猫牧人将与钱包商和交易所进行更多的联系，以收集有关1559的反馈。4.下一步可以期待一系列EIP，用于在JSON-RPC规范中添加对1559的支持。[2020/10/19]

“阶段1”的规范在信标链之前已经重写了多次：

动态 | 澳大利亚储备银行进行在以太坊网络支付系统运行CBDC的模拟测试:1月16日消息，澳大利亚储备银行（RBA）近期透露，其模拟了在以太坊网络为基础的批发支付系统中使用中央银行数字货币（CBDC），以调查央行数字货币的可能性。（Bitcoinist）[2020/1/16]

更少的分片(1024->64)

借助理想的跨分片通信(crosslinks)实现自由骑行

新的托管证明设计(去掉托管部分，转而采用罕见的故意证明丢失)

更别说更早期的分片研究工作了，实话说，那些研究都非常抽象以及雄心勃勃：跨域消息传递、带有ewasm的执行环境、动态访问的无状态性、分片委员会等等都让L1变得更加复杂。而L1已经开始僵化了。

但是，如果L1只专注于解决数据问题，那么上述提到的大多数问题都转化为L2的开发问题。而采样(sampling)正好解决了L1数据问题。如果我们可以在网络层支持额外的功能...会如何呢？

动态 | 新加坡公司CapBridge利用以太坊主网进行股票交易:据financemagnates消息，总部位于新加坡的CapBridge 1exchage (1X)公司周二宣布，将整合区块链技术，提供交易服务，并登记和跟踪投资者的持股情况。与其他金融机构不同的是，该交易平台将使用以太坊(Ethereum)主网，并已与Consensys和Equiom进行了合作。[2019/4/23]

因此在2020年10月14日，开发者就”阶段1的网络连接问题(networking)“进行了一次电话会议。讨论下来可以得出：gossipsub热度很高+DHTs似乎很慢。但在当时，这些为时还早——每一个网络开发者都还在忙着为信标链的发布做准备(12月1日！)，而且由于当时的最新情况，网络层存在很明显的偏向。

当时的偏向：

Gossipsub=炙手可热，主网准备就绪(除了一些DoS问题之外，没有多大问题了。并且这些问题也在主网启动之前发现/披露了)

动态 | 以太坊研究团队发布新的状态通道网络协议 Nitro Protocol:专门从事以太坊上状态通道研究的团队 magmo 发布了一个新的状态通道网络协议 Nitro Protocol。magmo 的成员 Tom Close 表示，Nitro Protocol 协议可以让状态通道在不进行链上交易的情况下开放和关闭，能够减少必须存在在状态通道上的资金的数量，该协议还可以扩展至多方通道。[2019/3/3]

Discv5=不完整，需要在主网启动前从5.0->5.1进行实时网络迁移

(https://github.com/protolambda/discv5-catdog)

但方向似乎很明确：减少L1复杂性，信标链已经够复杂了。只通过数据提高可扩展性，长期来看使用“数据可用性采样”方案，并拥抱L2扩容解决方案。因此Vitalik将其描述为《以rollup为中心的以太坊路线图》(中文版)。

金色财经现场报道 CSDN创始人蒋涛：新一代程序员是以太坊的主力:金色财经6月3日现场报道，在今天的以太坊技术及应用大会上，CSDN创始人&董事长、极客帮创始合伙人蒋涛在演讲中说：区块链“得开发者的天下”，目前有几大特点：中国开发者对以太坊热情很高，刚刚开始入场；新一代程序员是主力；知识和技能的转播是重重之中；中国以太坊开发者积极寻求落地和支持实体经济；未来有巨大的成长空间。[2018/6/3]

然而，当实现者忙于信标链的发布时，研究人员已经忙于发布后的工作了：Vitalik/Dankrad当时致力于一些早期的数据可用性设计草案，试图让实现者更加容易理解这些原理。

同时，我们启动了Zinken、Toledo和Pyrmont测试网+检查更多的启动事项(检查漏洞等)。并且我们尝试跟上研究的进度，并开始针对网络层上的东西添加设计文档。就当时来说，关注这些问题还太早了，但DAS(数据可用性采样)实在太好了，没办法忽视。

基于gossipsub的一些东西，我确实写了一些想法，把它用于DAS。事后看来，我现在倒认为DHTs比Gossipsub更加适合DAS，也许除了初始分配。

当时我期望一些DAS的规范能够被实现和模拟。我想这是“blob”首次被提到？我们确实在“分片数据blob”这样的上下文中使用过它，而且那时分片的规范中还没出现过这个词。

信标链发布之后，又有了更多的时间，然后我写了一个草案，在Vitalik和Dankrad写的采样规范草案中加入了更多typing和网络层的内容。将blob命名引入分片的规范:)

2021年一些事情发生了改变：为其设计的理想的p2p结构太复杂了，所以我转而尝试为它贡献工具(go-kzg)和参与早期的合并工作(rayonism)。然后在夏天再次尝试加入分片的研究工作，而不是参与Altair/London升级的开发工作。

Blob又出现了，这次它的结构更加PBS化——聚合了blob-构建者和blob-提议者的BLS签名。但还是太复杂了：因此，分片设计的演进方向变得主要“以信标提议者为中心”，这样设计使得其“仅”成为一个网络层的问题。

这在某种程度上就像是对分片的第五次设计？极简主义要舍弃掉很多东西，但结果确是美丽且强大的：更多的模块化设计、封装以及可选的复杂性。Rollup引起了我的注意，尤其是Optimism。

2022年底，EIP4488(注意不要搞混了，不是4844！)和4490出现了：人们开始变得不耐烦，calldata的成本必须快速降低以保持竞争力！伦敦升级之后的AllCoredevs上对这些话题的讨论也变得很热烈。但在我看来这是不可持续的，因为calldata带有L2不需要的传统开销。

同时，Vitalik和Dankrad继续研究一些新的分片设计：更加以信标链为中心、只通过数据进行扩容、专注于采样方案。我觉得“danksharding”在21年底/22年初真正公开出来？不是很确定第一个版本是哪个了，Dankrad一直都在研究分片。

22年初，Vitalik提出了两种方法，我们可以在不使用采样的情况下，向完整的danksharding发展：简单版本和复杂版本。虽然在我看来，这其实就是“重EL(执行层)”以及“EL和CL分离，更容易和未来兼容”之间的区别。

我喜欢第二个方案，然后在EthDenver2022期间，我们实现了EIP-4844：我和@lightclients致力于Geth；@asn_d6帮助研发KZG；@adietrichs致力于费用市场的研究；并且都和Vitalik/Dankrad一起起草一份EIP。Prysm团队构建了首个CL原型。

现在4844被命名为"proto-danksharding"：实现完整分片的前提条件。但是“blobspace”才是真正的模因：经过许多次分片的设计迭代之后，这是比任何其他分片设计都更接近达到以太坊愿景的一个版本。

对我来说，Serenity这个阶段就是完成所有PoS和分片设计以及迭代更新的工作。我们已经在信标链以及类似于协议外PBS这些开发上获得一些进展，让我们在PoS方面有了一个不错的开始。我想现在是时候对分片进行首次升级了：4844！

还有一些对未来danksharding的热点：

L1数据包含延迟对L2的影响被高估了。

为了获得更多数据可用性的带宽，值得权衡的设计空间。

Gossip和TCPDHTs不好，UDPDHT类的覆盖很好：这都是关于轻节点的计数(什么时候进行discv5扩展？)

更多danksharding的热点：

采样很大程度上依赖于良好的对等节点，希望看到更多评分优先但健壮的设计。

宁愿选择轻量级的通信和更多的女巫，而不是缺乏p2p上的验证者隐私。

ZK可以成为未来p2p抗女巫的技术，但现在来说似乎还远着。

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