Danksharding 是以太坊(Ethereum)扩展性升级路线图中的一项关键提案,它代表了以太坊实现高吞吐量和低交易费用的最终分片(sharding)愿景。它的目标是大幅提高以太坊处理数据的能力,而不是直接增加执行交易的次数。
这个名字是为了纪念以太坊研究员 Dankrad Feist,他提出了这个统一的分片设计。与早期设想的复杂分片方案(涉及多个执行分片)不同,Danksharding 采取了一种更简化、更高效的路径,它与以太坊的 Rollup 为中心的扩展策略紧密结合。
Danksharding 的核心组件
Danksharding 的实现是一个分阶段的过程,主要围绕以下几个核心技术进行:
1. Proto-Danksharding (EIP-4844)
Proto-Danksharding(得名于 Dankrad Feist 和 Protolambda)是 Danksharding 的第一步或“先行版”。它引入了实现 Danksharding 愿景所需的核心机制,但规模较小。
Blobs: 这是 Proto-Danksharding 最重要的创新。它为交易引入了一种新的、临时的数据类型,称为 "Blob"。这些 Blob 附着在信标链区块上,用于存储 Rollup 提交的大量交易数据。
作用: Blob 的数据只能被 Rollups 读取,并且不会被 EVM(以太坊虚拟机)执行层永久存储。它们在信标链上停留一段有限的时间(通常是 1-3 个月)后被删除。
益处: 这种临时存储大大降低了存储成本和网络带宽需求,从而直接降低了 Rollup 的交易费用。
2. 数据可用性采样 (Data Availability Sampling, DAS)
这是 Danksharding 能够安全扩展的关键技术。
问题: 当区块中包含大量数据时(例如来自 Rollup 的 Blob),网络中的单个节点很难下载并验证所有这些数据是否都已发布(即数据可用性)。
解决方案: DAS 允许轻客户端(light clients)和节点仅下载一小部分随机抽样的 Blob 数据。通过对整个网络进行足够多的随机采样,节点可以以很高的概率确信整个数据块都是可用的,而无需下载全部数据。
基础技术: DAS 依赖于先进的数学工具,如 纠删码 (Erasure Codes)(通常是 Reed-Solomon 编码),它能让原始数据的很大部分丢失后,仍能通过剩下的碎片重建出完整数据。
3. 统一费用市场 (Merged Fee Market)
在 Danksharding 的最终形态中,以太坊不再有单独的执行分片和共识分片。
单个提议者: 将所有分片(现在只是数据分片)的所有交易和数据统一到一个单个区块提议者 (Block Proposer) 中。
提议者-构建者分离 (PBS): 这意味着任何一个区块提议者都可以将所有可用的数据空间打包进一个区块。它依赖于**提议者-构建者分离(Proposer-Builder Separation, PBS)**机制,将创建区块(Builder)和选择区块(Proposer)的角色分开,以防止提议者利用信息优势进行不当的 MEV(最大可提取价值)操作。
Danksharding 的工作原理
Danksharding 的核心思想是,以太坊主链(L1)不再需要亲自执行所有交易,它只需要成为一个安全的、去中心化的数据层。
Rollups 承担执行: Rollups(如 Arbitrum、Optimism 等,即 L2)继续负责执行用户交易、状态转换和复杂的计算。
以太坊提供数据: 当 Rollup 需要向 L1 提交证明和状态数据时,它们将数据打包成 Blobs 并附加到以太坊区块上。
Danksharding 扩大空间: Danksharding(通过 Proto-Danksharding 和后续的完整实现)将可用 Blob 数据的总空间大幅增加。最终目标是将每个区块的 Blob 数据空间从最初 Proto-Danksharding 的约 0.375 MB 扩展到约 16 MB。
安全验证: 网络中的节点(尤其是轻客户端)使用 DAS 技术来验证这些数据是否已发布,确保 Rollup 无法欺骗网络。
核心公式:L2 扩展性 = L1 数据可用性
Danksharding 遵循这个原则:以太坊的扩展性瓶颈主要在于数据可用性。只要以太坊能够安全地处理和验证更多来自 Rollup 的数据,Rollup 就能在 L2 上安全地处理更多交易。Danksharding 就是为了最大化这个数据可用性。
Danksharding 对以太坊未来的影响
Danksharding 是以太坊路线图中最具变革性的升级之一,因为它能彻底解决当前的扩展性问题:
1. 交易费用的彻底降低
根本原因: 目前 Rollup 费用昂贵的主要原因是它们需要在 L1 上以昂贵的 CALLDATA 格式发布数据。
Danksharding 的改变: Blob 数据被设计为比 CALLDATA 便宜得多。当可用 Blob 空间大幅增加时,根据供需关系,每单位数据的成本将极大地下降。
结果: 最终用户在 Rollup 上的交易费用将降至几美分甚至更低,使以太坊生态系统对全球用户更具可负担性。
2. 更强大的去中心化和安全性
轻客户端赋能: DAS 使轻客户端(例如在移动设备上运行的钱包)能够安全地验证数据可用性。这意味着用户可以更直接地验证网络状态,而无需信任一个全节点,从而增强了去中心化。
维持去中心化: 即使区块数据总量大幅增加,DAS 也能确保单个验证者/节点不需要拥有超级计算机或巨大的带宽来验证所有数据,从而保持了验证者的去中心化。
3. 以太坊 L1 成为数据结算层
Danksharding 巩固了以太坊作为全球**“数据可用性”和“结算层”的角色。它不再是主要的执行层,而是所有 L2 Rollup 信任的安全基石**。
总结
Danksharding 是以太坊扩展性的最终形态,它通过引入廉价、临时存储的Blobs 和高效安全的 数据可用性采样 (DAS),将以太坊变成一个高吞吐量的数据层。
这个升级路线分两步走:
Proto-Danksharding (EIP-4844): 引入 Blob,提供 Rollup 费用的首次大幅降低。
完整的 Danksharding: 引入 DAS,将 Blob 空间扩展到最大,以实现最终的大规模扩展目标。
通过 Danksharding,以太坊不再追求直接在 L1 上执行数千 TPS (每秒交易数),而是通过赋能 L2 Rollups,使整个生态系统的交易成本大幅降低,达到百万级的 TPS 潜能,同时维持 L1 的去中心化和安全性。
根据最新的路线图信息和开发进展,完全的 Danksharding 预计在 2026 年及以后才会实现,而 2025 年主要集中在为 Danksharding 做准备和优化 Layer 1。
| 阶段 | 关键升级/功能 | 部署时间 | 可扩展性效果 |
| 基础阶段 |
Proto-Danksharding (EIP-4844) |
2024年(已完成) |
Rollup 交易成本大幅降低(数倍至数十倍)。 |
| 准备阶段 |
Pectra 升级 / Verkle Trees |
2025年 | 为全面扩容打基础,提高节点数据效率。 |
| 最终阶段 | Full Danksharding (完整实现) | 2026 年及以后 | 实现超过 100,000 TPS,以太坊达到全球应用规模。 |