以太坊是市值第二大的加密货币，也是使用最广泛的智能合约和去中心化应用程序 (DApp) 区块链平台。然而，以太坊也面临一些挑战，例如可扩展性、安全性和可用性，限制了其潜力和采用。为了解决这些问题，以太坊正在进行一系列升级，统称为 ETH2 或 Serenity，旨在将网络转变为更高效、更安全和用户友好的全球交易平台。以太坊坎昆升级，也称为 Cancun-Deneb 或 Dencun，是以太坊网络的下一个计划升级。继上海成功激活之后，预计将于 2024 年上半年上线，之前的升级对以太坊执行层进行了多项改进。坎昆升级将侧重于增强以太坊网络的可扩展性、安全性和可用性，特别是 Rollups，这是一种处理链下交易并向主链提交证明的第 2 层扩展解决方案。

以太坊坎昆升级介绍

坎昆升级将引入五个关键的以太坊改进提案（EIP），这些提案将影响以太坊的执行层。这些都是：

• EIP-4844（Proto-Danksharding）：这是坎昆升级中最令人期待的功能，因为它为 Danksharding 的全面实施奠定了基础，Danksharding 是 ETH2 升级的最后阶段，将大大提高数据可用性和吞吐量网络。 Proto-Danksharding 是一个过渡阶段，将引入数据 blob，数据块是可以存储在网络上而无需执行的数据块。这将允许 Rollups 访问更多数据并减少 Gas 费，因为它们只需要支付数据存储费用，而不需要支付计算费用。 Proto-Danksharding 还将支持跨分片通信，这将提高不同分片上 DApp 的互操作性和可组合性。

• EIP-1153（临时存储）：该EIP将通过引入一种临时且可以在一定时间后删除的新型存储来降低链上数据存储的成本。这将优化区块空间并减少网络的状态大小，从而提高其性能和安全性。瞬时存储也将有利于 Rollup，因为他们将能够在链上短期存储数据，然后在提交证明后将其删除，从而节省 Gas 和存储成本。

• EIP-4788（EVM 中的 Beacon 状态根）：该 EIP 将通过允许以太坊虚拟机（EVM）访问 Beacon 链的状态根（Beacon 链的核心组件）来改进跨链桥和权益池的结构。以太坊的共识层。这将使EVM能够验证Beacon链的有效性和最终性，从而增强跨链交易和质押操作的安全性和可信性。

• EIP-5656（EVM 次要代码更改）：此 EIP 将为 EVM 引入一些次要代码更改，以提高其效率和兼容性。这些更改包括添加新操作码、删除未使用的操作码以及修改现有操作码。这些更改不会影响 EVM 的功能，但会使其更易于实现和维护。

• EIP-6601& EIP-6690（简单序列化（SSZ）更改）：这些 EIP 将对 SSZ 引入一些更改，SSZ 是 ETH2 协议使用的数据序列化和哈希方案。这些变化包括新的签名方案、新的哈希函数和新的默克尔化算法。这些变化将提高SSZ的安全性和性能，这将有利于以太坊的共识层和执行层。

坎昆升级还将包括对以太坊共识层的一些更改，这是网络中保护和验证交易的部分。这些变化统称为 Deneb，它们将影响信标链和支撑它的权益证明（PoS）机制。 Deneb 升级将包括以下 EIP：

• EIP-7514（Danksharding）：这是共识层上 EIP-4844 的对应部分，它将使 Beacon 链支持数据 blob 和跨分片通信。这将使信标链能够协调和同步不同分片之间的数据可用性和有效性，从而增强网络的可扩展性和安全性。

• EIP-7516（Danksharding 激励）：该 EIP 将为 Beacon 链上的验证者引入新的激励机制，这些验证者是质押 ETH 并参与 PoS 共识的节点。该机制将奖励验证者生成和证明数据 blob，这将鼓励他们支持网络的数据可用性和吞吐量。该机制还将惩罚生成或证明无效数据块的验证者，这将阻止他们欺骗或攻击网络。

• EIP-7515（Danksharding轻客户端）：该EIP将为Beacon链引入一种新型轻客户端，它是一个无需下载完整数据即可验证网络状态的节点。该轻客户端将能够访问和验证数据 blob，这将使其能够与不同分片上的汇总和其他 DApp 进行交互。这将提高网络的可访问性和可用性，特别是对于带宽或存储有限的用户。

以太坊坎昆升级有什么好处？

以太坊坎昆升级是一项重大发展，将为网络带来许多好处，例如：

• 提高可扩展性：升级将提高网络的数据可用性和吞吐量，特别是对于 Rollups，这是一种处理链下交易并向主链提交证明的第 2 层扩展解决方案。这将减少天然气费用并提高交易速度，使以太坊作为全球交易平台更加高效和更具竞争力。

• 增强安全性：此次升级将改善以太坊共识层和执行层的结构和协调，从而增强网络的安全性和可信性。此次升级还将为验证者引入新的激励机制，验证者是质押 ETH 并参与 PoS 共识的节点。该机制将奖励支持网络数据可用性和有效性的验证者，并惩罚他们生成或证明无效数据块的验证者，这将阻止他们欺骗或攻击网络。

• 提高可用性：升级将提高网络的可访问性和互操作性，特别是对于带宽或存储有限的用户。此次升级将引入一种新型存储，该存储是临时的，可以在一定时间后删除，这将优化块空间并减少网络的状态大小。此次升级还将实现跨分片通信，这将提高不同分片上 DApp 的可组合性和功能。此次升级还将使EVM能够访问和验证Beacon链的状态根，这将改善跨链桥和权益池的结构。

以太坊坎昆升级有哪些风险和挑战？

以太坊坎昆升级是一项重大发展，将为网络带来许多好处，例如提高可扩展性、安全性和可用性。然而，与任何重大升级一样，它也伴随着一些需要考虑和解决的风险和挑战。以太坊坎昆升级的一些可能的风险是：

• 技术问题：此次升级将对以太坊的执行层和共识层带来重大变化，这将需要开发人员、验证者和用户之间进行广泛的测试和协调。存在可能影响网络功能或安全性的错误、错误或漏洞的可能性。例如，Proto-Danksharding 功能将提高网络的数据可用性和吞吐量，但也可能引入需要缓解的新攻击向量或复杂性。因此，升级在主网上线之前需要经过严格的测试和审核，测试阶段或激活后出现的任何问题都需要快速有效地解决。

• 用户采用：升级还将要求网络用户，例如 DApp 开发人员、钱包提供商和交易平台，更新其软件并适应新功能和变化。这可能会在兼容性、可用性和教育方面带来一些挑战。例如，瞬态存储功能将降低链上数据存储的成本，还将引入一种新型存储，这种存储是临时的，可以在一定时间后删除。这可能需要用户调整他们的数据管理和存储策略，并了解使用瞬态存储的影响和权衡。因此，升级需要为用户提供清晰、全面的文档和指导，并确保过渡顺利、无缝。

• 市场波动：升级还将对以太坊的市场动态和情绪产生影响，从而可能影响其价格和流动性。升级可能会引起投资者、交易者和投机者的积极或消极的预期和反应，具体取决于升级的感知收益或风险。例如，Proto-Danksharding 功能将降低 Gas 费并提高交易速度，也可能增加以太坊的需求和价值，因为这将使其作为全球交易平台更具吸引力和竞争力。然而，它也可能会带来不确定性和波动性，因为它将为验证者引入一种新的激励机制，验证者将因生成或证明数据块而受到奖励或惩罚。因此，升级需要与市场参与者进行清晰、透明的沟通，并管理社区的期望和情绪。

结束语

以太坊坎昆升级是以太坊网络发展的一个重要里程碑，它将为其可扩展性、安全性和可用性带来重大改进。此次升级还将为未来的发展奠定基础，例如完整的 Danksharding 和以太坊 WebAssembly (eWASM)，这将进一步增强网络的性能和功能。坎昆升级将使以太坊更加高效、安全和用户友好，并使其能够支持更广泛的应用程序和用例。