Proto-Danksharding 如何改變以太坊的 Dencun 升級：深入探討 2024 年的重大擴展性轉變

以太坊網絡已經達到另一個關鍵轉折點。在經過數月的多階段測試和開發後，Dencun 升級於 2024 年 3 月 13 日在主網正式啟用——標誌著以太坊邁向真正可擴展性的分水嶺時刻。在這次轉型的核心，是一個看似簡單卻深具意義的概念：資料塊（data blobs）。但在這個看似謙遜的創新背後，蘊藏著對以太坊處理交易資料方式的根本重新構想，這一變革的影響波及整個區塊鏈生態系。

Dencun 背後的架構：不僅僅是一個名稱

當開發者選擇以天鵝座最亮星 Deneb 來命名這次升級時，他們傳達了深遠的訊息。這不僅是例行的維護更新。Dencun 升級同時在兩個層面運作：Cancun 分叉處理執行層（Execution Layer，常稱為資料可用性層 (），而 Deneb 則影響共識層。這種雙層架構反映出以太坊日益精進的工程技術。

升級的核心，EIP-4844 )正式稱為 Proto-Danksharding (，引入了一種徹底不同的交易資料存儲方式。以太坊不再將所有資料塞入標準交易空間，而是創建臨時的「資料塊」——專為短期存儲設計的特殊資料包。這些資料塊每個插槽（slot）最多可存放 1 MB 的資料，約 18 天後自動過期。這種短暫性至關重要：資料不需要在每個節點永久存留。Layer-2 解決方案可以在資料存在期間存取並驗證，之後再將其丟棄，釋放網絡資源。

超越 EIP-4844：創新陣容的支持角色

雖然 Proto-Danksharding 成為焦點，但 Dencun 升級悄然引入五個額外的增強提案（Enhancement Proposals），共同強化以太坊的基礎建設：

EIP-1153 解決智能合約執行中的特定低效率問題。它允許暫存存儲（transient storage）——只在合約執行期間存在的資料。可以想像成自動刪除的臨時草稿紙。這個針對性的優化降低了不必要的 Gas 消耗，並清理了計算瓶頸。

EIP-4788 提升共識最終性，允許執行層直接讀取信標鏈（Beacon Chain）資料。此前，獲取最新共識資訊需透過繁瑣的繞道。現在，連接更直接高效，使得更複雜的應用能建立在這些資料之上。

EIP-5656 引入 MCOPY，一個新指令碼（opcode），簡化智能合約中的記憶體操作。看似微不足道的效率提升——更快的資料複製——但當成千上萬的日常交易都採用時，便能累積成明顯的 Gas 節省。

EIP-6493 調整驗證者（validators）用來選擇鏈的分叉規則。這個微妙的修改提升網絡安全性，縮短某些攻擊向量的窗口期，加快最終性。

EIP-6780 限制 SELFDESTRUCT 操作，解決長期存在的安全問題。限制合約自毀的時機，降低惡意攻擊的攻擊面。

這些提案雖然個別不會成為頭條，但合起來代表著協議的系統性強化——每一個都在逐步提升效率、安全性或穩定性。

測試之旅：從理論到主網

以太坊的工程實踐在測試流程中展現無遺。Dencun 升級並非直接跳到主網，而是經過一系列精心安排的階段：

• 1 月 17 日：在 Goerli 測試網開始測試
• 1 月 30 日：Sepolia 測試網啟用升級
• 2 月 7 日：Holesky 測試網驗證實作
• 3 月 13 日：正式部署到主網

這種逐步推進、在越來越具代表性的測試環境中驗證的策略，使開發者能在實際經濟價值觸及生產網絡前，發現並修正問題。原定於 2023 年第四季的升級，因為 2023 年 11 月的全核心開發者共識會議而延後。這次延遲彰顯出以太坊治理的哲學：穩定性優先於時間表。

Gas 費用革命：量化影響

這裡將升級從技術規格轉化為實際用戶利益。推動採用的最大動力，不是抽象的網絡效率，而是具體的成本降低。

目前 Layer-2 的經濟模型清楚展現問題：在 Arbitrum 上，一般 ETH 轉帳約需 $0.24；Optimism 為 $0.47；Polygon 為 $0.78。代幣交換的費用也在擴大：Arbitrum 約 $0.67，Optimism 約 $0.92，Polygon 約 $2.85。雖然與兩年前 Layer-1 的成本相比微不足道，但這些費用仍阻礙了休閒用戶和小額交易的普及。

EIP-4844 的資料塊架構正是針對這個痛點。通過將資料存儲與執行分離，Proto-Danksharding 使 Layer-2 排程器（sequencers）能更高效地批次處理交易。早期分析預估，Layer-2 的費用可能降低 10-100 倍。有些分析甚至預測，Layer-2 的成本最終可能降至 $0.001-$0.01 範圍，開啟全新應用場景。

其機制優雅：資料塊的成本遠低於傳統 calldata 的空間，因為資料塊不需要在所有節點永久存留。Rollup 運營者（operator）目前為永久資料可用性支付高額費用，現在卻能用更便宜的臨時存儲。這些節省直接傳導到終端用戶，降低交易費用。

資料可用性層的悖論

Proto-danksharding 的一個意外結果值得分析。這次升級部分是作為橋樑技術——向完整 Danksharding 過渡的踏腳石。但藉由提供廉價的協議內資料可用性（透過資料塊），以太坊無意中與專門的資料可用性（Data Availability，)DA(）解決方案如 Celestia、EigenDA 和 Avail 形成競爭。

這些專案的價值主張是提供可擴展的資料存儲給 rollups。而 Dencun 以原生方式提供類似功能，削弱了它們的核心競爭力。DA 生態系面臨重新校準：一些專案可能轉向提供替代服務，另一些則在成本和專業化上競爭，而非必要性。最終，市場將決定 DA 層是演變成利基供應商，還是隨著以太坊內部資料可用性能力的成熟而逐漸淡出。

吞吐量轉型與連鎖反應

目前以太坊在 Layer-1 的交易速率約為每秒 15 筆。這並非技術限制——網絡刻意限制，以優先保障去中心化和驗證者的可及性。隨著 Dencun 升級提升 Layer-2 的效率，以太坊整體的吞吐能力將大幅提升。Layer-2 解決方案，現在在更低的最終化成本下，能處理更多交易，直到達到自身的吞吐上限。

數學上，若 Arbitrum 或 Optimism 現在能以 10-100 倍更低的成本完成最終化，則其經濟模型將徹底改變。排程器（sequencers）可以更長時間等待交易批次 )降低延遲變異性(，同時保持獲利。用戶將體驗到更穩定、更可預測的費用。

這種效率提升也重塑開發者體驗。當交易成本大幅下降，Layer-2 應用的建構變得更具吸引力。微交易、高頻交易、實時資料串流等新應用場景將變得經濟可行，過去因 Gas 費用過高而難以實現的想像，逐漸成為現實。

安全性與擴展性的並行提升

升級並非純粹追求擴展性——安全性也在同步改善。EIP-6780 限制 SELFDESTRUCT 操作，解決了長期的安全漏洞。雖然高級攻擊者已經適應了先前的限制，但降低攻擊面仍然具有價值。

更根本的是，藉由 Proto-danksharding 減少網絡擁堵，間接提升安全性。擁堵的網絡會導致更高的延遲，為某些攻擊提供窗口。當區塊瞬間滿載、基本費用飆升時，驗證者和用戶面臨時間敏感的決策，容易出錯。降低擁堵，營造更平靜的環境，有助於參與者做出更謹慎、安全的選擇。

信標鏈（Beacon Chain）的 PoS 共識機制也在每次升級中逐步成熟。EIP-4493 的修改微調驗證者的選擇與分叉規則，雖然平凡，卻具有深遠的安全意義。

開發者新天地

Proto-danksharding 不僅降低現有應用的成本，更開啟全新應用類別。每個插槽（slot）1 MB 的資料塊帶寬看似有限，但實則能支援許多先前需離鏈基礎設施的存儲密集型應用：例如，訓練資料的存放、遊戲狀態的高保真存儲、NFT 元資料的永久記錄，成本大幅降低。

這次架構轉變也促進 Layer-2 創新。開發者可以嘗試不同的排程機制、證明系統和狀態管理技術，因為底層資料可用性成本降低，激發更多實驗。

尚待解答的未知數

儘管技術方案成熟，執行風險仍在。複雜的協議變更可能引發意想不到的相互作用。過渡期內，網絡可能出現短暫的費用波動。用戶對新型資料塊交易的採用至關重要——若開發者和用戶未能有效利用新功能，潛在的收益將難以完全實現。

舊智能合約與新資料塊基礎設施的互操作性也可能出現邊緣案例。Dencun 之前建立的專案可能未立即優化新費用結構。逐步遷移會造成異質網絡狀態，增加假設的複雜度。

此外，交易量增加對整體網絡安全的實際影響仍待實證。理論上，較高的吞吐量會增加驗證負擔，但 Layer-2 的最終性分布應能緩解中心化疑慮。

往前的路：從 Proto 到完整 Danksharding

Dencun 升級代表一個有意的中間步驟。Proto-danksharding 證明資料塊架構在實務中可行，收集採用率、成本和技術問題的經驗數據。這個基礎將支撐最終轉向完整 Danksharding，進一步將分片（sharding）概念擴展到整個網絡。

完整 Danksharding 將以多個分片（shards）分割以太坊，每個分片能獨立處理交易。這代表以太坊當前路線圖的最終擴展性前沿。Dencun 藉由專注實作，驗證了這些核心概念。

在 Dencun 之後，以太坊的開發路線圖指向 Electra + Prague )，暱稱 Petra (，可能引入 Verkle 樹——一種高效的密碼學資料結構，能更有效率地驗證狀態。這展現出一個逐層建構擴展性的生態系，深思熟慮。

結語：一個逐漸成熟的網絡

以太坊的 Dencun 升級凝聚了多年研發的成果，轉化為實際部署的改進。Proto-danksharding 在概念上並不革命——這些想法已流傳多年，但將其推向主網的工程實現，卻是值得肯定的成就。

對用戶而言，這次升級帶來的實質幫助，是降低 Layer-2 費用，雖然過去已經相對便宜，但仍對休閒用戶造成阻礙。對開發者來說，成本降低促使新應用類別的出現。對整個生態系，這次升級證明了以太坊能進行協調且技術先進的演進。

從 Proto-danksharding 到完整 Danksharding 乃至未來的擴展，彰顯了以太坊的雄心：成為一個真正可擴展且不犧牲去中心化原則的區塊鏈。Dencun 升級，是這段旅程中的一個重要里程碑。