以太坊的新分片之旅--Danksharding（一）：背景介绍

原文：小d仙人

一、布景 1.1 开展过程

本年九月，以太坊渡过一个具有汗青意义的阶段（喊做merge），在那个阶段中，以太坊实现从POW到POS的过渡。准确来说，是将已经在试运行的信标链合并到以太坊主链中，由信标链掌握整个以太坊主链的出块和验证者，因信标链摘取的是POS，所以整体上来看，以太坊就是切换为POS。随后，以V神为代表的的以太坊官方团队发布了以太坊将来开展的五个阶段，从中明白了扩展以太坊性能的标的目的，那就是“舍弃最后设想的分片1.0计划，启动以rollup为中心的扩容计划”，那个计划起名为danksharding，在业界中也被看做是以太坊的分片2.0

关于分片1.0计划，我会别的写一篇文章往专门描述它，在本文中，我们只需要晓得那个概念即可，重点仍是聚焦在danksharding计划。决定切换扩容计划，是以太坊团队颠末多年的根究和理论最末敲定的，我们能够通过时间轴的体例来领会下那个danksharding计划的布景：

2018年，分片1.0计划起头逐渐启动，然而其研发过程其实不顺利。因为此计划过于复杂，计划中有些关键问题还亟待处理。跟着研发工做的不竭推进，官方团队发现假设根据已有的规划道路图，还需要几年的时间才气完全交付，期间仍充满了各类不确定因素

2018年，以太坊1.0分片道路图

同时，在分片1.0计划研发期间，也就是在2019年~2020年的阶段，以rollup为主的layer2手艺开展敏捷，良多layer2项目起头启动并顺利进进研发阶段

2020年10月，V神颁发看点（‌）：以太坊应该把短期和中期目标聚焦到rollup上，rollup会比分片1.0更快的完成并推出，rollup为以太坊带来扩容，同时，以太坊包管rollup的平安性，分片计划能够放在将来陆续推进

2020年11月，Mikhail Kalinin连系V神的看点，颁发了信标链改进计划（‌），此计划最末被以太坊官方团队摘纳调整，随后推出了以太坊2.0晋级方案，包罗信标链上线、信标链与主链合并等关键事务时间节点。

在最新的规划中，分片1.0计划优先级降低，重点聚焦基于rollup的扩容，以太坊定位调整为数据可用层和数据结算层。以太坊主链不再做为分片链，而是做为整个以太坊的施行层，信标链做为共识层，两者连系运行。那个规划的大致意思就是：先把信标链上线，将以太坊切换成POS，至于分片，以后再谈 : )

以太坊2.0最新的晋级方案

2020岁暮，信标链如约上线，其是独立于以太坊主链，零丁运行，不做任何交易的处置，整体处于试运行的形态

2021年，以太坊对主链停止一些特征晋级，对信标链停止调整更新，同时在讨论分片的详细施行

2021岁暮，一个名喊dank的以太坊研究员颁发了一个文章（‌），那个文章倾覆了本来的分片1.0设想，提出一个基于rollup的新的扩容标的目的，此计划提出后，在社区内引起普遍讨论，在2022年2月，以太坊团队组织了一场workshop（‌）来讲解那个扩容计划，此计划被定名为danksharding

2022年9月，信标链和主链合并，随后v神发布将来的规划道路图，其扩容的核心构想就是围绕那个danksharing计划做晋级优化，并实行多阶段逐渐迭代的晋级战略，此中的surge阶段，就是以太坊对将来的扩容规划。根据图里，能够清晰看到有两个扩容阶段，第一个阶段是EIP-4844的施行，第二个是完全的扩容，EIP4844的目标是先实现最根底的扩容，供layer2利用

1.2 合并与信标链

当前，以太坊完成合并阶段后，也就是将信标链和以太坊主链相合并后，现实上是有两条链在配合运行的，信标链负责区块共识和验证者抉择，以太坊主链做为施行链，用来庇护实正的交易区块

响应的，以太坊节点的客户端架构也被分为两个：共识客户端（consensus client）和施行客户端（execution client）。两个客户端独立运行并通过rpc通信，施行客户端是以太坊最后的主链客户端革新而来，庇护主链的区块数据形态，共识客户端则庇护信标链的区块数据形态

关于合并以及信标链的详细原理不在本文赘述，有兴致的读者能够自行查找材料，后文假设读者已经对合并后的以太坊有足够的领会

1.3 danksharding和EIP-4844

上文有说，在2020年下半年，以太坊扩容构想从底子上发作了改变，起头围绕rollup来扩容，那个构想奠基了以太坊将来的开展标的目的。在那个构想里，以太坊自己定位成存储rollup证据的链，任何rollup需要公证的数据都能够放到以太坊上，以太坊不合错误那些数据做验证，只确保那些数据是能够从以太坊上获取的，而数据的验证工做全都交给各自的rollup停止处置。根据那个构想，我们发现，以太坊本身成为了公证数据的结算层，只包管数据的可用性，rollup层成为了数据的施行层，包管数据的有效性

之所以以太坊会改变扩容构想，很大的原因在于，在2020年下半年阿谁时间段，良多rollup已经落地上线了，rollup的手艺已经相对成熟。并且以太坊分片1.0碰着良多问题还没有完全处理，分片1.0的上线远远无期，外加上良多第三方公链蓄势待发，向以太坊的地位倡议冲击。在多种因素的加持下，以太坊团队决定转为rollup为中心的扩容道路，实现起来相对简单和快速

在rollup扩容构想下，以太坊自己需要加大对rollup的优化适配力度。一方面，当前rollup在以太坊存储数据的费用过大，以太坊需要降低rollup的存储成本；另一方面，跟着rollup数量的不竭增加，带给以太坊的数据量也会愈加膨胀，以太坊需要针对rollup停止扩容革新，以求可以支持更多的rollup

在那些需求下，Danksharding和EIP-4844应运而出，那两种计划彼此连系，能够看做一个全新的设想，从底子上倾覆了以太坊1.0分片计划。

简单来说，以太坊不再有分片链，只要一条主链，rollup产生的证据数据全数放到那条主链上，设想一个特定的rollup交易来搀扶帮助削减rollup的存储开销，并针对该交易设想一种新的数据同步和数据验证体例，以此来支持更多rollup在以太坊上运行

在详细施行方面，以太坊的扩容计划分为两个阶段，EIP-4844和danksharding。本文为了讲解的连接性，在后续将会根据EIP-4844 - danksharding的挨次停止介绍‌