以太坊的下一步：坎昆升级，Layer 2 Rollup 将迎来爆发？

撰文：猫老大

期待已久的上海和卡佩拉升级已经顺利完成：终于可以提款了！这也是以太坊区块链继去年由 POW 成功过渡到 POS 的又一大步。那么沿着以太坊路线图的安排，下一步又是什么呢？

坎昆升级

遵循使用 devcon 城市名称进行升级的惯例，以太坊下一次升级将是坎昆升级（cancun）。目前，从以太坊 github 上也可以看到，「cancun.md」已经被创建并维护。

实际上，以太坊上海升级除了解锁质押可以提款以外，原本还考虑包含了其他改进提议，比如关于「proto-danksharding」的改进提议 EIP-4844。但是为了降低延误，在去年 12 月的核心开发者大会中，以太坊核心开发者达成一致，决定上海升级主要包括取款、小部分 EOF 等，这些只要不耽误取款即可。而在上海升级中被推迟的「EIP-4844」将成为以太坊下一次升级「坎昆升级」的中心。

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来源：以太坊路线图

目前，坎昆升级，除了已经被确认包含的 EIP-4844 之外，还有一些其他纳入考虑的 EIP，详细的内容，大家可以关注这里：cancun.md

以太坊的扩容之路

2022 年，Aptos、Sui 等新公链高调宣发，超越以太坊 TPS 打造高性能公链，这给以太坊社区带来了很大压力。一直以来，由于可扩展性不足而导致的高昂 gas 费，一直困扰着以太坊，也经常被大家吐槽。所以，无论是来自外界的竞争压力，还是内部的用户体验，以太坊的扩容都被迫在眉睫。

随着以太坊的进一步升级和发展，目前扩容方向主要有两个：

1. 使用 Layer2 扩容，目前主流为 rolllups，是将交易批处理在一起，并将交易输出发送回以太坊，这种方式允许以太坊在不处理交易的情况下验证其正确性。Rollup 又分为两种：一种是 zkRollup，采用零知识证明；一种是 Optimistic Rollup，采用欺诈证明。(PS: 在之前的发展中 Layer2 的技术还有状态通道、侧链、Plasma，不过都逐渐凋零了。)

2. 在 Layer1 使用分片扩容，这里分为三个步骤去实现，Pro-Danksharding (EIP-4844)、提议者 - 构建者分离（PBS）、完整分片（Danksharding）。

这两个方向，一个是从执行层面在链下进行扩容，一个是从数据角度在链上进行扩容。这两个方向并不是独立并行的，而是相辅相成的。或者说，以太坊 L1 的分片扩容是为了将 Layer2 Rollup 的费用降得更低。

以太坊之外的扩容：L2 Rollup

Rollup，汇总，顾名思义，是把一堆交易打包汇总后，放到以太坊主链（L1）以外（L2）去执行，再将其执行结果和交易数据压缩以后发回到 L1。

通过这种打包汇总数据在链下执行，今天的 Rollup 交易费用已经比以太坊 L1 便宜 3-8 倍了，可事实上，目前 L2 的交易费用仍然大大高于 Solana 和 Polygon 等「低费用」链。

Rollup 的交易费用瓶颈在哪儿呢？

以太坊 L1 资源昂贵（计算、存储、带宽等等），所以将执行移出到 L2，使用 L2 上的计算和 L2 的存储，这样一来，L1 的执行和状态存储的成本自然就降低了。但是，由于 L2 的安全性继承自 L1，其必须将其执行数据发回到 L1 并确保其数据可供验证，这将势必会用到 L1 来存储这些数据。因此，将数据发回到 L1 存储是 Rollup 费用的主要瓶颈。

如何减少 Rollup 的交易费用呢？

在回传数据到 L1 的时候，是通过一个智能合约函数调用的参数 CallData 进行存储的。这个 CallData 是默认被所有 L1 节点同步下载的数据，如果 CallData 很大，或者很多 CallData 存储在 L1，势必会造成 L1 节点的存储负担。因此，降低 CallData 的存储成本，就成为了大家的努力方向。

要降低数据的存储成本，目前有这样几种方式：

1. 压缩数据体积：当下主流的 Rollup 项目都在积极的采用不同的算法压缩数据，以便减少 CallData 因数据过大而产生的交易费用。

2. 提供廉价的存储成本：以太坊分片（Danksharding）。

3. 将数据可用性模块化。统一数据可用性的标准，降低部署维护成本，由专业的链做专门的事，如 Celestia。

这几种方式中，压缩数据体积，L2 们已经在做了，虽算法不同，但各有优势；而后两者目前均尚在实施中。尤其是以太坊分片方案，是以太坊 L1 解决扩容问题的新方案，也是下一个阶段以太坊的重点。

以太坊之内的扩容：L1 分片

完整的分片会大大降低将数据发布到以太坊 L1 的成本，其基本思路是通过扩大临时的外挂数据包提供廉价的存储成本，以及通过新的方法来加密证明验证节点已经验证了 Rollup 数据的最小子集，而不像现在是全数据提交验证。

但是实现完整的分片复杂度很高，开发周期估计得按年计划。所以以太坊路线图中，将整个分片方案的实施过程分三个主要步骤来完成：Pro-Danksharding (EIP-4844)、提议者 - 构建者分离（PBS）、Danksharding。

以太坊下一次重大升级 – 坎昆升级，将完成以太坊 L1 扩容的第一步，proto-danksharding，也称之为 EIP-4844，分片的前置方案，主要实现分片中的交易类型 Blob，使 Rollup 的费用降得更低，以及预编译等一些设计。

EIP-4844

从上述内容中我们可以了解到，Rollup 回传 L1 的数据 CallData 包含两个内容：Rollup 的执行结果和交易数据。执行结果是需要在 L1 执行层被所有节点记录在账本上，而交易数据是用于验证 Rollup 操作的正确性，并不需要被 L1 执行，它只需要在足够长的时间里可供下载和检查就可以。可见，它并不需要被永久保存。

将 Rollup 交易数据永久存储在 L1 上不仅昂贵也没有必要。用户为 Rollups 支付的交易成本中有 90% 以上是由于这种数据存储造成的。EIP-4844 就是为了进一步优化 Rollup 的交易成本而设计的。

如何使 Rollup 费用降得更低？

EIP-4844 引入了一种新的交易类型 Blob，通过类似外挂数据空间的方式，将交易数据移动到一个新的临时「blob」存储中，以此来提供廉价的存储成本。Blob 存在共识层的节点中，而不是像 Calldata 那样在会直接上主链执行层，同时 Blob 也不需要永久存储，一旦不再需要它们，就会从以太坊中删除，因此也更便宜。

而长期存储 Rollup 数据可以被需要这些数据的第三方服务商来做，例如 Rollup 运营商、交易所、索引服务等等。

关于 Blob

Blob 虽然由 EIP-4844 引入，但也会与最终分片所使用的格式完全兼容。在 EIP-4844 中，每笔 Rollup 交易最多挂 2 个 blob，每个区块包含 8 个 blob ~ 16 个 blob，约为 1MB ~ 2MB。在完整的分片方案中，Blob 将进一步扩充至 16MB~32MB，但这一步的前提是先要完成提议者 - 构建者分离以及数据可用性采样。

深远的影响

综上，我们了解了 EIP-4844 是以太坊扩容之路的第一步，其重要性和影响之深远不亚于本次上海升级，所以在以太坊下一次坎昆升级中，EIP-4844 将作为主线任务被尽快推进完成，目前完成时间估计可能在下半年。

可以预想到，在 EIP-4844 完全实施之后，L2 Rollups 的交易费用将会降低一个数量级，甚至是降低至 < $0.001，这对 L2 Rollups 来说将迎来真正的爆发。而对以太坊来说，EIP-4844 只是完整分片扩容方案的第一步，而第一步的实施就已经可以大大降低 gas 费，这会使整个生态都更有信心，对比其他公链，以太坊将更具竞争力和发展前景。

Layer2 Rollup 将迎来真正的爆发

Rollup+ Danksharding 在短期和中期，甚至可能在长期内，是以太坊唯一的去信任扩展解决方案。很明显，这将完全利好 Layer2 Rollup 整个赛道。

让我们通过数据来直观感受一下，已经处于上升通道、大爆发前夜的 L2 Rollup。

1.目前 L2 Rollups 的费用，对比 ETH 已经降低一个数位。

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来源：L2 Fees

2. 总锁仓量 TVL （Total Value Locked），达 104.6 亿美元，过去 7 天涨幅为 14.22%。

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来源：l2beat

3. 按总锁仓量占比，排名前十的项目。

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来源：l2beat

4. 每秒交易活动 TPS

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来源：L2beat

从以上这些数据可见，受先发优势影响，当前 L2 赛道 Arbitrum 和 Optimism 已经占据了整个赛道 87.27% 的锁定份额，两者同属 Optimism Rollup。其中，Arbitrum One 网络总锁仓量为 70.6 亿美元，独占总额的 66.75%，甚至过去 30 天的交易总数已经超过了以太坊； Optimism 网络总锁仓量为 21.7 亿美元，约为 Arbitrum One 的 1/3（20.52%）。而 ZK Rollup 的项目当前的市场份额还很小。不过总体而言，整个赛道的所有项目都在上升通道，自 23 年 1 月份低点以来整体 TVL 已经上涨约 36%。

目前主流的 Rollup 分为两个方向，Optimism Rollup 和 ZK Rollup，其中 ZK Rollup 又分为基于 zkSync 构建和基于 StarkEx 构建。从 Rollup 项目 TVL 数据排名来看，采用 OP 和 ZK 的项目比例为 1：2，ZK Rollup 项目占据较多数量，但是 OP Rollup 的 TVL 市场份额更高。

虽然当下 OP Rollup 凭借先发优势占据市场主要份额，但 OP Rollup 的欺诈证明系统目前都不可用，用户不得不相信当前系统没有作恶，以及区块链提议者提交的状态根是正确的。而 ZK Rollup 迫于 OP 的竞争压力，赶鸭子上架了测试网，目前的份额也较少，但随着以太坊完整分片的逐步升级，越到后来 ZK Rollup 的优势会越明显。当然了，要实现这些依赖于很多技术难题的攻克，这或许要以年为单位。

另外，Rollups 项目生态也在呈指数级增长，许多以太坊优秀的项目已经启动并迁移到这些 Rollup 生态中。鉴于目前个人精力所限，本篇就不对 Rollup 生态做扩展分析了。挖个坑，且听下回详述。

总结

纵观全文的分析，总结一下：

公链 L1 的竞争，以太坊的地位将继续无法撼动。随着以太坊路线图的一步步升级推进，以太坊生态将进一步的扩大和稳固。

L2 的竞争，目前是 Rollup 的天下，短期乃至中期都不会有变化。随着下半年的坎昆升级临近，整个 Rollup 赛道都将迎来普涨利好。但我们也期盼未来有更优于 Rollup 的扩容方案出现。

Rollup 的竞争，短时间内，OP 凭借先发优势，只是暂时领先。长远来看，ZK 的爆发时机可能在以太坊完整分片的实施时刻。

Rollup 项目，如果是撸空操作，重点关注尚未发币的项目，尤其是团队背景和技术实力都不错的可以作为优先，如果再加一个对比维度，可以考虑被明星基金已经投资的。如果是二级市场操作，已发币的项目，虽然代币价格已经涨了一些，不过随着临近 EIP-4844 的实施，真正的利好还没落地，预计应该还有一波势头，可逢低寻找时机。

其他方面，坎昆升级利好 Rollup 赛道，而 Rollups 本质上也是多链运行，所以也同时看好跨链协议，比如 LayerZero。模块化数据可用性，如 Celestia，也同样看好，因为其原理与以太坊分片方案一样，都可以一定程度上降低 Rollup 目前的交易费用瓶颈「数据存储成本」。

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特别鸣谢：感谢尤老师的指导和审阅。尤老师，是我的 Crypto 世界的领路人，亦师亦友。

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