目录
1.以太坊历史升级
2.Pectra 核心 EIPs
3.Pectra 带来的功能改进
3.1 共识机制与验证者优化
3.2 网络性能与扩展性提升
3.3 历史数据访问与状态管理
3.4 账户抽象
3.5 加密与预编译优化
3.6 引入Verkle Trees
4.影响
参考
以太坊开发者于2025年4月举行的 All Core Developers Consensus (ACDC) 会议上公开表示，备受期待的 Pectra 升级将于2025年5月7日正式上线以太坊主网，此前已在 Hoodi 测试网上成功运行。
1.以太坊历史升级
以太坊上线以来经历了多次升级。像最早的 Homestead 和 Byzantium 升级，主要是让网络更稳定和安全；后来 DAO 分叉是因为一次重大安全事件，也让社区治理开始变得重要起来；接着 Constantinople 和 Istanbul 引入了多项 EIP，优化智能合约执行效率，让智能合约跑得更顺、更高效；Berlin 和 London（特别是 EIP-1559）则是对交易费用做了优化，不仅提升了用户体验，还引入了 ETH 销毁机制；最重要的一次升级是 The Merge，以太坊从 PoW 转到了更环保的 PoS；而后的 Shanghai 升级则让大家终于可以提取之前质押的 ETH，PoS 机制也更完善了。而最新的 Dencun 升级，则是为扩容做准备——它上线了“Blob”技术，大大降低了 Layer 2 的成本，让用户在二层用以太坊更便宜也更快。总的来说，以太坊每次升级都是在围绕安全、性能、扩展性和用户体验这些方面不断打磨。
2.Pectra 核心 EIPs
这次的 Pectra 升级是2024年 3 月 Dencun 升级以来最大规模的一次升级，合并了原计划的 Prague 和 Electra 两个升级，涵盖11项以太坊改进提案(EIPs, Ethereum Improvement Proposal)，旨在提升网络的可扩展性、效率和用户体验。
以下是 Pectra 升级中包含的主要 EIPs：
EIP-2537：为BLS12-381曲线操作引入预编译合约，提升验证效率。
EIP-2935：在状态中保存历史区块哈希，增强合约对历史数据的访问能力。
EIP-6110：在链上提供验证者存款信息，简化验证者的管理。
EIP-7002：允许执行层触发提款操作，提高提款的灵活性。
EIP-7251：将验证者的最大有效余额上限提高至 2048 ETH，增强网络安全性。
EIP-7549：将委员会索引移出证明，优化共识机制。
EIP-7623：增加 calldata 的成本，抑制垃圾交易。
EIP-7685：引入通用执行层请求机制，提升协议的灵活性。
EIP-7691：提高 blob 的吞吐量，增强数据处理能力。
EIP-7702：允许外部拥有账户（EOA）设置账户代码，推动账户抽象的发展。
EIP-7840：将blob 调度添加到执行层配置文件中，优化数据存储。
3.Pectra 带来的功能改进
此次升级带来的功能改进主要涉及到性能与扩展性提升、用户体验与安全性改进、共识与验证者管理、历史数据与状态管理等方面。
3.1 共识机制与验证者优化
EIP-7251: 提高最大有效质押余额
在以太坊当前的机制下，质押者每运行一个验证者节点，需要投入 32 ETH，这个额度既是最低门槛，也是奖励计算的上限，超过的部分不会获得更多收益。因此，很多大型质押者为了获得更多回报，不得不运行多个验证者节点，导致操作复杂、资源占用高。例如，你有上千个 ETH，也必须拆成多个 32 ETH 的验证者来运行。
Pectra 升级引入的 EIP-7251 对这一点进行了重大改进，把单个验证者的有效质押上限从 32 ETH 提高到了 2048 ETH。这意味着一个验证者节点现在可以质押更多 ETH，而不是必须拆成几十甚至上百个节点。更灵活的是，过去必须按 32 的倍数质押，现在每多 1 ETH 都可以获得额外奖励，比如质押 33 ETH，就能拿到 33 ETH 的全部质押收益。
这个变化不仅使奖励机制更合理，也极大降低了运行多个验证者的技术复杂度。在原来的设定下，每个验证者在每轮共识中都要签名一次，这会给网络带来很大的带宽压力。而现在，多个验证者可以整合成一个，既减轻了网络负担，也为未来以太坊的扩展性打开了新空间，同时依旧能维持网络的安全性和去中心化。对于大额质押者来说，这一提案显著提升了运营效率；而对整个网络而言，它帮助以太坊在不牺牲安全性的前提下更加高效。
EIP-6110: 在链上供应验证者存款
目前，以太坊验证者的质押操作依赖于信标链上的投票机制，提议者需要根据执行层的数据来验证并处理存款，这不仅流程复杂，还可能因为各节点使用的 API 不一致而出错，激活验证者通常需要等待最长约 12 小时。
Pectra 升级中的 EIP-6110 通过将存款信息直接嵌入执行层区块中，彻底简化了这个流程。这样一来，存款处理就不再依赖提议者投票，激活时间也大幅缩短到大约 13 分钟，同时减少了客户端的技术复杂度，提升了整体效率和安全性。
EIP-7002: 允许执行层触发验证者退出
目前，从以太坊质押中退出并取回 ETH，需要用验证者的“活跃密钥”来发起操作，而接收资金的“提取密钥”只能收钱，不能主动退出。如果两把钥匙不在一个人手里，或者验证者密钥丢了，就会导致很难退出甚至无法取回 ETH。
Pectra 升级中的 EIP-7002 解决了这个问题。它新增了一个系统合约，让质押者可以直接用“提取密钥”来触发退出，不再需要验证者密钥，也不用访问信标链。这项改进不仅让退出更方便，还提升了安全性和灵活性，为第三方质押服务、去中心化质押池等新模式打下基础，未来用户使用以太坊质押将会更简单、更可靠。
EIP-7549: 将委员会索引移出证明
在以太坊的 Beacon Chain 共识机制中，验证者通过投票来确定最新区块和已最终确认的纪元。每个投票信息（称为“证明”）包含三个元素，其中两个是投票内容，第三个是委员会索引值。
EIP-7549 提议将委员会索引值移出签名的证明消息。这一改进使得验证和聚合共识投票变得更加简便高效，有助于提升共识客户端的性能，并为零知识证明电路（用于证明以太坊共识）带来显著的性能提升。
EIP-7685：让执行层和共识层更顺畅沟通
在以太坊中，执行层（处理交易和智能合约）和共识层（负责网络安全和共识）之间需要互相传递信息，比如质押 ETH、提取 ETH、添加验证者等。但目前，这些操作各用各的流程，既复杂又不高效。
EIP-7685 提出了一种通用的解决方案：执行层可以在区块中添加一条“请求信息”，这些信息会被共识层自动识别并处理。比如，你可以通过智能合约发出“我要质押 ETH”的请求，不需要手动干预，系统会自动完成。
这个改进简化了操作流程，让各种质押相关操作变得更统一；也方便以后扩展更多新功能，不用大改底层结构；同时智能合约可以更直接、更安全地参与共识流程，提高自动化程度，减少人为风险。
3.2 网络性能与扩展性提升
EIP-7691: 增加Blob吞吐量
在上一次的 Dencun 升级中，以太坊引入了名为 "blob" 的新数据格式，用来更高效地存储 L2 Rollup 的数据，一经推出就被各大以太坊二层网络广泛采用。不过，随着使用量迅速上升，目前每个区块平均只能容纳 3 个 blob，最多 6 个，容量已经接近上限，导致 Rollup 的手续费上涨、扩展能力受限。
Pectra 升级中的 EIP-7691 将每个区块的 blob 目标数量提高到 6 个，最多支持 9 个 blob，从而为 L2 提供了更多可用数据空间。这样一来，Rollup 能打包更多交易，整体扩容能力提升，用户支付的手续费也有望降低。
虽然这是一次温和的吞吐量提升，但它为更大规模扩容铺平了道路。对用户来说，这是以太坊 Rollup 变得更便宜、更快的又一步。
EIP-7623：提高 calldata 成本
在 Dencun 升级引入 blob 之前，以太坊二层网络（L2）通常使用 EVM 中的 calldata 来存储数据。虽然 calldata 是一种永久保存数据的方式，但效率低下，而且会给主网带来更大的存储和处理负担。不过，直到现在，使用 calldata 有时仍比 blob 更便宜，这与以太坊推动使用 blob 的初衷背道而驰。
为此，Pectra 升级中的 EIP-7623 提高了 calldata 的成本，目的是鼓励开发者更多地使用 blob 来存储 L2 数据。这不仅能引导生态朝着更高效的数据处理方式演进，也有助于平衡网络在处理 blob 时所增加的计算资源消耗。简单来说，就是通过价格机制，让更高效的技术路径变得“更划算”，推动以太坊整体扩容策略的落地。
EIP-7840: 将 blob 计划添加到 EL 配置文件
EIP-7840 提出了一个简单的改进，它在执行层客户端的配置文件中新增了一个字段。这个字段用于设置每个区块的目标和最大 blob 数量，以及调整 blob 费用。通过直接在配置文件中定义这些设置，客户端可以避免通过 Engine API 交换这些信息的复杂性，使得配置过程更加简洁高效。
3.3 历史数据访问与状态管理
EIP-2935: 将历史区块哈希存储在状态中
目前以太坊中的 BLOCKHASH 操作码只能查询最近 256 个区块的哈希，大约是 51 分钟的历史，对于需要更长时间窗口的应用（比如 Rollup 或跨链协议）来说不够用。EIP-2935 提出新增一个系统合约，把最近最多 8192 个区块的哈希（大约 27 个小时）直接存储在链上的状态中。这样，开发者就可以像查询普通合约一样，随时访问较长时间范围内的区块哈希，不用再依赖外部服务或离链数据，提高了安全性和数据获取效率。
3.4 账户抽象
EIP-7702: 设置EOA账户代码
我们现在用的以太坊钱包，大多数都是 EOA（Externally Owned Account，外部拥有账户），也就是靠私钥控制的钱包，比如 MetaMask。这种账户功能比较基础，不能像智能合约那样有各种“定制功能”。而 EIP-7702 就是要解决这个问题，该功能允许用户将其地址（即外部拥有账户，EOA）设定为由现有智能合约代码所代表。该 EIP 引入了一种新类型的交易，允许地址所有者签署一份授权，将其地址设置为模拟指定的智能合约，从而实现更强大的可编程性。这一功能的推出，意味着用户可以选择支持如交易打包、免 gas 操作、以及自定义资产访问与恢复机制的钱包，为钱包带来了更类似 Web2 产品的体验。
3.5 加密与预编译优化
EIP-2537: BLS12-381的预编译
EIP-2537 在 Pectra 升级中引入了对 BLS12-381 曲线操作的预编译合约。简单来说，预编译是一类内置于以太坊虚拟机（EVM）中的特殊合约，专为执行高效、标准化的计算任务（比如加密运算）而设计，它们不像普通合约那样部署在链上，而是直接由客户端实现，运行速度更快，安全性也更高。
BLS12-381 是以太坊共识层广泛采用的一种椭圆曲线，用于验证者的签名等操作。这次升级让开发者可以在执行层轻松调用专用函数来完成这类加密运算，而不需要自己编写复杂、耗 gas 的合约代码。
这一功能尤其对那些需要在 EVM 中处理验证者信息的应用（比如质押池、再质押协议、轻客户端、跨链桥、零知识证明系统等）非常有用，不仅提升了效率，还增强了安全性。
3.6 引入Verkle Trees
Pectra 的一项重要技术改进是引入 Verkle 树相关的支持。Verkle 树是一种全新的数据结构，未来将替代现在使用的 Merkle Patricia 树，用来存储链上的账户和合约数据。它最大的好处是可以让状态证明变得更小，也就是节点在验证数据时只需要更少的资料。这对提高以太坊的效率、降低节点同步时间、支持轻客户端都非常关键。
在即将到来的 Pectra 升级中，鉴于这项技术的复杂度，以太坊并不会完全启用 Verkle 树，但已经在做很多准备工作，Pectra 升级中引入了几个和 Verkle 树有关的基础改进。比如 EIP-2935，它把最近几千个区块的哈希直接存到链上的状态中，这样以后用 Verkle 树查数据会更方便；再比如 EIP-2537，引入了对 BLS12-381 曲线的支持，这是一种 Verkle 树用到的加密技术，可以帮助提高证明的效率和安全性。这些改动虽然看起来和 Verkle 树没有直接关系，但确为将来 Verkle 树的正式上线做好技术铺垫。完整的 Verkle 树上线还要等下一次更大的升级，但 Pectra 已经迈出了重要的一步。
除了上述已包含在 Pectra 升级中的提案外，还有一些与 Verkle 树直接相关的提案由于复杂性或其他原因被推迟到未来的升级中，例如 EIP-6800，它定义了 Verkle 树的结构和实现细节，是实现 Verkle 树的核心提案；再比如 EIP-4762 和 EIP-7545，这些提案涉及Verkle 树的其他关键方面，但目前仍处于草案阶段，预计将在后续升级中被采纳。
总的来说，Verkle 树将改善以太坊的数据存储和处理方式，让网络在未来变得更快、更省资源、更易扩展，也有助于降低用户的交易成本。从长远来看，这将是以太坊实现更强可扩展性和更轻量运行的重要一步。 虽然 Pectra 并不能完全实现 Verkle 树，但它做了一系列必要的准备工作，从状态结构、加密机制到协议通信方式，都在为以太坊走向更快、更轻、更省资源的未来打基础。
4.影响
Pectra 升级为普通用户带来了更低的费用和更高的安全性。通过引入 blobs 和优化数据存储机制，Rollup 的成本进一步降低，用户在二层链上交易更便宜。同时，ETH 无需转换，账户余额不变，不存在任何资产迁移的风险，避免用户因升级陷入骗局。
对开发者来说，Pectra 提供了更强大的功能和工具。例如支持 BLS12-381 曲线的预编译、读取更多历史区块哈希、跨层通信标准化等，让开发 staking、zk、跨链等协议更高效、更安全。这些改进不仅提升了开发体验，也降低了构建复杂应用的门槛。
对于验证者和质押者，Pectra 大幅提高了灵活性和效率。单个验证者可质押的上限从 32 ETH 提升至 2048 ETH，降低了技术和管理成本；质押和退出流程也更加简洁快速，避免了对私钥的高度依赖。
整体来看，Pectra 升级带来了很多实用的改进，让以太坊变得更快、更便宜、更好用。它让 Layer2 的费用更低、质押 ETH 更灵活、节点运行更轻松，也让执行层和共识层之间的配合变得更简单高效。这些变化不仅能提升网络性能，还为以后更多新功能打好了基础，比如跨链、零知识证明等。可以看出，Pectra 是以太坊朝着更强大、更易用、更可扩展方向迈出的重要一步。
参考
All Core Developers Consensus (ACDC) meeting: Consensus Layer Meeting 154 [2025-04-03]
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