坎昆升級(jí)后，以太坊將會(huì)更親民嗎？

撰文：西柚，ChainCatcher

編輯：Marco，ChainCatcher

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坎昆升級(jí)（Dencun）可謂是 2024 年度以太坊網(wǎng)絡(luò)最值得關(guān)注的事情，也是繼去年上海升級(jí)（Shapella）后的又一大更新，預(yù)計(jì)將于 2 月底完成。

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根據(jù) 1 月 24 日以太坊博客文章顯示，坎昆升級(jí)已于 1 月 17 日在以太坊 Goerli 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)上激活，并計(jì)劃在 1 月 30 日和 2 月 7 日分別激活 Sepolia 測(cè)試網(wǎng)和 Holesky 測(cè)試網(wǎng)升級(jí)。

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一旦 Dencun 升級(jí)在這三個(gè)測(cè)試網(wǎng)上順利完成運(yùn)行，接下來(lái)就會(huì)在以太坊主網(wǎng)進(jìn)行激活，預(yù)計(jì)激活時(shí)間為 2 月底。

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由于以太坊每次升級(jí)都暗藏著眾多機(jī)會(huì)，關(guān)注以太坊升級(jí)的進(jìn)程也成為加密社區(qū)的第一要事。2022 年 9 月份，以太坊完成合并升級(jí)完成從 PoW 到 PoS 的轉(zhuǎn)變，ETH 成為了通縮資產(chǎn)；去年 5 月，以太坊通過(guò)上海升級(jí)對(duì)用戶開(kāi)放了質(zhì)押提取功能，在升級(jí)前幾個(gè)月內(nèi)，以太坊質(zhì)押相關(guān)的賽道如 Lido、SSV Network 等 LSD 資產(chǎn)全線齊漲等。

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那么，究竟什么是坎昆升級(jí)？這次升級(jí)將改變以太坊哪些性能？EIP-4844 提案是什么？有哪些項(xiàng)目和賽道將會(huì)從本次升級(jí)中受益？潛在的交易機(jī)會(huì)有哪些？

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什么是坎昆升級(jí)？

坎昆升級(jí)全稱(chēng)「Cancun-Deneb」，是 Cancun 和 Deneb 這兩個(gè)升級(jí)的組合，英文簡(jiǎn)稱(chēng)為「Dencun」。中文的「坎昆升級(jí)」其實(shí)只代表了前半部分的「Cancun」而省去了 Deneb 部分，完整的稱(chēng)呼是「坎昆 -Deneb」升級(jí)。

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以太坊每個(gè)升級(jí)名字對(duì)應(yīng)著以太坊網(wǎng)絡(luò)的特定層，坎昆（Cancun）升級(jí)旨在改進(jìn)以太坊執(zhí)行層的性能，而 Deneb 升級(jí)則側(cè)重于共識(shí)層。

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為了更好理解這些概念，需要先了解一下以太坊目前的架構(gòu)和狀態(tài)。

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在以太坊合并之前，以太坊網(wǎng)絡(luò)主要由「執(zhí)行層和共識(shí)層」兩個(gè)部分組成，二者彼此獨(dú)立運(yùn)行。

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執(zhí)行層主要負(fù)責(zé)處理智能合約邏輯執(zhí)行的部分，也就是交易計(jì)算發(fā)生的地方，它是原來(lái)的以太坊主網(wǎng)，也被稱(chēng)為「以太坊 1.0」，其還負(fù)責(zé)維護(hù)以太坊網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)并執(zhí)行以太坊虛擬機(jī)（EVM）代碼等。

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執(zhí)行層升級(jí)是以之前舉辦 Devcon 的城市命名：柏林 ->倫敦 ->上海 ->坎昆 ->布拉格 ->大阪 ->波哥大。

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共識(shí)層主要確保所有交易和智能合約通過(guò)質(zhì)押 PoS 進(jìn)行驗(yàn)證，使所有節(jié)點(diǎn)及客戶端之間實(shí)現(xiàn)共識(shí)，達(dá)成狀態(tài)一致，它是此前與執(zhí)行層合并后形成的信標(biāo)鏈（Beacon），也被稱(chēng)為「以太坊 2.0」。

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每個(gè)共識(shí)層升級(jí)都會(huì)被賦予一顆恒星的名稱(chēng)，按第一個(gè)字母順序選擇：Altair->Bellatrix->Capella->Deneb->Electra->(F)unknown。

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合并后，以太坊的執(zhí)行性和共識(shí)層平行運(yùn)行，二者通過(guò)引擎 API 的接口進(jìn)行通信或信息互通。引擎 API 允許執(zhí)行客戶端向共識(shí)客戶端請(qǐng)求區(qū)塊信息，也允許共識(shí)客戶端向執(zhí)行客戶端發(fā)送新區(qū)塊或請(qǐng)求執(zhí)行有效性證明（Execution Validity Proof）等。

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執(zhí)行層的升級(jí)被稱(chēng)為坎昆（Cancun），共識(shí)層的升級(jí)將被稱(chēng)為 Deneb，整個(gè)升級(jí)的名稱(chēng)就是 Cancun-Deneb。雖然即將到來(lái)的坎昆升級(jí)和 Deneb 升級(jí)在技術(shù)上有所不同，但它們是同時(shí)實(shí)施的，因此也喜歡使用合成詞「Dencun」來(lái)指代這種組合升級(jí)。

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大幅度降低數(shù)據(jù)上鏈成本

坎昆升級(jí)是繼上海升級(jí)后，對(duì)以太坊主鏈進(jìn)行的再次升級(jí)，這次升級(jí)的目的是希望解決以往被詬病的性能低、費(fèi)用高、網(wǎng)絡(luò)擁堵等問(wèn)題，通過(guò)推動(dòng)以太坊擴(kuò)容進(jìn)程來(lái)提高主鏈 TPS 和降低用戶 Gas 費(fèi)，同時(shí)增強(qiáng)可擴(kuò)展性和安全性，提高網(wǎng)絡(luò)性能。

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而根據(jù) Dencun 升級(jí)的本次命名，可以看出這次升級(jí)將主要改進(jìn)及優(yōu)化以太坊網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行層中的智能合約、EVM 和共識(shí)層中的數(shù)據(jù)共識(shí)及狀態(tài)對(duì)齊等問(wèn)題。在本次升級(jí)中，以太坊社區(qū)提出了一系列的改進(jìn)方案 EIPs，共有 6 條經(jīng)過(guò)社區(qū)成員討論、測(cè)試和投票后決定實(shí)施的技術(shù)規(guī)范。

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其中，EIP-4844 是坎昆更新的核心，EIP-4844 也被稱(chēng)為 proto-danksharding 提案，是分片 Danksharding 擴(kuò)容解決方案的初始版，也是一種臨時(shí)擴(kuò)容解決方案。

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通過(guò)實(shí)現(xiàn)鏈下數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲(chǔ)和訪問(wèn)，降低 Layer2 數(shù)據(jù)發(fā)布到以太坊主網(wǎng)上的 Gas 成本，尤其是 Rollup 解決方案，可將其數(shù)據(jù)發(fā)布至主網(wǎng)的 Gas 費(fèi)用降低至現(xiàn)在千分之一以下，從而降低用戶使用其網(wǎng)絡(luò) Gas 費(fèi)。

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EIP-4844 提案中引入了 Blob 交易類(lèi)型，這是一種新的數(shù)據(jù)格式，幫助擴(kuò)展以太坊，代表從 Layer2 回傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，和 Layer1 以太坊主網(wǎng)上產(chǎn)生的原生數(shù)據(jù) Calldata 區(qū)分。Blob 攜帶的數(shù)據(jù)僅由以太坊共識(shí)層下載和存儲(chǔ)，但不支持執(zhí)行性 EVM 訪問(wèn)，且這個(gè)數(shù)據(jù)是有時(shí)效性的，有效期約 18 天。

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Blob 是一個(gè)外部臨時(shí)存儲(chǔ)，并沒(méi)有真正的把 Layer2 交易數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到 Layer1 中，且定期會(huì)失效，這極大的降低了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本。

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這個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，Blob 是以太坊主網(wǎng)為 Layer2 網(wǎng)絡(luò)交易等數(shù)據(jù)上鏈搭建的一個(gè)單獨(dú)的通道，在這個(gè)通道中，以太坊 Layer2 數(shù)據(jù)完成傳輸、存儲(chǔ)、驗(yàn)證等服務(wù)，且 Gas 費(fèi)以及存儲(chǔ)成本都是定制的，與以太坊網(wǎng)絡(luò)的活躍度無(wú)關(guān)。

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EIP-4844 的主要目標(biāo)是通過(guò)使用新型的 Blob 數(shù)據(jù)格式攜帶交易，使以太坊的 L2 Gas 費(fèi)降低，使向完全分片的過(guò)渡更加容易，因?yàn)樗形磥?lái)的升級(jí)僅在共識(shí)層上進(jìn)行。

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在產(chǎn)品架構(gòu)層面，EIP-4844 引入了 Blob 攜帶交易，這是以太坊第一次為 L2 單獨(dú)構(gòu)建數(shù)據(jù)層，為后續(xù)完全分片 Danksharding 打下基礎(chǔ)；

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經(jīng)濟(jì)模型層面，EIP-4844 將為 Blob 引入新的費(fèi)用市場(chǎng)，這是以太坊邁向多維市場(chǎng)的第一步；

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用戶體驗(yàn)層面，用戶最直觀的感知就是 L2 費(fèi)用的大幅降低，這將為 L2 以及其應(yīng)用層的爆發(fā)提供重要基礎(chǔ)。

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正如 StarkWare 聯(lián)合創(chuàng)始人 Eli Ben-Sasson 所言，此次升級(jí)將降低所有 L2 的數(shù)據(jù)可用性成本。

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坎昆升級(jí)還將改進(jìn)以太坊網(wǎng)絡(luò)哪些性能？

除了 EIP-4844 降低 Rollup 數(shù)據(jù)上鏈成本外，還有提高 EVM 效率的 EIP-6780 和 EIP-5656，改善質(zhì)押體驗(yàn)的 EIP-7044，優(yōu)化共識(shí)層和執(zhí)行層之間通信的 EIP-4788 等提案。

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在執(zhí)行層 EVM 方面，EIP-6780 和 EIP-5656 提案通過(guò)更改相關(guān)代碼功能，分別提高了智能合約安全性和處理效率。

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EIP-6780 通過(guò)更改智能合約中的 SELFDESTRUCT 操作碼功能，將其限制在一定條件下才能執(zhí)行，以增強(qiáng)了智能合約代碼的安全性。

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SELFDESTRUCT 也稱(chēng)自毀代碼，主要功能是自動(dòng)銷(xiāo)毀智能合約，允許智能合約自動(dòng)將自身從區(qū)塊中刪除。

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當(dāng)合約執(zhí)行自毀操作時(shí)，合約賬戶上剩余的以太坊會(huì)發(fā)送給指定的目標(biāo)，其存儲(chǔ)和代碼狀態(tài)也會(huì)被刪除。雖然能在緊急情況下幫助開(kāi)發(fā)人員刪除智能合約，并將合約內(nèi)的余額轉(zhuǎn)移到指定的地址，但這一特性也可能被不法分子利用，使它成為了攻擊手段。

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EIP-6780 提案旨在通過(guò)限制可能破壞智能合約的 SELFDESTRUCT 操作碼功能，降低了智能合約中的漏洞風(fēng)險(xiǎn)。比如開(kāi)發(fā)者只有在自己調(diào)用該操作碼時(shí)，智能合約才會(huì)執(zhí)行自毀操作，將賬戶剩余的 ETH 發(fā)送給調(diào)用者等。

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EIP-5656 主要是對(duì) EVM 代碼進(jìn)行了升級(jí)微調(diào)，引入了一個(gè)名為 MCOPY 的新操作碼，可優(yōu)化智能合約執(zhí)行期間，內(nèi)存中數(shù)據(jù)復(fù)制的過(guò)程及性能。MCOPY 簡(jiǎn)化了 EVM 數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的操作指令，既提高了數(shù)據(jù)在 EVM 中移動(dòng)的效率，又可降低與數(shù)據(jù)處理操作相關(guān)的 Gas 費(fèi)。

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在當(dāng)前的 EVM 架構(gòu)中，使用的現(xiàn)有操作碼復(fù)制大量數(shù)據(jù)段，不但操作指令過(guò)多、效率低下，成本也很高昂。在 EIP-5656 下，使用 MCOPY 復(fù)制 256 字節(jié)內(nèi)存僅需花費(fèi) 27Gas，而使用先前的方法則需要 96Gas，相比新提案可使 Gas 費(fèi)降低了四分之一。

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同時(shí)，更快的內(nèi)存操作意味著合約的執(zhí)行速度更快，開(kāi)發(fā)人員也將在處理大型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或涉及內(nèi)存操作的復(fù)雜操作時(shí)更有優(yōu)勢(shì)。

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EIP-5656 和 EIP-6780 雖沒(méi)有改變以太坊的整體方向，但通過(guò)更改或引入 EVM 相關(guān)操作碼，提高了以太坊開(kāi)發(fā)者在智能合約方面的效率，并減少了漏洞發(fā)生。

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在以太坊共識(shí)層方面，社區(qū)提出了 EIP-7044 和 EIP-7045 的提案改進(jìn)驗(yàn)證器和質(zhì)押相關(guān)操作過(guò)程，讓以太坊質(zhì)押更安全。

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EIP-7044 旨在簡(jiǎn)化和改善以太坊質(zhì)押的退出機(jī)制，確保鎖定在 Capella（上海）升級(jí)之前簽署的自愿退出永久有效。

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目前，以太坊質(zhì)押市場(chǎng)多以委托質(zhì)押為主，即用戶將其持有的 32ETH 或倍數(shù)委托給驗(yàn)證器運(yùn)營(yíng)商，由其負(fù)責(zé)管理運(yùn)行以太坊驗(yàn)證器的技術(shù)和操作。當(dāng)用戶退出以太坊驗(yàn)證器時(shí)需要使用驗(yàn)證器的簽名密鑰簽署所謂的「自愿退出」或「自愿退出操作」申請(qǐng)，且簽署的自愿驗(yàn)證器退出。目前，簽署的自愿退出僅對(duì)兩次升級(jí)有效，一旦 Deneb 升級(jí)發(fā)生將失效。這意味著，如果以太坊坎昆升級(jí)不改變這一規(guī)則，用戶想要退出質(zhì)押在驗(yàn)證器中的以太坊就需要聽(tīng)從驗(yàn)證器運(yùn)營(yíng)商的新規(guī)則。

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EIP-7045 增加以太坊區(qū)塊證明槽中的包含范圍，以降低區(qū)塊確認(rèn)時(shí)間和減少以太坊用戶延遲。

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此外，還有解決以太坊執(zhí)行層和共識(shí)層通信的 EIP-4788，和專(zhuān)注降低數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本的 EIP-1153。

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EIP-4788 主要用于改善以太坊執(zhí)行層和共識(shí)層的跨鏈信息互通問(wèn)題，即在執(zhí)行層 EVM 中放置了一個(gè)共識(shí)層信標(biāo)鏈 Beacon 區(qū)塊根，即父區(qū)塊的摘要信息等，以實(shí)現(xiàn)在太坊主網(wǎng) EVM 層上傳遞以太坊的共識(shí)狀態(tài)，而無(wú)需依賴(lài)第三方傳遞信息和數(shù)據(jù)，消除了外部預(yù)言機(jī)提供這些數(shù)據(jù)的需要，從而減少了潛在的故障或操縱，從而改善了以太坊網(wǎng)絡(luò)的互操作性和穩(wěn)定性。

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EIP-4788 本質(zhì)上引入了協(xié)議級(jí)預(yù)言機(jī)，它將以太坊的共識(shí)狀態(tài)傳遞到以太坊主網(wǎng)，部署在以太坊主網(wǎng)上的智能合約和協(xié)議將不再需要可信的預(yù)言機(jī)解決方案來(lái)獲取有關(guān)以太坊共識(shí)狀態(tài)的信息。

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這一變化對(duì)于 Lido、Rocket Pool 等流動(dòng)質(zhì)押協(xié)議和 Eigenlayer 重新抵押解決方案，及跨鏈橋特別有利，因?yàn)檫@些部署在以太坊主網(wǎng)上的智能合約，可直接訪問(wèn)共識(shí)層驗(yàn)證者余額和狀態(tài)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，減少重新質(zhì)押中的信任假設(shè)從而增強(qiáng)其安全性和運(yùn)營(yíng)效率。

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EIP-1153 提案專(zhuān)注于降低合約執(zhí)行期間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的成本和優(yōu)化區(qū)塊空間，使交易更具成本效益和效率。

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本次坎昆升級(jí)將專(zhuān)注于降低 Layer2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)上鏈的成本、執(zhí)行層 EVM 性能的改進(jìn)和以太坊質(zhì)押體驗(yàn)的優(yōu)化等。

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關(guān)于坎昆升級(jí)的時(shí)間

按照前期以太坊 ACDE 會(huì)議提供的路線，坎昆升級(jí)測(cè)試將按 Goerli、Holesky、Sepolia 等測(cè)試網(wǎng)順序進(jìn)行。

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根據(jù) 1 月 24 日，以太坊博客發(fā)布的坎昆升級(jí)進(jìn)程顯示，坎昆升級(jí)已于 1 月 17 日在以太坊 Goerli 測(cè)試網(wǎng)絡(luò)上激活。并計(jì)劃在 1 月 30 日和 2 月 7 日分別激活 Sepolia 測(cè)試網(wǎng)和 Holesky 測(cè)試網(wǎng)升級(jí)。

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等 Dencun 升級(jí)在這三個(gè)測(cè)試網(wǎng)全部完成時(shí)，接下來(lái)就會(huì)在以太坊主網(wǎng)進(jìn)行激活，預(yù)計(jì)激活時(shí)間為 2 月底。

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不過(guò)，在 1 月 18 日最新一期的 ACDE 以太坊核心開(kāi)發(fā)者電話會(huì)議中，被問(wèn)及開(kāi)發(fā)人員對(duì) Dencun Layer2 升級(jí)的信心如何？

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一位網(wǎng)名為「Protolambda」的 Optimism L2 網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)人員表示，Optimism 團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是在幾周內(nèi)開(kāi)始在 Goerli 上進(jìn)行測(cè)試。雖然 Optimism 團(tuán)隊(duì)似乎能夠支持 Dencun，但對(duì) Blob 交易的基礎(chǔ)設(shè)施和工具的準(zhǔn)備情況感到擔(dān)憂，另外，在 Layer1 以太坊主網(wǎng)上也有很多基礎(chǔ)設(shè)施需要更新。

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坎昆升級(jí)會(huì)如何影響開(kāi)發(fā)者、用戶？

本次坎昆升級(jí)，通過(guò)實(shí)施的 EIP-4844、EIP-1153 等提案優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)交易吞吐量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和區(qū)塊空間來(lái)降低以太坊的交易費(fèi)用并提高處理速度，為開(kāi)發(fā)者和用戶提供無(wú)縫體驗(yàn)，也將為以太坊鏈上生態(tài)應(yīng)用開(kāi)啟新的里程碑。

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另外，引入的 Blob 概念的推動(dòng)了以太坊 Danksharding 分片計(jì)劃的進(jìn)程，據(jù)悉，通過(guò) Proto-danksharding，預(yù)計(jì)將使以太坊的吞吐量增加 100 倍以上，Layer2 交易成本低于 0.001 美元。也將 Rollup 系 Layer2 網(wǎng)絡(luò) Gas 費(fèi)降低至千分之一。

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那么，坎昆升級(jí)如何影響開(kāi)發(fā)者、用戶和更廣泛的以太坊生態(tài)系統(tǒng)？

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對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，坎昆升級(jí)通過(guò)引入 Blob 來(lái)存儲(chǔ)和檢索鏈下數(shù)據(jù)，從而降低了 Layer2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)上鏈的成本，用戶可以享受到 Layer2 網(wǎng)絡(luò)的低 Gas 費(fèi)交易及更多的鏈上用例，因?yàn)榈?Gas 費(fèi)、高吞吐量將催生更多樣化的用例，尤其是有高頻交易需求的用例，比如游戲、衍生品類(lèi)產(chǎn)品等。

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另外按照社區(qū)目前的規(guī)劃，以太坊很快嘗試 Danksharding 的分片方案，如果這個(gè)方案順利，再配合 Layer2 等 Rollup 技術(shù)，以太坊的 TPS 將迎來(lái)巨大的提升，展開(kāi)新的敘事。

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對(duì)于開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，EIP-4844 將使開(kāi)發(fā)者能夠更靈活、更創(chuàng)新、更多樣地開(kāi)發(fā)以太坊應(yīng)用。

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開(kāi)發(fā)者將能夠利用 proto-danksharding 來(lái)存儲(chǔ)和檢索鏈上數(shù)據(jù)，以支持更多的 Layer2 解決方案和應(yīng)用場(chǎng)景。開(kāi)發(fā)者還將能夠?yàn)槲磥?lái)的完整 danksharding 做好準(zhǔn)備，從而利用更多的碎片資源和功能。

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EIP-6780 和 EIP-5656 等提案的改進(jìn)，將會(huì)為開(kāi)發(fā)者提供一個(gè)更高效的、成本更低的智能合約的部署以及開(kāi)發(fā)平臺(tái)，讓其有更多時(shí)間專(zhuān)注于產(chǎn)品上而不是基礎(chǔ)設(shè)施的性能改進(jìn)上。

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對(duì) Rollup 系網(wǎng)絡(luò)性能的優(yōu)化，讓開(kāi)發(fā)人員處理高頻、復(fù)雜交易的場(chǎng)景成為現(xiàn)實(shí)，這將使開(kāi)發(fā)者在智能合約或 DeFi 應(yīng)用中集成更復(fù)雜的功能。

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對(duì)于以太坊生態(tài)，首先，坎昆升級(jí)優(yōu)化了以太坊 Layer2 網(wǎng)絡(luò)性能，將推動(dòng)其鏈上應(yīng)用的繁榮、帶動(dòng)生態(tài)的爆發(fā)。另外，在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和數(shù)據(jù)可用性方面的優(yōu)化將推動(dòng) DA 和去中心化存儲(chǔ)等應(yīng)用的發(fā)展，質(zhì)押體驗(yàn)的改進(jìn)有利于 LSD 及 LSDfi 應(yīng)用的發(fā)展等。