了解以太坊的Danksharding：區塊鏈擴展性的下一層

以太坊面臨著一個關鍵挑戰，隨著交易量激增和去中心化應用快速擴展，Danksharding 成為一項旨在從根本上重塑網路容量的變革性升級。本指南將探討 danksharding 背後的技術、proto-danksharding (EIP-4844)，以及這些創新對於在不斷演進的以太坊生態系中導航的用戶意味著什麼。

核心問題：為何以太坊需要 Danksharding

以太坊目前的架構以串行方式處理交易，導致在高峰需求時期出現網路擁堵。交易費用飆升，確認時間延長。像 Arbitrum 和 Optimism 這樣的 Layer 2 解決方案部分解決了這個問題，但它們仍依賴於使用昂貴的 calldata 將交易資料發佈到以太坊主網。

Danksharding 代表了一種資料處理的範式轉變。它不再在單一的執行層處理所有交易，而是引入一個以資料為中心的擴展模型，將交易執行與資料可用性分離。

什麼是 Danksharding？重新定義區塊鏈架構

Danksharding 是以太坊的下一代擴展解決方案，從根本上重組網路的資料處理與存儲方式。“Dank” 一詞來自 Dankrad Feist，他為分片概念做出了重要的設計改進。

與傳統分片的差異：

傳統分片將區塊鏈拆分成多個獨立的片段 (“shards”)，每個維持自己的狀態和驗證者集。這種方法在理論上具有可擴展性，但也帶來了顯著的複雜性：

• 多個提議者集造成協調困難
• 跨片通信需要複雜的同步機制
• 驗證者集碎片化增加安全風險

Danksharding 採用不同的方法：不是建立獨立的片段，而是在保持單一執行層的同時，引入一個統一的資料層，並簡化提議者機制。此設計降低了協議的複雜度，同時大幅提升資料吞吐量。

Proto-Danksharding (EIP-4844)：立即的影響

Proto-danksharding，正式化為 EIP-4844，是第一階段的實作。於 2024 年 3 月部署，此升級引入了“blob”——一種專為 rollup 交易優化的新型資料結構。

Blob 機制如下：

Blob 是附加在以太坊區塊上的臨時資料容器，約存續 18 天後過期。與永久的智能合約存儲不同，blob 設計用於快速存取和低成本存檔。Layer 2 網路使用 blobs 發佈其壓縮後的交易資料，成本較之前降低 90-99%。

EIP-4844 實施後的關鍵指標：

Rollup 平台	實施前費用	實施後費用	降幅
Arbitrum	$0.30	$0.05	83%
Optimism	$0.25	$0.04	84%
Base	$0.19	$0.03	84%
zkSync Era	$0.20	$0.03	85%

此成本的降低從根本上改變了去中心化應用的經濟模型。之前在網路擁堵時，一筆 DeFi 交易可能花費 1-5 美元。EIP-4844 部署後，這已降至幾美分。

技術架構：資料 Blob 與 KZG 承諾

理解 danksharding 需要了解三個相互關聯的機制：資料 blobs、KZG 承諾，以及驗證者角色。

資料 blobs：一個新原語

Blob 代表資料塊 (通常為 128KB)，存在於以太坊區塊旁，但運作規則不同於標準交易資料。智能合約無法直接存取 blob 內容，這是有意為之——此分離允許 Layer 2 網路使用 blobs 而不影響主網的執行複雜度。

每個 blob 包含元資料，證明其可用性，無需每個驗證者節點都驗證完整資料。

KZG 承諾：加密保障

Kate-Zaverucha-Goldberg (KZG) 承諾是一種多項式承諾，允許驗證者在不下載整個 blob 的情況下驗證資料的可用性。2023 年完成的 KZG 儀式，來自全球數萬名貢獻者，產生了支撐此系統的加密參數。

此分散式參數生成防止任何單一實體破壞承諾方案。即使部分參與者惡意，安全性仍然有效。

驗證者在新模型中的角色

Danksharding 的驗證者扮演雙重角色：

1. 提議包含 blob 承諾的區塊
2. 使用加密驗證確認 blob 的可用性

驗證者無需下載或存儲完整的 blob 資料——KZG 證明允許透過數學驗證，而非原始資料，顯著降低帶寬需求，同時保持安全性。

Rollup：如何利用 blobs 推動大規模採用

Rollup 是一種擴展方案，將數千筆交易在鏈下執行，然後定期將壓縮摘要發佈到以太坊。主要有兩種架構：

樂觀型 rollup (Arbitrum、Optimism、Base)，假設交易有效，並設有爭議期，允許欺詐證明者挑戰不正確的批次。此設計降低計算負擔，但安全性需較長的最終確認時間。

零知識型 rollup (zkSync、StarkNet)，利用密碼證明即時保證交易有效性。每個批次都包含由以太坊智能合約驗證的有效性證明。此方式可更快達成最終性，但需大量計算資源。

兩者都能從 blobs 的可用性中受益。在 EIP-4844 之前，rollup 發佈資料時使用普通交易 calldata，與智能合約交易競爭區塊空間，支付高額費用。Blob 提供專用空間，成本較低。

實際應用場景：

• Layer 2 代幣轉帳：費用從 $0.20-0.50 降至 $0.02-0.05
• NFT 鑄造批次：從 $2-5 降至 $0.10-0.30
• DEX 交易：從 $1-3 降至 $0.05-0.15
• 借貸協議交互：從 $0.50-1.50 降至幾美分

對於每日處理數百萬交易的協議，這種成本降低意味著每年可為用戶節省數十億美元。

安全性與去中心化：核心設計原則

Danksharding 在提升吞吐量的同時，仍維持以太坊的基本安全屬性：

抗審查機制：

每個時槽只有一個提議者，防止任何參與者系統性排除資料。提議者必須包含所有有效交易，否則面臨協議懲罰。KZG 承諾確保即使提議者試圖隱藏資料，也能證明資料存在。

透過密碼學實現的去中心化：

Blob 驗證不需特殊硬體或特權存取。任何配備標準設備的驗證者都能驗證 blob 承諾，維持以太坊數千名獨立運營者的分散驗證者集。

KZG 儀式的角色：

多方計算儀式安全產生承諾參數。只要至少一名參與者誠實，參數就保持加密安全。數萬名來自不同國家和組織的參與者，使全面妥協的可能性幾乎為零。

完整 Danksharding：完整願景

Proto-danksharding (EIP-4844) 引入每個區塊一個 blob。完整的 danksharding 路線圖目標每個區塊 64+ 個 blob，資料容量提升至每個區塊 16MB+ (相比目前約 128KB 的交易 calldata)。

路線圖進展：

1. Proto-Danksharding (上線) — 建立 blob 基礎設施與費用市場
2. 資料可用性抽樣 (研發) — 讓輕客戶端驗證資料可用性
3. 完整 Danksharding (2025-2026) — 擴展至每個區塊 64+ 個 blob 插槽
4. 多維費用市場 (研究) — 優化計算與資料的獨立費率曲線

此階段性策略讓協議在每個階段穩定，同時開發者優化客戶端實作與節點基礎設施。

常見問題

Proto-danksharding 是否改善所有以太坊交易？

否。Blob 特別惠及 rollup 用戶與應用。直接在主網上的交易仍使用執行空間，不受 blob 引入影響。不過，隨著越來越多應用轉向使用 blobs 的 rollup，整體網路效率將提升。

Blob 費用是否固定？

Blob 費用會根據需求波動，採用動態調整機制。但即使在高峰期，blob 費用通常仍低於歷史 calldata 費用的 10-50 倍。

這對智能合約安全性有何影響？

Proto-danksharding 不會修改智能合約的執行或存儲。現有合約的安全屬性保持不變。

節點存儲需求如何？

Blob 約存續 18 天後過期，降低存檔節點的長期存儲負擔。非存檔節點可以裁剪舊的 blob 資料，同時保持完整安全。

KZG 儀式真的安全嗎？

儀式的安全性取決於至少一名誠實參與者。由於有數萬名來自不同背景的參與者，包括安全研究人員、學術機構與獨立運營者，全面妥協的可能性在加密上幾乎不可能。

對生態系的實務影響

Proto-danksharding (EIP-4844) 已展現出明顯的實質影響：

對 Layer 2 協議： 運營成本降低 80-90%，使得：

• 終端用戶交易費用降低
• 通過降低 MEV 提取提升資本效率
• 協議改進迭代更快

對應用開發者： 降低交易成本促使新用例出現：

• 微交易遊戲，成本微不足道
• 原本經濟不可行的細粒度 DeFi 互動
• 高頻資料發佈，用於實時應用

對用戶： 直接受益包括交易確認速度提升、由於擁堵降低的滑點，以及進入先前成本過高的 DeFi 策略。

展望：以太坊擴展的未來

Danksharding 不僅是逐步改進，而是一個根本的架構演進。通過清楚地分離執行層與資料層，以太坊建立了指向指數擴展的基礎，同時保持去中心化特性。

從 proto-danksharding 到完整實現的過渡預計在 12-24 個月內完成，中間將進行資料可用性抽樣、客戶端優化與經濟模型研究。

對於以太坊生態系的參與者——無論是用戶、開發者或基礎設施運營者——Danksharding 標誌著邁向可持續大眾市場擴展的轉折點。當前建立的成本與最終確認時間指標，將為以太坊每日處理數十億筆交易提供經濟基礎，同時保持去中心化與安全。

---

風險聲明： 加密貨幣投資具有重大風險。技術升級雖經過充分研究，但仍可能遇到未預料的挑戰。過去的表現與歷史費用數據不保證未來結果。請自行進行研究並採取適當的安全措施，謹慎參與區塊鏈網路或去中心化應用。