作者：Ebunker / 来源：https://medium.com/@ebunker.io/an-in-depth-explanation-of-ei
翻译：火火/白话区块链以太坊大规模采用的最大障碍之一是用户必须支付高额 Gas 费才能进行交易或交互。随着链上活跃度的增加，gas 费用也大幅上涨，从而提高了用户门槛。
为了提高以太坊 L1+L2 的性能并解决 Gas 费问题，以太坊基金会提出使用 EIP-4844 来降低 Gas 费并提高吞吐量作为中期过渡方案。本文将详细介绍 EIP-4844 以及为什么它对于以太坊路线图的实施至关重要。
1、EIP-4844 简介
以太坊的EIP-4844是坎昆升级的核心内容。它引入了一种新型交易（blob-carrying transaction）来降低以太坊的交易成本。携带 Blob 的交易与常规以太坊交易类似，但它们携带一些额外的数据，称为 Blob。与当前的不可变调用数据存储和只读内存相比，blob 具有更大的存储空间并且更便宜。
从上图中看块空间和blob空间的区别，blob与以太坊虚拟机（EVM）可见的块不同。Blob 仅短暂可用，并且对 EVM 不可见。此外，blob 位于以太坊共识层，而不是位于以计算为中心的执行层。最重要的是，blobspace 比 blockspace 便宜得多。
EIP-4844 也称为 Proto-Danksharding。它将实现 Danksharding 的框架和逻辑，与新的交易格式和验证规则相同。
2、EIP-4844 开发时间表
在过去的3年里，以太坊经历了一系列升级，从PoW共识过渡到PoS共识，使其区块链更具可扩展性。
以下是以太坊重要更新的时间表和概述：
- 2020 年 12 月 1 日，PoS 驱动的信标链推出，以太坊用户可以将他们的 ETH 质押在单独的信标链上来验证交易。
- 2022 年 9 月，信标链与以太坊主网合并，将网络的执行层和共识层结合在一起。
- 2023年4月13日，上海升级（EIP-4895）上线，为以太坊验证者开放ETH质押提现功能。
这些升级对于以太坊提高可扩展性是必要的，但它们并没有直接提高区块链的交易速度或汽油价格。未来的升级（例如 Sharding 和 Danksharding）将使以太坊在实践中具有可扩展性。
3、什么是分片（Sharding）？
分片是指将区块链网络划分为更小的单元，称为“分片链”。每个分片链都可以并行处理交易，以最大限度地提高交易吞吐量、减少网络拥塞并降低天然气费用。换句话说，分片是一种将数据库划分为更小的数据库来管理特定数据段的方法，从而提高这些数据库的效率和性能。
由于Sharding技术难度较高，以太坊决定采用中间方案，首先实现Proto-Danksharding，最终过渡到更容易实现的Danksharding。
4、什么是Danksharding？
Danksharding 是一种新的分片架构，它依赖于称为 blob 的大容量数据来扩展以太坊区块链。以 Rollup 为中心的第二层协议使用额外的 blob 数据空间来缓解网络拥塞，从而降低交易成本。
目前，以太坊基础层的TPS约为15，其第二层rollup的TPS约为100。根据粗略估计，Danksharding预计将以太坊的TPS提升至10万（整体考虑L1+L2） ）。
Danksharding 的另一项创新是合并费用市场，即只有一个提议者从所有分片中选择交易，而不是每个分片都有自己的提议者。为了使这个合并的费用市场平稳运行并缓解最大可提取价值（MEV）的问题，还将实施一种称为提议者-构建者分离的方法（提议者是指以太坊协议验证者，他选择将哪些交易包含在下一个块）。
然而，在以太坊上实现完整的 Danksharding 并不是一蹴而就的过程，而是需要多次升级才能逐步实现，例如 EIP-4844（Proto-Danksharding）。
5、什么是原始 Danksharding？
Proto-Danksharding 以两位以太坊研究人员 Proto Lambda 和 Dankrad Feist 的名字命名，它将把以太坊的 TPS 提高到 1000 左右。它更简单，是实现完整 Danksharding 之前所需的一个步骤。最重要的是，它将引入一种接受 blob 数据的新交易类型，这是实现完整 Danksharding 的重要组成部分。
Vitalik Buterin 认为 Proto-Danksharding 执行了 Danksharding 的大部分逻辑和框架，但它仍然没有实现任何实际的分片。换句话说，Proto-Danksharding是Danksharding的原型，为未来实现其他分片升级提供了框架。
6、EIP-4844 如何降低 Gas 费？
EIP-4844（Proto-Danksharding）的主要目的是通过使用 Blob 交易来降低以太坊的 Gas 费用。Blob 数据更具成本效益，以太坊虚拟机（EVM）无法访问它，只能查看对 Blob 的承诺。此外，Proto-Danksharding 中的数据带宽固定为每槽 1 MB。
由于简单地使 CallData 更便宜可能会导致平均或最坏情况下的不匹配，因此以太坊开发人员正在尝试通过建立一种新型的 Blob 承载交易（重点关注 L2 Rollup 的交易）来降低 Gas 费用。
以太坊的平均区块大小约为 90 KB，但理论上最大区块大小约为 1.8 MB。这意味着以太坊区块可以在网络活动活跃期间容纳更多交易，但需要非常高的汽油费。如果calldata便宜10倍，则交易量将增加10倍，极端情况下，区块大小将增加10倍（18 MB）。显然，以太坊无法在其网络中容纳如此大的区块。
7、解决方案
ProtoDanksharding 通过多维 EIP-1559 费用市场解决 Gas 定价危机。
在 ProtoDanksharding 被提出之前，EIP-4488 就曾尝试解决高 Gas 费的问题。
EIP-4488有两个规则：
calldata的gas成本从每字节16个gas单位减少到3个gas单位；
每个区块1MB的限制加上每笔交易300字节，最大可以达到1.4MB左右。
区块大小限制是确保平均区块负载激增不会导致极端案例负载激增的最简单方法。此外，最极端情况下的块大小（1.4MB）始终低于当前最大块容量（1.8MB）。
既然EIP-4488之前就提出了解决gas问题的方案，为什么以太坊社区最终选择了EIP-4844来降低gas费用呢？因为虽然EIP-4488最大限度地减少了当前的变化（保持稳定性），但未来还需要更多的变化。相比之下，Proto-Danksharding 旨在进行更多框架更改，以帮助以太坊网络未来升级到 Danksharding。
Proto-Danksharding创建了一个单独的交易类型，将L2 Rollup的数据存储在大容量的blob中，并且每个块中的blob数量是有上限的，这将大大降低L2费用。Blob 存储在共识层，而不是执行层，因此以太坊虚拟机（EVM）无法访问它们。
即使在Proto-Danksharding之后，Sharding仍然是一项复杂的任务，但复杂性将仅限于共识层。因此，执行层客户端团队和 Rollup 开发人员不需要做任何额外的工作来从 Proto-Danksharding 过渡到完整分片。
EIP-4844还将blob数据与calldata分开，使得更容易在更短的时间内存储blob数据。
8、EIP-4844 的数据存储选项
Proto-Danksharding 的每个时隙（12 秒）每年将生成约 2.5 TB 的数据。共识层可以通过历史保留期（EIP-4444）应对数据存储挑战，并实现在一段时间后自动删除blob数据的逻辑。
关于如何访问旧的 blob 数据，有多种方法可以在去中心化协议上存储历史数据。例如，rollup、Bittorrent、以太坊门户网络、区块浏览器、API 提供商和第三方索引协议（The Graph）等特定应用程序的协议都可以存储完整的历史记录。
9、EIP-4844前后有哪些升级？
以太坊开发者在 EIP-4844 之前提出了多项升级以降低 Gas 费。例如，EIP-3651降低了区块构建者与以太坊区块构建软件 Coinbase 交互所需支付的 Gas 费，EIP-3855通过 Push0 降低了开发者的 Gas 费，EIP-3860降低了特定用例的 Gas 费。
EIP-4844 是迈向完全分片、扩展以太坊网络并降低 Gas 费用的一步。开发人员计划在 EIP-4844 之后实施“Verge”，其中将引入 Verkle 树以实现可扩展性。
10、EIP-4844 的影响
EIP-4844的主要目标是通过使用新型的blob携带交易将以太坊的L2 Gas费用降低10-100倍，从而使向完全分片的过渡变得更容易，因为所有未来的升级都将仅在共识层进行。
在架构层面，EIP-4844引入了blob携带交易，这是以太坊第一次专门为L2构建数据层，为后续完整的Danksharding奠定了基础。
在经济模型层面，EIP-4844将引入新的blob费用市场，这也将是以太坊迈向多维市场的第一步。
在用户体验层面，用户最直观的感受就是L2费用的大幅降低。这一重要的底层改进将为L2及其应用层的爆发提供至关重要的基础。
11、总结
EIP-4844 是一项重大升级，旨在使以太坊网络更具可扩展性，同时减少未来完整分片所需的更新。Proto-Danksharding 增加了 Blob 数据组的空间，这将允许更多的数据处理，从而减少网络拥塞并降低 Gas 费用。
作为高度复杂的协议升级，EIP-4844是以太坊路线图的重要组成部分，同时也与其他系统升级相关，例如提议者和构建者的分离以及EIP-1559 blob费用调整等。
除了引入 Blob 承载交易之外，EIP-4844 还将实现执行层逻辑、验证规则、多维 Gas 费用市场以及未来全分片所需的其他系统更改。
值得注意的是，虽然EIP-4844将实现大部分完整的Danksharding逻辑，但它不会实现任何实际的分片。除了使以太坊更接近大规模采用所需的成本和吞吐量水平之外，EIP-4844 还可以提高可扩展性并节省成本。
尽管EIP-4844目前还没有明确的发布日期，但预计将在今年晚些时候实施。实施EIP-4844后，用户将看到以太坊尤其是L2的显着改进，主要是更快的交易和更低的费用体验。EIP-4844的成功实施也将使以太坊在加密货币领域更具竞争力。