研报：坎昆升级——Layer2 Rollup将迎来爆发

目录

● 引言

● 坎昆升级

● 以太坊的扩容之路

○ 以太坊之外的扩容：L2 Rollup

○ 以太坊之内的扩容：L1 分片

○ EIP-4844

● 深远的影响

● Layer2 Rollup将迎来真正的爆发

● 总结

● 参考文献

引言

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。

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。

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%。

关于【研报：坎昆升级——Layer2 Rollup将迎来爆发】的延伸阅读

• Coin Metrics：分析以太坊 Blob 与 EIP-4844 的影响

  自3月13日起，多个Layer-2解决方案采用blob交易，超过950,000个blob已发布到以太坊，降低了操作成本。EIP-4844升级提高了L2的可伸缩性和降低交易成本，每天约有10,000个blob发布。blob被设计为18天后过期，防止永久存储膨胀。随着rollups使用blob发布大量数据，blob空间利用率将增加。blob费用根据需求动态调整，4月份因铭文blob激增而增加，但随后又降低。Blob的采用是EIP-4844降低数据存储开销和增强L2可伸缩性的积极信号。然而，跨资产、流动性和用户体验碎片化等挑战仍需解决。随着更多L2利用blob，拥塞可能会再次出现。

• Stacks Nakamoto 升级，BTC生态的文艺复兴

  Stacks是一个跨链共识区块链，旨在将智能合约功能移植到比特币网络中。其共识机制为转移证明，通过燃烧比特币来参与挖矿。Stacks 2.0主网已推出，获得美国证券交易委员会批准的代币销售。Stacks 3.0升级解决了安全性、性能和可扩展性等问题，引入签名者角色，提高链的可扩展性。Nakamoto升级解决了MEV问题，提高了挖矿过程的公平性和稳定性。升级将在4月22日开始，提高Stacks区块链的透明度和信任度。

来源：l2beat

3. 按总锁仓量占比，排名前十的项目。

来源：l2beat

4. 每秒交易活动 TPS

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”。

（以上，仅为个人观点，如有疏漏欢迎指正，本文不代表任何投资建议。DYOR！）

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。

参考文献

AllCoreDevs

https://tim.mirror.xyz/zLdl8bEiDmobHZ5RlvG2LrlZLWV9c2XvkuKQ-vpljSU

cancun.md

https://github.com/ethereum/execution-specs/blob/master/network-upgrades/mainnet-upgrades/cancun.md

EIP-4844: Shard Blob Transactions

https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4844

Scaling Ethereum

https://ethereum.org/en/roadmap/scaling/

Danksharding

https://ethereum.org/en/roadmap/danksharding/

SCALING

https://ethereum.org/en/developers/docs/scaling/

以太坊迈向full sharding的第一步，EIP-4844全面解析

https://mp.weixin.qq.com/s/45y2L25XwZBVHKzMsAxxrA

Danksharding、4844 万字研报：白话解读「不可能三角」的变革性解决方案

https://news.CHAINLOOK.cc/20230214132434665042.html

从上海升级聊聊以太坊升级的前世今生

https://mp.weixin.qq.com/s/OL-_2kKCMZAXR3GGjTr6hg

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