以太坊坎昆升级的重点是什么？它如何降低Gas费用？

2024年3月完成的以太坊坎昆升级，是以太坊扩容路线图中的关键一步。其核心重点是引入 EIP-4844（Proto-Danksharding） 及“携带Blob的交易”，旨在通过创建低成本、临时存储的数据通道，大幅削减Layer 2 Rollup向主网提交数据的成本，从而降低终端用户的Gas费用，并为未来的完全分片铺平道路。

以太坊坎昆升级的背景与核心目标

在坎昆升级之前，以太坊的扩容叙事主要依赖于Layer 2 Rollup技术（如Optimism、Arbitrum、zkSync）。Rollup将大量的交易计算和存储转移到链下执行，最终只将压缩的交易数据和结果证明提交到以太坊主网进行最终结算。这种模式进一步提升了交易吞吐量（TPS）。

然而，一个瓶颈日益显现：Rollup向主网提交数据需要支付高昂的Gas费。这些数据存储在被称为“calldata”的永久性存储空间中，成本昂贵。对于用户而言，这直接体现在Layer 2网络的手续费中，数据成本占据了其Gas费的绝大部分（高峰时可达80-90%）。高昂的数据成本限制了Rollup的进一步降费潜力，也制约了那些需要频繁、大量提交数据的应用（如游戏、社交）在链上的发展。

因此，以太坊坎昆升级的首要目标就是大幅降低Layer 2 Rollup的数据发布成本。其长期愿景，则是为以太坊实现完整的数据分片（Danksharding）铺平道路，构建一个能够承载百万级TPS的全球结算层。

以太坊坎昆的升级重点解析

以太坊坎昆升级包含多项以太坊改进提案，但其灵魂与核心是EIP-4844：Proto-Danksharding。它引入了一种全新的交易类型和数据结构，彻底改变了数据可用性的提供方式。

1.从Danksharding到Proto-danksharding

要理解Proto-danksharding，需先了解其完全体“Danksharding”。这是以太坊创始人Vitalik Buterin与研究员Dankrad Feist等人设计的一种新颖分片方案。与传统分片（每个分片独立出块）不同，Danksharding采用“单一区块提议者 数据分片”模型。所有交易仍由同一个提议者打包进信标链区块，但其中庞大的数据部分会被分割成多个“数据Blob”，分布到不同的分片中供节点抽样验证。其核心是分离了“共识”与“数据可用性验证”。

Proto-danksharding（原型Danksharding） 可以视为Danksharding的“先行测试版”。它先行引入了Blob数据载体和相关的市场机制，但尚未实际实施数据分片。网络暂时只支持每个区块携带少数几个Blob（最初为6个）。这允许整个生态系统（包括客户端、钱包、Rollup、浏览器等）提前适应这种新数据格式，为未来完整分片的平滑过渡做好全面准备。

2.革命性的数据载体：携带Blob的交易

EIP-4844创造了一种新的交易类型——“携带Blob的交易”。每个Blob是一个最大约125KB的数据包，专门用于Rollup存放其压缩的批次交易数据。

与旧的calldata相比，Blob具有两个革命性特点：

临时存储：Blob数据不在以太坊虚拟机中永久存储，而是由共识层节点仅保存约18天（4096个纪元）。这段时间足以让所有需要它的参与者（如Rollup节点、挑战者）完成数据验证。之后，数据将被剪枝，缓解了全节点的历史数据膨胀压力。

独立定价市场：Blob拥有独立于现有Gas费市场的专用Gas定价机制。它使用一种“基本费用 优先级费用”的模型，但其基础费用会根据Blob的供需动态调整，与执行Gas费分离。这创造了一个专门的数据资源市场，其价格波动不会影响常规交易的Gas费。

3.其他关键提案

除了EIP-4844，此次以太坊坎昆升级还包含另外三项重要EIP，共同优化网络：

EIP-1153：瞬态存储引入了一种在单个交易执行期间存在、执行后即被清除的存储槽。这为合约开发提供了更廉价的临时存储选项，能优化复杂的交易逻辑，降低Gas消耗。

EIP-4788：Beacon链根暴露将信标链区块的根哈希存入执行层。这使智能合约和Layer 2能够无需依赖第三方，即可去中心化地、可信地访问共识层状态（如验证者余额、质押池信息），增强了跨层应用的安全性和架构简洁性。

EIP-6780：限制SELFDESTRUCT大幅削弱了SELFDESTRUCT操作码的功能，使其仅在创建合约的同一交易内能删除合约。这消除了一个长期存在的潜在安全风险和状态存储混乱的源头，使网络状态更稳定、可预测。

Gas费用降低的核心机制

以太坊坎昆升级降低Gas费用的逻辑是清晰而直接的，其核心就在于Blob的临时存储和独立市场设计，对数据成本进行“靶向治疗”。

1.成本削减的根源：资源分离与临时性

在传统模式下，Rollup数据通过calldata存储，它占用的是以太坊执行层上最昂贵、最稀缺的资源——永久区块空间。这些数据需要被所有全节点永远存储和索引，成本高昂。

Blob方案将数据可用性责任从执行层转移到了共识层。共识层节点只需在有限时间内保存Blob数据，无需EVM处理。这种存储责任的转移和存储时间的有限性，从根本上释放了资源压力。供给不再受限于昂贵的永久存储，而是相对充裕的临时存储带宽，单位数据的成本因而得以断崖式下降。

2.市场机制：供需决定价格

独立的价格市场保障了数据成本的效率。当多个Rollup竞争有限的Blob空间时，其基础费用会上涨；当空间充裕时，费用下降。这种机制既保证了网络资源被合理定价和利用，又使得在非拥堵时段，Rollup能够以低成本发布数据。根据升级后的实际数据，Layer 2网络向主网提交数据的成本普遍下降了90%以上，一些网络的交易手续费一度降至0.01美元以下。

3.对终端用户的直接影响

对于最终在Layer 2上进行交易的用户而言，这意味着其支付的手续费结构中，原本占大头的数据发布成本被急剧压缩。因此，用户的综合交易成本（在简单的转账、Swap等操作中）获得了数量级级别的下降。这使得以太坊生态的可用性向更广泛的用户群敞开了大门。

以太坊坎昆升级的影响、风险与未来展望

1.积极影响

Layer 2进入平价时代：手续费的大幅降低使得基于Rollup的DApp具备了与传统Web2应用竞争用户体验的可能性。

激发应用创新：低成本的数据可用性为高吞吐量、高交互频率的应用类型（如全链游戏、去中心化社交、实时数据预言机）铺平了道路。

巩固以太坊市场地位：通过为Rollup提供数据层，以太坊主网作为“结算与数据可用性层”的核心地位得到空前巩固，其作为加密经济“安全基石”和“终极法院”的价值更加明显。

2.潜在风险与挑战

技术复杂性：Blob的引入增加了客户端和基础设施的复杂性，其长期稳定性和安全性需要持续观察。

Blob容量限制：初期每个区块的Blob数量有限（6个），在极端情况下可能成为新的瓶颈，引发Blob Gas费上涨。这需要后续升级逐步提升容量。

中心化压力：虽然临时存储减轻了全节点负担，但要求节点在短时间内存储和传播大量Blob数据，对带宽和硬件提出了更高要求，可能带来一定程度的节点中心化风险。

3.未来展望

以太坊坎昆升级远非终点，而是一个新篇章的序曲。它的直接后续将是“德内布升级”，预计将进一步增加每个区块的Blob容量。而最终的目标，是实现完整的Danksharding，将每个区块的Blob数量提升至数十甚至上百个，并引入数据可用性抽样等关键技术，使单个节点无需下载全部数据即可验证整个网络的安全性，真正实现以太坊的无限扩容梦想。

以太坊坎昆升级通过革新数据可用性层，成功地使Layer 2网络手续费下降了超90，为高频率应用创新打开了大门，并巩固了以太坊作为核心结算层的地位。然而，其新技术栈的复杂性、初期Blob容量的潜在瓶颈以及对节点带宽要求的提升，也带来了持续的安全性观察、短期拥堵风险和中心化压力。此次升级的成功，标志着以太坊进入了以高效数据服务驱动生态增长的新阶段，但其长期稳定与去中心化成效仍需时间验证。

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