Dencun Upgrade
以太坊 Dencun 升级，又称坎昆-德内布，是以太坊网络上的一次重大硬分叉，旨在解决以太坊面临的一些关键挑战，尤其是在可扩展性、效率和安全性方面。它也被称为坎昆-德内布升级。[21]
概述
Dencun(坎昆-德内布)升级是以太坊的一个重要硬分叉升级，旨在通过引入一个名为数据blob的专用数据存储空间，来降低辅助二层网络上的交易成本。此次升级是以太坊发展的一个里程碑，将通过一系列以太坊改进提案（EIP）来提高以太坊 区块链的可扩展性、安全性及性能。[25]
- EIP-1153: 瞬态存储操作码
- EIP-4788: EVM中的信标区块根
- EIP-4844: 分片Blob交易
- EIP-5656: MCOPY - 内存复制指令
- EIP-6780: SELFDESTRUCT仅在同一交易中
- EIP-7044: 永久有效的签名自愿退出
- EIP-7045: 增加最大证明包含槽位
- EIP-7514: 添加最大Epoch流失限制
- EIP-7516: BLOBBASEFEE指令
Dencun标志着以太坊在其路线图中进入激增阶段的开始。在此阶段，以太坊的目标是在保持去中心化的同时实现大规模采用。像rollup这样的二层解决方案将在不牺牲安全性的前提下，在实现可扩展性方面发挥关键作用。
Dencun这个名字是将以太坊 区块链两端同时发生的两个升级混合而成：
- 坎昆：此升级侧重于执行层，所有协议规则都位于该层。
- 德内布：共识层，用于验证区块。
Dencun升级的主要目标
- 提高交易吞吐量： Dencun旨在解决以太坊当前的可扩展性限制，这些限制导致了高昂的gas费用和网络拥塞。它旨在增加网络可以处理的计算总数，使其在速度上更具竞争力区块链。
- 降低gas费用： 通过提高交易吞吐量，Dencun希望缓解网络拥塞，从而降低用户的gas费用。
- 为完全分片奠定基础： Dencun包括proto-danksharding，这是实现完全分片的关键一步。分片涉及将区块链分成更小、更易于管理的部分，从而进一步提高可扩展性。
Dencun升级计划于2024年3月13日进行。[4]
通过坎昆-Deneb升级，重点在于通过创建“数据blobs”来提高以太坊的可扩展性：这是一种旨在扩展Layer 2 (L2) rollups数据可用性的新型交易类型。[19][20]
Ethereum Roadmap
| 阶段 | 名称 | 目标 |
|---|---|---|
| I | 合并 | 转移到权益证明 (PoS) 共识 |
| II | 激增 | Rollup 为中心的扩展，达到每秒 100,000+ 交易 |
| III | 鞭笞 | 避免最大可提取价值 (MEV) 带来的中心化和其他协议风险 |
| IV | 边缘 | 验证区块变得“超级容易” |
| V | 清除 | 简化协议并降低运行网络节点的成本 |
| VI | 挥霍 | “修复所有其他问题” |
Ethereum Network
以太坊网络分为两个主要层：执行层和共识层。Dencun升级将包括对以太坊网络的执行层（Cancun）和共识层（Deneb）的一系列改进。
Dencun升级是以太坊持续发展的一部分，建立在上海升级等先前升级的成功之上。[22]
执行层
以太坊的执行层是合并前的以太坊主网。它也被称为Eth1，负责处理和执行链上的智能合约和交易。执行层是OP Stack的主要组成部分，在OP Stack中它被称为EVM（以太坊虚拟机）。以下是一些执行层客户端的例子：
- Geth：一个稳定可靠的多线程执行客户端，可以充分利用你的整个CPU
- Nethermind：一个构建在.NET.core上的以太坊执行层客户端，适用于普通用户和企业级dApp[2]
执行层硬分叉以之前举办过Devcon的城市命名：柏林 -> 伦敦 -> 上海 -> 坎昆 -> 布拉格 -> 大阪 -> 波哥大。
EIP-5656和EIP-6780是坎昆特定的（执行层）升级。[1]
共识层
共识层负责在所有节点之间就网络状态达成一致。它确保所有交易和智能合约都通过权益证明（PoS）进行验证和达成一致。以太坊的共识层（Eth2）是以太坊区块链的一系列升级。升级的目标是提高区块链的速度和容量，降低交易成本，并提高安全性。它确保每个人都对发生的交易、发生的时间以及发生的顺序达成一致。共识层还为网络提供许多关键服务，包括计时、生成随机性、质押操作、治理机制。[1]
2022年9月，以太坊通过从工作量证明(PoW)过渡到权益证明(PoS)，成功地改变了其共识机制。这一过渡被称为合并。[3]
每个共识层升级都以一颗星星的名字命名，名称按首字母的字母顺序选择：Altair -> Bellatrix -> Capella -> Deneb -> Electra -> (F)未知。[1]
集成到 Dencun 升级中的 EIP
EIP-1153: 瞬时存储操作码
EIP-1153 引入了瞬时存储操作码，旨在提高效率并降低 智能合约 执行期间与存储操作相关的成本。 EIP-1153 代表了优化 以太坊 区块链 上交易执行的重大进步。 EIP-1153 解决了 gas 效率低下的问题，从而提高了智能合约的性能。 [9][6][10][18]
EIP-4788：EVM 中的信标区块根
EIP-4788 提议在以太坊虚拟机 (EVM) 中公开信标链区块根。信标链区块根是一种用于证明任意共识状态的累加器。通过在以太坊虚拟机中公开信标链区块根，可以以最小的信任访问 以太坊 共识层。此改进协议还有助于开发诸如质押池和 智能合约 桥等用例，从而增强其信任假设。
EIP-4788 消除了在获取有关以太坊共识状态的信息时对受信任 预言机 解决方案的需求。流动性质押 池（例如 Lido 和 Rocket Pool）以及重新质押应用程序（例如 EigenLayer）将从中受益。[5][6][7][17]
EIP-4844: 分片 Blob 交易
EIP-4844，也称为 Proto-Danksharding，是一项旨在扩展以太坊 L2 结构的新提案，允许 rollup 利用嵌入式数据的新费用市场。该改进提案被提出作为在实施分片（以太坊的 Layer 1 扩展策略）时，通过 rollup 扩展以太坊的权宜之计。
EIP-4844 的更改将与即将到来的分片解决方案兼容，从而在准备就绪时实现无缝分片。[8][6][19]
EIP-5656: MCOPY - 内存复制指令
EIP-5656 是一个主动实施的新操作码，有望提高 EVM 中数据移动的效率。具体来说，EIP-5656 引入了一个新的 EVM 指令，称为 MCOPY。
MCOPY 旨在优化 EVM 内部的内存复制性能，提供更高效的数据结构构建方法。它的工作原理是接收两个内存指针作为输入，并将数据从源指针复制到目标指针。要复制的数据大小由第三个输入参数指定。
它比当前 EVM 中的内存复制方法更有效，后者涉及使用循环一次复制一个字节的数据。 MCOPY 能够批量复制数据，速度更快。它还具有比当前内存复制方法更简洁的优点。 MCOPY 使编写和阅读 智能合约 更容易。[1][15]
EIP-6780：仅在同一交易中SELFDESTRUCT
EIP-6780旨在削弱SELFDESTRUCT操作码的功能，同时尽量减少对当前使用它的智能合约的干扰。该提案修改了SELFDESTRUCT操作码的功能，为未来以太坊应用中使用的Verkle Tree架构做准备。
目前，以太坊应用程序使用Merkle Tree架构，并且SELFDESTRUCT操作码可用于对帐户状态进行重大更改，例如删除代码和存储。但是，当未来的以太坊应用程序中使用Verkle Tree架构时，将不容易修改或删除帐户，因为Verkle Tree架构将每个帐户存储在与根帐户不连接的不同帐户密钥中。
因此，EIP-6780提出了对SELFDESTRUCT操作码功能的修改。根据EIP-6780，修改后的SELFDESTRUCT操作码在使用时将不再具有更改或删除帐户的能力，仅用于将ETH转移给调用者，除非在智能合约创建的同一交易中调用SELFDESTRUCT。[1][14]
EIP-7044：永久有效的签名自愿退出
EIP-7044 解决了现有 Ethereum 网络中与签名自愿退出的有效期相关的重大限制。目前，这些退出仅在接下来的两次网络升级中有效，这带来了复杂的挑战，尤其是在 staking 运营商与资金所有者不同的情况下。
该提案旨在推动 Capella 区块链 上签名自愿退出的“永久有效性”，确保它们无限期有效，不受未来升级的影响。
该提案的主要目标是简化 staking 操作的设计并增强用户体验。这简化了操作，确保了共识层兼容性，并强制将预签名退出过渡到 Capella 分叉域。该提案简化了质押。[11][16]
EIP-7045：增加最大证明包含槽
EIP-7045 通过扩展证明的最大包含槽，在 以太坊 网络中引入了一项关键变更。该提案旨在增强以太坊的 共识机制 的安全性和效率。目前，证明的包含窗口有限，但 EIP-7045 扩大了该窗口，使证明在下一个 epoch 结束前保持有效。
这种转变根植于对 LMD-GHOST 安全性证明的不断演变的理解以及对新确认规则的需求。通过允许证明在更长的时间内保持有效，以太坊可以提高其安全性，同时还可以提高其性能，尤其是在更及时地确认区块方面。[13][16]
EIP-7514：添加最大 Epoch 变动限制
EIP-7514 旨在限制以太坊信标链中的 epoch 变动率，以控制验证者增长率，将其从指数增长转变为线性增长。此举是为了应对以太坊客户端管理大型验证者集合的可扩展性问题，以及由于 流动性质押 平台（如 Lido）的主导地位而可能产生的中心化风险，以及对个人质押者的经济负担。
EIP-7514 旨在引入一个短期解决方案，限制验证者变动率，以便让以太坊的开发者和利益相关者有更多时间来制定长期策略。[12][18]
EIP-7516: BLOBBASEFEE 指令
EIP-7516 在 以太坊 中引入了 BLOBBASEFEE 操作码，它允许 智能合约 直接访问链上数据 blobs 的当前基础费用。这有助于 rollup 合约更有效地管理和预测其数据 blob 成本。
BLOBBASEFEE 指令返回当前执行区块的 blob 基础费用值。它与 EIP-3198 中定义的 BASEFEE 操作码相同，只是它返回 EIP-4844 规定的 blob 基础费用。[23][24]