Danksharding:以太坊迈向大规模扩展的道路

以太坊目前面临严峻挑战——高额手续费、网络拥堵、有限的吞吐能力。为了解决这些问题,以太坊研究员丹克拉德·费斯特提出了一种革命性的方法,名为 danksharding。这不仅仅是一次技术升级,而是以太坊长期发展战略的关键组成部分,旨在将其转变为真正可扩展的区块链网络。

为什么以太坊需要 danksharding?

以太坊的核心问题在于每个节点都必须处理、验证和存储所有交易。随着用户数量的增加,这导致负载呈指数级增长。Danksharding 通过一种全新的方法解决了这一问题——将网络划分为多个独立的“分片”,每个分片处理自己的一部分交易和智能合约。

这种划分带来了双重效果:网络变得更快,交易手续费降低。不是所有节点都做同样的工作,而是像工人团队一样,将大项目拆分成不同任务,分工合作。

danksharding 的工作原理

想象以太坊像一个城市,只有一个邮局。所有邮件都送到这里,一个工作人员必须处理、分类并投递所有邮件。现在在不同区域开设64个邮局——每个处理自己区域的邮件。这就是 danksharding 的核心。

另外一项创新是使用单一的区块创建者,而非分布式系统。这种架构简化了分片之间的协调,使交易处理更高效。网络不再花费资源在多个区块生产者之间达成共识——由一个协调,其他验证。

实际操作中,一个分片可以处理以字母A–D开头的地址的交易,另一个处理E–H,第三个处理I–L,依此类推。每个分片独立工作,但所有数据保持同步。

实现路径:Proto-Danksharding 和完整 danksharding

以太坊制定了两阶段的技术引入方案。

Proto-Danksharding 已通过2024年的 Cancun 升级(EIP-4844 标准)激活。这一中间方案引入了所谓的 blob 交易——用于 Layer 2 解决方案(rollups)的临时数据存储。这使得 Layer 2 用户的操作成本降低了10到100倍,但还未达到完全的可扩展性。

完整 danksharding 仍在开发中,承诺带来更大突破。完全实现后,将以 64 个完整分片划分以太坊,每个分片拥有自己的吞吐能力。这一架构将使网络每秒处理超过10万笔交易——远高于当前能力。

对比:proto-danksharding 与完整 danksharding

方面 Danksharding Proto-Danksharding
实现状态 在开发中 已在 Cancun(2024)上线
架构 64 个完整分片 临时 blob 数据存储
吞吐能力 >10万 TPS 100–1万 TPS(Layer 2)
重点 全面扩展一级链 降低 Layer 2 交易手续费
集成方式 兼容 rollups 通过 EIP-4844 实现
数据管理 每个分片有独立空间 共享 blob 空间

以太坊未来的扩展方向

Danksharding 代表了区块链多年来研究的巅峰。Proto-Danksharding 已经证明了其有效性,显著改善了 Layer 2 协议的经济性。完整的 danksharding 不仅是一次技术升级,更是迈向新能力的跃升——以太坊将能在不牺牲速度和安全的前提下,服务数百万用户。

这一方案对于发展去中心化的 Web 应用、金融协议以及任何需要高吞吐、低手续费的系统都具有重要意义。Danksharding 是以太坊应对区块链可扩展性全球挑战的答案。

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