Danksharding 是一种 以太坊 Rollup 扩容方法，通过为 Rollup 交易提供额外的存储空间来提高交易吞吐量。Danksharding 是以太坊扩容路线图第二阶段（称为 The Surge）的关键特性。^[1]​

概述

​以太坊 是最受欢迎的 区块链 应用网络之一，因此网络承受着巨大的压力。托管众多平台、协议、应用和代币减慢了其交易最终确认速度，并导致了高昂的费用。

为了克服这一可扩展性问题，以太坊路线图包含了多项升级。通过“合并”（The Merge），以太坊转变为 权益证明 (PoS) 链，显著降低了能耗，并为仅在 PoS 网络上实现的创新打开了大门。

为了实现更便宜、更快速的交易，该网络的一个计划是实施 分片 (sharding) —— 这是一种通过将庞大的以太坊区块链拆分为较小的分区来减少网络拥塞和费用的方法。分片 涉及将 区块链 物理拆分为多个部分。然而，分片可能会带来安全风险和数据迁移方面的挑战。

与传统 分片 不同，Danksharding 专注于提高数据可用性和效率，利用数据 Blobs 和 KZG 多项式承诺方案来优化大数据包的处理，特别是针对 Rollups。

Danksharding 引入了一种与现有以太坊 二层网络 (Layer 2) 解决方案通信的方法，这比对整个以太坊网络进行 分片 更容易实现。它还引入了一种在每个区块处理更多数据的方法，允许进行更复杂的交易，而不会减慢网络速度或提高其 Gas 费用，同时使 区块链 Rollups 更加高效。^[3]​

Danksharding 以提出该方案的以太坊研究员 Dankrad Feist 的名字命名。它是对旧版以太坊扩容计划 分片 的升级，原计划提议将第一层 (L1) 划分为多个分片链。

Danksharding 与分片 (Sharding)

开发者最初计划通过分片来扩展以太坊，即将 L1 链拆分为 64 条分片链。每条分片链都将拥有一套独特的验证者并独立处理交易。

然而，随着 Rollups 成为以太坊扩容的主流方式，分片路线图被放弃了。Rollups 的引入减少了对分片链的需求，因为交易直接在 Rollup 链上处理。此外，以 Rollup 为中心的路线图比分片链更简单、更去中心化，并提供更好的安全性。

Danksharding 的引入是为了补充以太坊以 Rollup 为中心的路线图。Danksharding 最显著的特征是引入了临时数据 Blobs，这将允许 Rollups 处理更多数据，从而意味着更多的交易。^[11]​

Proto-danksharding (EIP-4844)

Proto-danksharding 是一个提案，一旦实施，将为向 以太坊 网络引入 Danksharding 提供基础。该概念在 以太坊改进提案 4844 (EIP-4844) 中提出，并以以太坊研究员 Dankrad Feist 和 Proto Lambda 的名字命名。EIP-4844 已作为以太坊 Dencun 升级 的一部分于 2024 年 3 月 13 日实施。

EIP-4844（即 Proto-Danksharding）通过引入一种新型交易和一种存储临时数据的方法，为以太坊的未来奠定了基础。^[2]​

EIP-4844 与 EIP-4488 的比较

EIP-4488（降低交易 calldata 的 Gas 成本并限制总 calldata）是早期尝试通过两条简单规则解决相同平均情况/最坏情况负载不匹配问题的更简单尝试：

• Calldata Gas 成本从每字节 16 Gas 降低到每字节 3 Gas
• 每个区块限制 1 MB，外加每笔交易额外的 300 字节（理论最大值：约 1.4 MB）

硬限制是确保平均情况负载的大幅增加不会同时导致最坏情况负载增加的最简单方法。Gas 成本的降低将大大增加 Rollup 的使用，可能会将平均区块大小增加到数百 KB，但硬限制将直接防止单个区块包含 10 MB 的最坏情况可能性。

而 EIP-4844 (Proto-danksharding) 则创建了一种单独的交易类型，可以在大型固定大小的 Blobs 中持有更便宜的数据，并限制每个区块可以包含的 Blob 数量。这些 Blob 无法从 EVM 访问，且 Blob 由共识层（信标链）而非执行层存储。^[10]​^[9]​

Blobs 与 KZG 多项式承诺

Blobs

​Blobs 是廉价且临时的内存，携带有关交易的数据，被称为“携带 Blob 的交易”。

Blobs 旨在提高交易验证的效率。网络无需验证区块中的每笔交易，只需确认附加到区块的 Blob 携带了正确的数据。这些携带 Blob 的区块中的交易通常与 二层网络（如 Optimism）相关，后者在 以太坊 上存储数据以共享其安全保障。这些 Blob 的临时性质确保了它们不会永久占用以太坊网络上的空间。

​Rollups 将能够使用 Blobs 来存储其交易数据。这将释放以太坊主链上的空间，并允许 Rollups 以更低的成本处理更多交易。EIP-4844 为 Blobs 引入了一个新的费用市场。^[8]​

​Blobs 持久化在信标节点中，而不是在执行层中（例如在 Prysm 中，而不是在 Geth 中）。未来的 分片 工作仅需要对信标节点进行更改，从而使执行层能够并行开展其他计划。^[9]​

KZG 多项式承诺

KZG 多项式承诺，也称为 Kate-Zaverucha-Groth 承诺方案，是一种加密原语，允许用户以既具有绑定性又具有隐藏性的方式对多项式进行承诺。这意味着承诺不会泄露有关多项式的任何信息，并且一旦做出承诺，就无法更改多项式。

在 KZG 多项式承诺方案中，证明者首先需要对多项式 p(X) 进行承诺，然后提交证明 π 以及他的主张 p(z) = y。

该承诺稍后可以在任何位置打开。证明者展示多项式在某个位置的值等于所声称的值。

KZG 多项式承诺方案于 2010 年引入。^[4]​^[5]​^[6]​^[7]​

Danksharding 的优缺点

Danksharding 的优点

• 降低交易 (Gas) 费用 Danksharding 的第一个好处是降低交易费用。以太坊 网络上的高昂 Gas 费用主要是由网络拥塞引起的。当有大量人员访问以太坊网络上的 区块链 应用和平台时，就会发生这种情况。由于以太坊是大多数 dApps 的所在地，这意味着网络拥塞是用户经常面临的问题。通过让网络更容易地处理 Rollups，Danksharding 将帮助以太坊避免拥塞。这将改善整个以太坊网络的 Gas 费用，而不仅仅是使用 二层网络 链。^[2]
• 更快的交易 Danksharding 的另一个好处是它允许以太坊比以前更快地处理交易。通过引入一种临时存储数据的方法，它减轻了网络节点的负担。以前，每个节点都会存储区块链历史的完整副本，这是一个沉重的负担。有了 Danksharding，节点存储和处理的数据要少得多，从而使它们能够更高效地工作。这意味着用户的交易变得更快。^[2]

Danksharding 的缺点

• 安全性 虽然 Danksharding 可能是以太坊可扩展性问题的答案，但其安全性也存在一些担忧。虽然这种方法在网络上比之前的 分片 计划更容易实施，但 Danksharding 涉及在链下验证携带 Blob 的交易。这是一种安全风险，因为不太受欢迎的 Rollups 可能会成为不良行为者的目标。链越小、经验越少，就越容易受到攻击。这可能意味着来自恶意来源的携带 Blob 的交易最终可能会进入 以太坊 主网。虽然 Rollups 拥有防御此类攻击的安全措施，但它们不如以太坊 主网 那样稳健。^[2]