以太坊可扩展性：从Proto-Danksharding到完整的Danksharding实现

分片技术已成为以太坊生态系统中最受关注的话题之一。其背后有一个雄心勃勃的目标——将以太坊从一个有限吞吐量的网络转变为真正可扩展的平台，能够每秒处理数千笔交易。

为什么分片对以太坊至关重要？

想象一下，以太坊就像一个城市，所有的(节点)都必须了解城市中的所有事件。这在城市规模较小时是可行的，但当城市变大时，系统就会过载。解决方案很简单：将城市划分为多个区域，每个区域自主管理事务，但仍然是整体的一部分。

这就是分片的工作原理。不是每个节点都处理和存储所有交易，而是将网络划分为多个“分片”(段)。每个分片负责一定子集的交易，从而大大降低了负载并提升了整体网络性能。

Proto-Danksharding：迈向可扩展性的第一步

Proto-Danksharding 已经实现。这是通过以太坊 Cancun 升级引入的 EIP-4844 的中间方案。虽然这不是完整的技术版本，但 proto-danksharding 在改善手续费问题方面发挥了关键作用。

proto-danksharding 做了什么？

• 允许 Layer 2 解决方案(rollups)以更低的成本将数据添加到以太坊区块中
• 在某些情况下，将用户在 rollups 上的交易成本降低了 100-1000 倍
• 为 Layer 2 应用提供每秒 100-10,000 笔交易的吞吐能力
• 引入“blob”交易的概念——一种具有短暂生命周期的特殊数据类型

Proto-danksharding 为未来的发展奠定了基础。这是向完全实现技术迈出的必要一步。

Danksharding：以太坊的雄心未来

完整的 Danksharding 不仅仅是改进，而是以太坊可扩展性的一场革命。该术语源自知名以太坊研究员 Dankrad Fust，他在该架构的发展中做出了重要贡献。

Danksharding 与传统分片方法的主要区别在于使用单一的区块创建者，而不是为每个分片分配验证者的分散式系统。这种简化的结构提供了更高效的交易处理方式，并为扩展提供了强大路径。

在以太坊 2.0 的完整实现中，网络将被划分为 64 个分片。每个分片将并行工作，独立处理其交易集。但不同于孤立系统，所有分片仍然是由共识机制保障的统一网络的一部分。

这将如何影响吞吐能力？

完整的 Danksharding 预计能达到每秒超过 100,000 笔交易。对比之下：

• 当前的以太坊(无 L2)：~15 TPS
• 结合 proto-danksharding 和 L2：100-10,000 TPS
• 完整 Danksharding：100,000+ TPS

这些数字展现了预期的巨大变革。

技术架构：它是如何工作的？

以一个具体例子说明。在没有分片的 1000 节点网络中，每个节点都必须验证和存储每笔交易。这会带来巨大负担。

引入分片后：

• 一个分片可以处理地址范围 A 到 E 的交易
• 另一个分片处理 F 到 J
• 依此类推，直到 64 个分片

每个节点只需验证自己所在分片的交易，计算资源需求大约降低 64 倍。而且，由于跨分片的机制，网络安全性不会受到影响。

Proto-Danksharding 与 Danksharding：对比

为什么这对加密生态系统如此重要？

Proto-danksharding 已经展现出实际影响。Layer 2 应用(Arbitrum、Optimism 及其他)用户体验到手续费降低。这不仅是技术进步，更意味着 DeFi、NFT 等生态系统变得对普通用户更友好。

当完整的 Danksharding 实现后，门槛将进一步降低。应用可以以接近传统金融系统的速度运行，同时保持区块链的透明性和安全性。

结论

Proto-danksharding 不是最终方案，而是以太坊演进中的关键阶段。它已经为用户带来了好处，降低了交易成本。未来实现的完整 Danksharding 将开启加密货币可扩展性的新篇章，使以太坊成为未来数字经济的基础设施。