這裡總結了以太坊（Ethereum）升級的不同階段，特別關注了 2024 年以太坊升級 Electra 後可能的共識層改進方向。本文源自 Terence 所著文章 《Navigating Ethereum’s 2024 Consensus Landscape》，由 白話區塊鏈 編譯、整理。
（前情提要：以太坊坎昆升級確認納入EIP-7514、將拍板Devnet-9發布日 ）
（背景補充：以太坊第116次核心會議：坎昆升級、Verkle Trie 轉換和 SSZ 序列化 ）
我最近有幸在芝加哥以太坊（ETH Chicago）發表演講，重點關注了 2024 年以太坊（Deneb）後共識層可能走向的潛力。
在 Deneb 之後，我們會進入一個有趣的時刻，有各種引人入勝的協議問題以及解決這些問題的各種理由。值得注意的是，關於以太坊升級 Electra 的未來，目前還沒有一個單一、普遍一致的特性方向。
一、以太坊升級階段
1、Capella：
在 Capella 階段，很明顯合併後的主要特性應該是啟用提款功能。 這實現了 2020 年信標鏈的最初承諾，允許驗證者質押、獲得獎勵，然後提取他們的以太幣。與此同時，Proto-danksharding（EIP4844）需要更多時間進行審查和正確實施，社群首先將提款功能放在優先位置，將 EIP4844 推遲到隨後的發布版本 – Deneb。
2、Deneb：
毫無疑問，Deneb 的主要特性是 EIP4844，它擴容了依賴在父鏈上發布資料的 Rollup 和應用程式。 以太坊通過引入 Blob 儲存來增加可擴容性，以減少資料發布費用。這個解決方案有效地緩解了可擴容性問題，可以在可預見的未來內應對。還有其他特性，如將共識信標塊根暴露給 EVM，從而使質押池或重新質押協議更加無需信任。它還將驗證者啟用率的波動限制在 8 之內。
3、Electra：
當我們聚焦於 Electra 時，出現了三個主要領域：
- 增強共識穩定性
- 提高可擴容性
- 處理客戶端技術債務
二、Electra
我們深入瞭解一下這三個領域：
1、增加最大有效質押額度：
增加驗證者的最大有效質押額度可以減少信標證明的點對點訊息，為 ePBS 和單個插槽的最終性更新鋪平道路。 它還通過減小驗證者狀態的大小來優化客戶端程式碼效能。
狀態中較小的驗證者大小會導致更快的hash計算和更低的記憶體消耗。這個可選擇的功能將使節點運營者能夠確定集中首選項，儘管一些設計部分仍在爭議中。依賴項包括重用驗證者索引和允許執行層部分提款。有關 EIP 的起草工作正在進行中，有一個 FAQ 用於回答任何初步問題，以及有關懲罰規則的分析。
2、包含名單：
加強鏈的抗審查能力至關重要。以太坊的抗審查能力相對較弱，被審查的交易最終會被包含，儘管使用者體驗會降低。（參見 Tornado 案例） 通過加強執行和共識客戶端在構建器覆蓋標誌上的互動，共識客戶端可以優先處理本地交易 。 然而，強大的抗審查能力至關重要，我們必須不懈追求。
隨著時間的推移，包含名單已經經過廣泛研究，不斷完善其機製。一直在研究可實施的機制，以解決自由 DA 問題、擴容問題以及包含名單周圍的博弈論分析。至於規範的編寫，正在進行共識、驗證者和網路規範的工作，進一步考慮 ePBS。還有很多未解之謎，比如包含名單是否有其 gas 限制？ 如果是的話，它是否會開放給 MEV-boost 或類似 PEPC 的包含名單的邊緣市場？規範和實施複雜性之間存在一定的權衡。
3、祕密單一領導者選舉：
祕密的單一領導者選舉確保提案分配在指定的時間之前保持私密，消除了提案者相互攻擊或竊取 MEV 的風險。儘管在主網上沒有明確的這種情況的證據，但這一屬性對於鏈的未來至關重要。SSLE 的候選演算法是 Whisk，它將提案者洗牌從候選人選擇到洗牌再到選擇的各個階段都視為私密。
目前已經有了規範，甚至有一個測試網在執行！
4、分叉選擇的改進：
像 Lighthouse 和 Prysm 等客戶端重新組織晚期塊。很快所有的客戶端實現都將採用重新組織晚期塊的行為，等待這個 PR 合併。
這種行為可以擴容，允許證明者反對晚期塊，像 view-merge、RLMD GHOST 和超越 LMD GHOST 和 FFG GHOST 的改進等提案都突顯了分叉選擇的重要性。 分叉選擇是鏈的最關鍵組成部分，決定了它的主頭，並支撐了它的經濟安全。因此，強大的分叉選擇對於保持穩定的共識至關重要。
5、ePBS：
大約 95% 的區塊是通過 MEV-boost 和中繼器等協議外機制構建的。這些方法存在與之相關的挑戰，如中心化和潛在的治理威脅。最終目標是將中繼角色整合到協議中。
即使在其最基本的形式中，實現 ePBS 也是一項巨大的任務，甚至超越了合併的複雜性。 然而，這是一個值得追求的目標。Potuz、我自己以及以太坊協議的同仁們一直在規範方面付出努力，希望很快能夠實現。設計包括：
- 質押建設者同時執行驗證者職責
- PTC 委員會
- 最大有效質押額度及其依賴項
- 強制包含名單
- 來自證明者的（區塊、插槽）投票
- 主要的複雜性在於分叉選擇以及如何處理等價情況。
6、Danksharding：
就可擴容性而言，我們可以逐步構建 Danksharding。資料可用性取樣（DAS）和缺失資料樣本重建被認為是實現 Danksharding 的最大未知數。如 Danny 所提出的 PeerDas 提供了一個簡單的資料可用性取樣網路構建。如果基準測試驗證了其可行性，那麼它可能會迅速得到實施。
7、EIP4844+：
一旦需求上升，我們可以考慮將 blob 大小從當前的 3/6 增加。此外，我們可以探索像糾刪碼和基於 EIP4844 blob 的覆蓋網路等創新。這些舉措允許節點使用主網作為沙盒進行取樣和重建，而無需等待完全的 danksharding。
8、客戶端程式碼改進：
假設我們可以分配大約六個月的時間給客戶端團隊解決技術債務，這似乎是有益的。隨著以太坊信標鏈的發展，我們必須優先考慮客戶端程式碼的長期健康。
有大約 2500 萬 ETH 質押，這保護了 DeFi、NFT 和 L2 等領域的巨大價值，因此專注於維護客戶端程式碼的健康至關重要 。正如我們一次又一次地學到的，很難在改進現有程式碼的健康狀況的同時專注於新功能。2019/2020 年的設計決策可能已經過時，需要進行重大改革。
三、總結
我的觀點是， Deneb 之後應該全力改進共識層的穩定性。重點應該集中在包含名單、增加驗證者的有效質押額度及其依賴項以及改進分叉選擇上 。至於隨後的 「F-Star」 升級，它可能是實現 ePBS 和 danksharding 增量的理想地點。如果存在 blob 資料需求，我們還可以增加 blob 目標和最大分配以解決短期可擴容性需求。
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