深入剖析以太坊布拉格升级:技术创新与生态影响

引言

区块链的历史可以说是比特币的扩容史,而以太坊的周期性升级则代表着扩容方向的核心指标。

每1-2年一次的以太坊大版本硬分叉升级,不仅影响以太坊本身,还会逐步辐射到各个以太坊系列的L2,甚至影响其他L1公链的发展。每次硬分叉包含的EIP提案都凝聚了以太坊核心社区的智慧结晶,是权衡收益与成本后的平衡结果。

本文将从技术角度逐一分析布拉格-伊莱克特拉升级的11个EIPs,探讨它们的作用、意义以及为何被选中。

背景

目前布拉格升级预计将于3月5日在Sepolia测试网发布,4月8日在以太坊主网上线。

以太坊官方代码库在2月26日发布的版本说明中提到:"Oh look, another hotfix release!"。确实出现了问题,目前在Holesky测试网激活的版本代码导致了测试网分叉(可理解为大规模宕机)。

虽然我们无需深究分叉的具体代码bug,但从中可以看出此次升级内容的复杂性。

个人认为,这是继PoW转PoS的"合并"之后最具影响力的一次升级,将彻底改变链上运作模式,带来全新用户体验。

全景扫描

通过对EIP提案的整体分析,我们可以发现三个特点:

1. 以太坊发展进入深水区后,能被纳入新提案的基本都是以太坊基金会的核心成员,尤其是Vitalik在重要变更上起主导作用。很少看到其他角色的创意被采纳进官方升级,这或许印证了市场对以太坊决策日益中心化的看法。

2. 以太坊的市场节奏在加速。本次升级从去年11月基本确定8个EIP,到实际执行则包含了11个(新增的3个是Vitalik推动的L2优化)。过去一个大版本往往只聚焦少数几个核心优化,而现在则是多方并举,甚至将曾经难以达成共识的账户抽象(硬分叉版)也纳入其中。这反映出面对多链百花齐放的竞争态势,以太坊也不得不加快创新步伐。

3. 以太坊越来越注重优化用户体验。虽然这看似理所当然,但实际上以太坊过去很多次大版本升级与普通用户体验关系并不大。上上一次调整区块大小(影响用户成本)还是在2018年。直到上一次引入blob大幅降低L2用户费用,以及这次升级,才开始真正关注用户成本优化。

但问题是,以太坊是否真的"以用户体验为先"?抑或只是被市场竞争所迫不得不优化用户体验?

体验优化

最重要的改变当属EIP-7702,将账户抽象机制从链层级引入。这一提案打破了多个链上长期以来的潜规则,也颠覆了大多数DApp的应用逻辑。

对用户而言,仍然保持EOA地址,但可以在需要时驱动和使用CA逻辑,降低了持有成本。无需先转换为链上CA身份再操作,相当于免去了"注册"步骤。用户可以轻松用EOA进行多笔交易并行,如授权代扣和执行代扣合二为一,从而降低交易成本。

对DApp而言,尤其是需要进行链上企业级管理的项目方(如交易所),这是颠覆性的优化。原生批量归集一旦实现,交易所成本可能瞬间减少一半以上,最终惠及用户。

虽然EIP-7702带来了诸多变革,但从降低成本这一维度来看,值得所有DApp研究和适配。这一次,用户必然会站在EIP-7702这边。

然而,这也带来了一个隐形风险:账户抽象虽然降低了交互成本,但增加了用户权限管理的复杂度。如果钱包厂商未能正确适配,可能引发意想不到的安全漏洞。过去可能只损失单链资产,现在则可能导致全链损失,甚至出现定时爆炸式风险。显然,这是钓鱼黑客们乐见的升级,用户在链上交易时需要格外谨慎。

应用侧优化

EIP-2537引入了BLS12-381椭圆曲线的预编译操作,可优化BLS签名验证等复杂加密操作,提供更高安全性和计算效率。这使得普通用户能以较低成本使用多签类智能合约钱包,同时显著降低签名验证的计算复杂度和Gas成本。它还为实现和支持零知识证明和同态加密等功能提供了基础,有助于提升隐私性和跨链互操作性。

EIP-2935将最近8192个区块哈希存储在系统合约中,便于无状态客户端访问历史区块哈希数据。这对未来的Verkle树等优化方案具有重要意义。虽然对普通用户没有直接影响,但有助于促进无存储客户端的出现,对需要链上验证服务的应用带来优化。它还能降低Rollup L2的运营成本,因为多数L2需要访问过去一段时间的L1区块哈希以验证数据一致性。

质押场景的多项优化

EIP-6110将通过链内协议机制实现质押操作处理,提高质押流程的安全性与效率。

EIP-7002让以太坊执行层能够触发验证者退出和部分提现,增加了资金控制的灵活性。

EIP-7251提升单个验证者的有效质押上限至2048 ETH,同时保持最低质押门槛为32 ETH。

EIP-7549简化了共识层中的证明消息结构,提高了验证效率,尤其是在ZK电路中运行时。

这些优化的背景是以太坊验证者集群的快速增长。通过提升最大上限,大型质押协议可以减少控制账户数量,简化系统复杂度。保持最低32 ETH门槛则是与聚合协议的生态妥协,也避免小额质押者频繁操作影响共识层稳定性。

这些改进增加了质押操作的灵活性,有利于节点运营商更好地控制资金。它们共同作用,让大规模节点运营者可以合并多个验证者账户,同时为小型验证者提供更多灵活性,如通过复利收益积累或更灵活的质押增量来提高收益。

在当前ETH市场DeFi项目收益普遍疲软的情况下,这些优化可能会进一步吸引资金流向ETH质押,减少ETH的流动性。这或许正是以太坊基金会推行这一系列改进的动机。

L2生态的优化

EIP-7623将交易中calldata的gas费用提高2.5倍,旨在降低区块压力,同时鼓励L2更多使用blob而非calldata。

EIP-7691增加了块中blob的容量,支持更大规模的L2存储空间。将每个块的目标blob数量从3增至6,最大blob数量从6增至9。

EIP-7840添加了一个配置文件,使客户端能动态调整EIP-7691中的blob数量设置,并引入参数调整blob gas定价的响应能力。

这些优化反映出以太坊的核心卖点已从DeFi合约生态转向L2生态共同体。以太坊正通过提升L2的TPS来实现自身的扩展。尽管这一路径面临诸如流动性分散、跨链复杂等挑战,但似乎已成为不可逆转的发展方向。

随着Web3发展到高频应用链阶段,频繁跨链的需求可能减少。而解决流动性和通用性问题,也有链抽象等新赛道在探索。

通过调整calldata gas费用,以太坊激励L2更多使用blob而非永久存储的calldata来存储状态数据。blob容量的动态可配置则为未来L2的进一步扩展预留了空间。

这些改进进一步确立了L2发展方向的确定性,也意味着解决L2现有缺陷的市场需求将更加明确。

结语

布拉格升级作为以太坊持续演进的关键一站,更像是一场不断妥协、调整的折中方案。以太坊似乎是被市场推着前进,而非主动引领创新,因为除了质押和L2方面的独有优化外,其他如BLS、账户抽象等技术已在其他L1中得到广泛试验。

尽管如此,这次升级仍在默默为以太坊网络奠定更高的可扩展性和去中心化基础。账户抽象的推进将降低用户使用门槛,质押机制的改良将进一步巩固PoS网络的安全性与稳定性,数据可用性和吞吐量的提升为日益繁荣的二层生态提供了更广阔的空间。

可以预见,随着Prague/Electra升级完成,以太坊将变得更高效、更友好、更具弹性。更重要的是,这次升级为未来的改进指明了方向。

在已规划的下一个硬分叉"大阪"(Osaka)升级中,社区可能引入更具革命性的改进,如长期备受期待的Verkle树状态方案和单槽最终确认机制等。

从长远来看,以太坊的开发路线图清晰且坚定。这些升级的累积效应将推动以太坊实现"百万笔每秒"(The Surge)和抗审查、低中心化风险(The Scourge)等宏伟愿景。

2025年底的大阪硬分叉(可能会延迟到2026年)以及2026年的阿姆斯特丹硬分叉,有望让以太坊在每一次升级中变得更加成熟健壮,功能更加丰富。