詳解Pectra升級：如何影響以太坊價值及利益相關者

2024-10-22 16:10:08

###TAG_0### Galaxy Research

@web3_golem

報告

Pectra 升級概述

截至 2024 年 10 月，开發人員已同意擴大 Pectra 升級的範圍，其中包括一項額外的代碼更改，即 EIP 7742 。在 Pectra 中包含此代碼更改使得开發人員除了現在的 9 個 EIP 之外，還可能在 Pectra 中包含 blob 容量增加。Pectra 升級暫定於 2025 年初激活主網，可能包括以下 10 項代碼更改：

總體而言，Pectra 包含對以太坊的一系列更新，預計將實現三個結果：

修復協議作為權益證明區塊鏈的關鍵缺陷；
改善與以太坊上的智能合約應用程序交互的用戶體驗 (UX)；
提高以太坊的數據可用性（DA）容量。

從表面上看，UX 改進和以太坊作為 DA 層的改進是相互對立的，因為以太坊作為 DA 層的改進旨在鼓勵最終用戶不再與以太坊上的智能合約交互，而是以更便宜的方式在 rollups 上與智能合約交互。然而，以太坊 UX 的改進可能會產生“涓滴效應”，這意味着由於它們在主網上實現，它們很可能被 rollups 採用，從而使 rollups 和以太坊的最終用戶受益。

值得注意的是，Pectra 中沒有針對強化 ETH 作為“健全貨幣”或價值存儲的敘事的代碼更改。 此外，沒有任何 EIP 能夠直接改善以太坊作為抗審查區塊鏈的質量，自 Merge 升級以來，這個問題已成為开發人員需要解決的更高優先事項，因為參與區塊構建過程的已知受監管實體的數量有所增加。

以太坊上超過 50% 的區塊是由符合 OFAC 要求的中繼器生成的，這意味着負責創建這些區塊的實體故意排除了與美國 OFAC 制裁名單上列出的以太坊地址交互的交易。

开發人員正在努力在未來的升級中加入代碼更改，以減少 ETH 發行並提高抗審查性。然而，這些並不是 Pectra 升級的重點。 接下來我們將對以上 10 項 EIP 進行具體分類介紹，並闡述其對 ETH 及利益相關者的預期影響。

EIP 7251 ：對以太坊網絡的關鍵修復

所有關鍵和非關鍵修復都將在 2025 年第一季度的 Pectra 升級的第一部分中實施。

Pectra 中有一個 EIP 對以太坊作為權益證明區塊鏈的運行至關重要。EIP 7251 將驗證者的最大有效余額從 32 ETH 增加到 2048 ETH，並允許最大有效余額為 32 ETH 的現有驗證者合並其質押量。預計這將減少以太坊上的驗證者數量，截至 2024 年 9 月，以太坊上的驗證者數量超過 100 萬。

以太坊基金會（EF）工程師對以太坊進行的的模擬顯示，以太坊在達到 140 萬驗證者時遇到嚴重的網絡問題。預計 EIP 7251 將通過鼓勵合並質押 ETH 來緩解網絡壓力。

驗證者質押上限設置 32 個 ETH 的理由

信標鏈最初是為最大有效余額為 32 ETH 的驗證者設計的，因為協議开發人員希望鼓勵 大量參與者 參與權益證明共識協議 。开發人員保守估計，在 32 ETH 的情況下，信標鏈將吸引大約 312, 500 名驗證者，這些驗證者生成的聚合加密籤名足以保護新生的鏈。

2020 年 12 月信標鏈推出時 ETH 的價格約為 600 美元，這意味着資金少於 20, 000 美元的用戶也可以運營自己的驗證者並獨立獲得質押獎勵。當時，質押獎勵不包括交易費或 MEV 的獎勵，並且由於用戶無法提取資金，因此質押存在相當大的風險。

除了鼓勵參與之外，之所以選擇 32 ETH 的有效余額，是因為通過“ 分片 ”擴展信標鏈的原始設計要求每個驗證者保持相同的有效余額。如果所有用戶都保持高於 32 ETH 的質押余額，开發人員擔心沒有足夠的驗證者來保護鏈。如果所有用戶都保持低於 32 ETH 的質押余額，那么人們擔心會有過多不必要的驗證者加重以太坊的網絡層負擔。

除了 32 ETH 的最大有效余額外，开發人員還在協議中設置了一系列其他常量和參數，這些常量和參數是基於對以太坊未來質押需求的粗略估計。即使开發人員的估計非常不准確，他們認為他們可以通過後續的硬分叉來調整鏈的經濟性和質押參數。如今，Lido 和 Coinbase 等流動性質押解決方案的快速採用促使开發人員將以太坊的發行曲线調整得更低。

最後，關於以太坊網絡層的真實容量可能存在錯誤的假設。以太坊創始人 Vitalik Buterin 在 2021 年的一篇博客中寫道，信標鏈的設計規範可以支持 410 萬驗證者，或質押整個 ETH 供應量，當最大有效余額為 32 ETH 時。實際上，由於客戶端實現的各種升級和變化，以太坊的網絡層已經不太可能夠支持 140 萬驗證者，更不用說超過 400 萬了。

EIP 7251 的實施細節

EIP 7251 是一個復雜的代碼更改。它從根本上改變了協議計算驗證者獎勵、懲罰和提款的方式。協議不會根據活躍驗證者的數量來進行這些計算，而是基於驗證者的總有效余額，每個驗證者的有效余額可能從最低 32 ETH 到 2048 ETH 不等。

特別是在更改相關罰沒機制的過程中，开發人員發現了一個極端情況，即有效余額較少的驗證者受到的懲罰會比有效余額較大的驗證者受到的懲罰更嚴重。不過在此後的 Pectra 測試過程中已解決了這種極端情況。截至 2024 年 10 月，开發人員仍在努力解決 EIP 7251 規範中的錯誤。

除了更新計算之外，該 EIP 還為驗證者引入了新的操作來合並現有的驗證者，並下調了有效余額較大的驗證者的初始罰沒懲罰以鼓勵合並。

該升級一旦激活，尚不清楚大型質押實體將能夠以多快的速度合並其驗證者並減輕網絡壓力。有人擔心，從現在到驗證者合並生效期間，驗證者數量的任何激增都可能對網絡健康和在低級硬件上或在互聯網帶寬受限的地方運行驗證器的網絡參與者產生負面影響。

下表展示了自 Dencun 升級以來活躍驗證者數量的增長。Dencun 升級時以太坊上每個 epoch 的最大驗證者條目數從 15 個減少到常量值 8 。下圖提供了自驗證者條目流失率降至 8 個以來，根據新驗證者條目的活動，對以太坊驗證者集的增長進行了預測。需要注意的是，以下預測是保守的，沒有考慮未來對質押需求增長的潛在催化劑，例如以太坊上 Eigenlayer 等再質押協議的成熟。

其他非網絡關鍵修復的 EIP

除了 EIP 7251 之外， Pectra 升級的 10 個 EIP 中還有一些 EIP 對網絡也進行了修復，盡管時非關鍵的。它們包括：

EIP 7549 ，將委員會索引移出證明 ：為了使 CL 客戶端軟件更高效，此代碼更改引入了驗證器證明消息的重構。預計它將減少驗證器節點上的網絡負載，盡管程度低於 EIP 7251 ；
EIP 6110 ，在鏈上提供驗證器存款 ：此代碼更改將驗證新質押 ETH 存款的責任從 CL 轉移到 EL。通過這樣做，开發人員可以提高存款的安全性，降低 CL 客戶端中的協議復雜性，並通過減少在 EL 上存入 32 ETH 和在 CL 上新激活驗證器之間的延遲來改善質押用戶體驗；
EIP 2935 ，從狀態提供歷史區塊哈希 ：對 EL 進行更改，以便可以從狀態生成歷史區塊的證明。它可能為智能合約开發人員提供一些額外的功能，因為他們將能夠從先前的區塊訪問有關以太坊狀態的信息。主要是，這是為 Verkle 升級過渡做准備的必要代碼更改；
EIP 7685 ，通用執行層請求 ：創建一個通用框架，用於存儲智能合約觸發的 CL 請求。由於基於智能合約的權益池越來越受歡迎，因此需要使智能合約能夠直接觸發 CL 上的驗證器提款（EIP 7002）和合並（EIP 7251）。此代碼更改引入了一個協議框架，用於存儲這些類型的請求，以便 CL 輕松處理。

預期影響

受影響的利益相關者：驗證器節點運營商
對 ETH 的預期影響：中性

Pectra 升級中激活的關鍵和非關鍵修復將主要影響驗證器節點運營商，他們將不得不更新其操作以利用 EIP 7251 帶來的更高有效余額、EIP 7549 帶來的效率提升以及 EIP 6110 帶來的輕微用戶體驗改進。其他兩個 EIP，EIP 2935 和 EIP 7685 ，對節點運營商幾乎沒有直接好處。

預計最終用戶和 ETH 持有者不會直接從這五個代碼更改中受益。 這些代碼更改包主要有利於以太坊作為權益證明區塊鏈的健康和彈性。從長遠來看，他們對協議的價值持積極態度，因為它們確保協議能夠繼續安全平穩地運行。但是，它們不會引入新功能，從而實質性地改善最終用戶、智能合約开發人員或匯總的用戶體驗。因此，預計它們不會對 ETH 價值產生過大影響。

與以太坊上的任何網絡範圍升級一樣，在 Pectra 期間，ETH 的波動性可能會加劇，如果升級過程中出現任何意外的錯誤或故障，價格可能會出現負面波動。需要明確的是，考慮到這些代碼更改在主網上激活之前經過了大量的實战測試，以及以太坊協議开發人員在執行這類向後不兼容代碼更改而不中斷網絡方面的豐富經驗，Pectra 升級失敗的可能性很小。

因此，除非升級前和升級後不久出現 ETH 的暫時波動，否則 Pectra 升級中與修復協議各個部分相關的代碼更改預計不會對 ETH 價值產生長期的積極或消極影響。

用戶體驗（UX）改進相關 EIP

Pectra 升級中有 3 個 EIP，它們將為以太坊的最終用戶和智能合約开發人員帶來用戶體驗改進。在以太坊追求以 rollup 為中心的路线圖的同時，开發人員也在齊心協力提高以太坊作為領先通用區塊鏈的價值主張。

EIP 2537 ，BLS 12-381 曲线操作的預編譯 ：添加了新功能以有效地對 BLS 12-381 曲线執行運算，BLS 12-381 曲线是一種廣泛用於零知識加密的代數結構。零知識加密可以為基於區塊鏈的應用程序提供多種好處，包括更強的隱私保障、安全性和可擴展性。在 BLS 曲线上執行操作的能力將有利於在以太坊之上構建的應用程序和 rollup，這些應用程序和 rollup 已經使用零知識證明系統或正在尋求將此類系統集成到其操作中；
EIP 7002 ，執行層可觸發提款 ：EIP 7002 為驗證者提款創建了一個有狀態的預編譯，這是一種修改 EVM 狀態的機制。目前，信標鏈上的驗證者只能通過驗證者提款密鑰所有者的幹預才能退出，而驗證者提款密鑰所有者通常是驗證者的運營商。EIP 7002 引入了一種機制，讓智能合約擁有驗證者提款憑證，並使用它們觸發驗證者退出，而無需驗證者運營商的手動幹預。它將為質押應用程序提供更多無需信任的設計，並使現有的質押應用程序能夠消除對其驗證者節點運營商誠實行為的信任假設，這也將對利用 EIP 7002 的質押應用程序的用戶產生涓滴效應，增強這些應用程序的安全性；
EIP 7702 ，設置 EOA 帳戶代碼 ：為最終用戶創建一種新的交易類型，以便為其用戶控制的以太坊帳戶添加短期功能，例如：交易批處理（授權從籤署單個交易中執行多個鏈上操作）、贊助（代表另一個帳戶支付交易）、權限降級（授權對账戶余額的特定消費條件）。

鑑於大多數用戶通過錢包提供商在以太坊上執行交易，錢包开發人員將利用新的交易類型並以用戶可以輕松訪問的方式將這些功能添加到他們的設計中。

預期影響

受影響的利益相關者：最終用戶、智能合約开發者
對 ETH 的預期影響：積極

與關鍵和非關鍵網絡修復不同，這些代碼更改將直接支持以太坊上功能更齊全的應用程序开發。7002、 2537 和 7702 等 EIP 將分別支持更多無需信任的權益池設計、隱私增強的去中心化金融協議和安全的用戶控制帳戶。

數據可用性（DA）改進相關 EIP

如本報告前面所述，Pectra 中可能會包含另一個代碼更改。开發人員正在考慮略微增加 blob gas 目標，以提高以太坊作為數據可用性（DA）層的可擴展性。有一系列更大、更復雜的代碼更改與通過 EIP 7594 (PeerDAS) 升級提高 DA 容量有關。但是，由於 EIP 7549 將不再在 Pectra 中激活，因此有人提議引入一個更簡單的更改來降低 DA 成本。

目前，以太坊每個區塊最多可以處理 6 個 blob，並動態調整這些 blob 的成本，以便平均每個區塊包含 3 個 blob。L2 rollup Base 的开發人員 Francis Li 提出的建議是將每個區塊的目標 blob 數量增加到 5 ，將每個區塊的最大 blob 數量增加到 8 。

在 Li 的提議中，他指出，即使保守地將目標 blob 數量從 3 增加到 4 ，也會幫助在以太坊上構建 rollups 的團隊。开發人員在很大程度上贊成在 Pectra 中增加 blob 目標。然而，這種觀點的確認和在 Pectra 中正式納入 DA 改進仍有待在未來的 ACD 電話會議上決定。目前，开發人員已同意在 Pectra 中加入 EIP 7742 ，這將為通過調整 CL 來改變以太坊的 blob 容量鋪平道路。

EIP 7742 ，在 CL 和 EL 之間解耦 blob 計數 ：最大和目標 blob 限制始終在 EL 和 CL 上進行硬編碼。 EIP 7742 使 CL 能夠動態調整最大和目標 blob 限制，這樣 DA 容量的未來變化就不需要對兩個層進行硬分叉，而是可以通過 CL 進行專門調整。

除了 EIP 7742 和 blob 容量增加之外，开發人員還在考慮另外兩個與優化以太坊在 Pectra 升級或 Fusaka 升級中的 DA 功能相關的代碼更改：

EIP 7762 ，增加 MIN_BASE_FEE_PER_BLOB_GAS ：當對 blob 的需求超過目標費率時（目前每個塊 3 個 blob），協議會自動向上調整 blob 的強制基本成本。此定價機制類似於 EIP 1559 下常規以太坊交易的定價機制。EIP 7762 將 blob 的最低基本成本調整得更高，以便 blob 費用市場能夠對 blob 需求的波動更加敏感，並更快地實現 blob 的價格發現。
EIP 7623 ，增加調用數據成本 ：除了 blob，rollup 還可以使用交易的調用數據（call data）字段將任意數據發布到以太坊。但是，通常情況下，使用交易的調用數據字段對 rollup 來說成本更高。EIP 7623 旨在進一步增加調用數據的成本，以減少以太坊區塊的大小。隨着以太坊开發人員通過增加 blob 容量來增加區塊的大小，他們正在尋求防止驗證器傳播異常大區塊的極端情況，這些區塊包含大量調用數據和最大數量的 blob。

在 Pectra 中增加 blob 吞吐量是开發人員之間有爭議的話題，因為這可能會通過減少在網絡上運行的獨立質押者的數量，進而對以太坊的去中心化產生負面影響。獨立質押者是質押自己的 ETH 並從家中或通過雲提供商運行自己的質押操作的用戶，而不是依靠質押池或其他中介服務進行質押。與其他類型的質押者相比，獨立質押者是在資源最受限的設備上運行驗證器的用戶。

blob 吞吐量的增加可能會增加操作驗證器的計算要求，從而導致某些獨立質押者關閉他們的機器。在 ACDE #197 上，开發人員分享了一些證據表明，一些獨立質押者在 Dencun 之後已經在努力操作驗證器。开發人員已同意決定在 Pectra 升級中增加 blob 容量之前，對獨立質押操作的健康狀況進行數據研究。

預期影響

受影響的利益相關者：L2 rollups、L2 終端用戶、ETH 持有者
對 ETH 的預期影響：負面

短期內，以太坊的 DA 改進預計將減少來自L2的協議收入，提高 L2 排序器的利潤率，並降低 L2 終端用戶的交易費用。這些影響預計與 Dencun 升級中激活 EIP 4844 後的影響類似。

結論

盡管 Pectra 升級的範圍和時間表仍存在不確定性，但在迎來 Web3 時代方面，以太坊仍然是領跑者，在這個時代，人類的協調主要通過去中心化的區塊鏈技術而不是中心化的互聯網協議進行。為了實現這一點，以太坊必須繼續作為一種去中心化技術進行擴展，同時對抗諸如最大可提取價值（MEV）和交易審查等中心化力量。

以太坊繼續保持着所有通用區塊鏈中最高的網絡效應。對於智能合約开發人員來說，它仍然是經過最實战考驗的區塊鏈，也是研究人員和开發人員在解決與擴展、MEV、審查、用戶體驗等相關的挑战方面研究最多的區塊鏈。然而，隨着以太坊开發人員追求以 rollup 為中心的路线圖，以太坊作為一種技術的作用以及以太坊升級的重要性應該會逐漸減弱，因為 Web3 面臨的最大問題的解決方案將被 rollup 繼承。

Pectra 將引入以 UX 為中心的代碼更改，預計將吸引新用戶和智能合約开發人員進入 Web3 領域 。然而，它很可能是最後幾個會直接影響用戶和 ETH 持有者的升級之一。 隨着用戶遷移到 rollup，協議收入越來越多地受到 rollup 活動的驅動，對以太坊利益相關者來說最重要的代碼更改將是涉及 rollup 的更改。為此，分析 rollup 作為一種技術的成熟度以及它們有意義地繼承以太坊安全性並為數百萬新用戶擴展的能力非常重要。