以太坊分片设计的演进历程与未来发展方向

以太坊的分片设计经历了从复杂到简化的深刻变革，其核心理念已从最初的可执行分片链转变为以数据可用性为核心的扩容方案。这一转变不仅降低了底层协议的复杂性，还为Layer 2解决方案（如Rollup）的蓬勃发展奠定了坚实基础。

从分片链到数据Blob：设计思路的转变

早期以太坊分片设计包含带有“crosslink”的可执行“分片链”，并计划在“阶段2”（信标链执行环境）推出。但随着主网EVM优先级的明确以及执行层（如ewasm）开发的延迟，分片规范在信标链启动前经历了多次重写：

更早的分片研究工作涉及跨域消息传递、ewasm执行环境、动态访问无状态性等复杂概念，这些使得Layer 1协议变得异常复杂。而随着L1协议的逐渐稳定，开发重点转向了通过数据可用性解决扩容问题。

2020年10月，开发者就“阶段1的网络连接问题”进行讨论时，Gossipsub和DHTs成为热点话题。但当时网络开发者的主要精力都集中在信标链的发布准备上（2020年12月1日）。

当时的网络技术偏向：

方向变得明确：减少L1复杂性，仅通过数据提高可扩展性，长期采用“数据可用性采样”方案，并拥抱L2扩容解决方案。 这一理念被Vitalik描述为“以Rollup为中心的以太坊路线图”。

当实现者忙于信标链发布时，研究人员已经开始着手后续工作。Vitalik和Dankrad致力于早期数据可用性设计草案，试图让实现者更容易理解这些原理。

基于Gossipsub，社区提出了一些DAS的想法。但事后看来，DHTs可能比Gossipsub更适合DAS（除了初始分配）。这时，“blob”概念首次被提及，用于“分片数据blob”的上下文中。

信标链发布后，社区在采样规范草案中加入了更多类型和网络层内容，正式将blob命名引入分片规范。👉 查看实时数据可用性工具

2021年，分片设计变得更加以PBS（提议者-构建者分离）为中心，聚合了blob构建者和blob提议者的BLS签名。但这种设计仍然过于复杂，于是分片设计演进方向变得主要“以信标提议者为中心”，使其主要成为网络层问题。

2022年底，EIP-4488和4490出现，社区对降低calldata成本的需求变得迫切。但同时，Vitalik和Dankrad继续研究新的分片设计：更加以信标链为中心、只通过数据进行扩容、专注于采样方案。

2022年初，Vitalik提出了两种向完整danksharding发展的方法：简单版本和复杂版本。这实质上是“重执行层”与“执行层和共识层分离，更容易与未来兼容”之间的区别。

在EthDenver 2022期间，社区实现了EIP-4844：

现在，4844被命名为“proto-danksharding”，是实现完整分片的前提条件。“Blobspace”成为这一设计的标志性概念，经过多次分片设计迭代后，这是最接近实现以太坊愿景的版本。

对未来danksharding的发展，社区有几个关键观点：

更多技术热点包括：

以太坊分片设计是一种扩容方案，通过将网络分成多个片段（分片）来提高交易处理能力。最初设计包含可执行分片链，现已转变为以数据可用性为核心的方案，支持Layer 2解决方案发展。

数据可用性采样允许节点通过随机检查一小部分数据来验证整个数据集的可用性，而不需要下载全部数据。这大大提高了网络的可扩展性和效率，为以太坊扩容提供了关键技术基础。

EIP-4844（Proto-danksharding）引入了blob交易类型，为完整danksharding奠定了基础。它显著降低了Rollup交易成本，是以太坊向全面分片迈进的关键一步。

分片设计通过提供低成本、高可用的数据存储，使Rollup能够将大量交易数据存储在链上，同时只在主网提交证明，大大提高了吞吐量并降低了交易费用。

未来分片发展将集中在完善数据可用性采样、优化网络层协议、提高抗女巫攻击能力，以及探索ZK技术在p2p网络中的应用，最终实现完整的danksharding愿景。

以太坊分片设计的演进展示了区块链技术如何通过不断迭代和创新，平衡去中心化、安全性和可扩展性。从复杂的分片链到精简的数据blob，这一转变不仅体现了技术成熟度，也反映了社区对实际应用需求的深刻理解。