解讀以太坊Pectra：下一個重大升級

發(fā)布時間 :

2025 年 5 月 17 日 17:29

Pectra 升級是以太坊網(wǎng)絡(luò)的下一個重要里程碑，預(yù)計將于 2025 年第一季度實施。這次升級包含兩個主要部分：Prague（布拉格）執(zhí)行層升級和 Electra（星座名）協(xié)議層升級。

與之前的重大升級不同，Pectra 并沒有一個突出的主要目標(biāo)，而是聚焦于多個技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化。這與 Dencun 升級（大幅降低 L2 費用）或 Shapella 升級（允許質(zhì)押的 ETH 提款，完成以太坊向權(quán)益證明（PoS）轉(zhuǎn)變的最后一步）形成對比。

最新進(jìn)展

最近，以太坊核心開發(fā)者（ACD，All Core Developers）在電話會議中討論了將 Pectra 升級分拆成兩個階段的可能性。根據(jù)這一提議：

Pectra 升級將包含 pectra-devnet-3 的 EIPs（詳見下文）。
原計劃中的 EOF（EVM 對象格式）和 PeerDAS（Peer Data Availability Sampling）內(nèi)容將被推遲到下一次升級，暫定名為 Fusaka（Fulu + Osaka）。
原本計劃在 Osaka（大阪）中實施的 Verkle Trees 相關(guān)內(nèi)容將進(jìn)一步推遲，可能會在后續(xù)的 Amsterdam（阿姆斯特丹）升級中實現(xiàn)。

這種分階段的方法旨在確保每次升級的規(guī)模和復(fù)雜度保持在可控范圍內(nèi)，同時也為各項技術(shù)的充分測試和完善留出足夠時間。

Pectra 升級相關(guān) EIPs

已確定包含的 EIPs

EIP-2537^[1]：BLS12-381 曲線操作的預(yù)編譯
EIP-2935^[2]：在狀態(tài)中保存歷史區(qū)塊哈希
EIP-6110^[3]：在鏈上提供驗證者存款
EIP-7002^[4]：可觸發(fā)的執(zhí)行層退出
EIP-7251^[5]：增加最大有效余額
EIP-7549^[6]：將委員會索引移出證明
EIP-7685^[7]：通用執(zhí)行層請求
EIP-7702^[8]：為一個交易設(shè)置 EOA 賬戶代碼

考慮中的 EIPs

EIP-7212: 支持 secp256r1 曲線的預(yù)編譯
EIP-7547^[9]：包含列表
EIP-7623^[10]：增加 calldata 成本
EIP-7742^[11]：解除共識層和執(zhí)行層之間的 blob 計數(shù)關(guān)系

關(guān)鍵 EIP 簡介

EIP-2537：BLS12-381 曲線操作的預(yù)編譯

該提案引入了 BLS12-381 曲線上的預(yù)編譯操作，大大提高了 BLS 簽名驗證等操作的效率。與現(xiàn)有的 BN254 預(yù)編譯相比，BLS12-381 提供了更高的安全性（超過 120 位，而 BN254 僅為 80 位）。這一改進(jìn)不僅包括基本的曲線運算，還集成了多重指數(shù)運算，為高效聚合公鑰和簽名奠定了基礎(chǔ)。

EIP-2935：在狀態(tài)中保存歷史區(qū)塊哈希

該提案建議將最近 8192 個區(qū)塊的哈希存儲在系統(tǒng)合約中，這一改變主要是為了支持無狀態(tài)客戶端的執(zhí)行。通過這種方式，無狀態(tài)客戶端可以更容易地獲取必要的歷史信息，同時保持現(xiàn)有 BLOCKHASH 操作碼的兼容性。這不僅簡化了區(qū)塊哈希歷史的存儲機(jī)制，還為訪問歷史數(shù)據(jù)提供了新的途徑。

EIP-6110：在鏈上提供驗證者存款

該提案將驗證者存款的過程直接整合到以太坊執(zhí)行層的區(qū)塊結(jié)構(gòu)中。這一變更將存款的包含和驗證責(zé)任從共識層轉(zhuǎn)移到執(zhí)行層，消除了共識層對存款（或 eth1data）進(jìn)行投票的需求。通過分析存款交易的合約日志事件來生成存款列表，這種方法不僅提高了存款處理的安全性和效率，還改善了用戶體驗。此外，它還簡化了客戶端軟件的設(shè)計，降低了整體系統(tǒng)的復(fù)雜性。

EIP-7002：可觸發(fā)的執(zhí)行層退出

該提案引入了一種新機(jī)制，允許驗證者通過執(zhí)行層（0x01）撤回憑證來觸發(fā)撤回和退出操作。具體實現(xiàn)是將撤回消息附加到執(zhí)行層區(qū)塊中，然后由共識層進(jìn)行處理。這種方法為驗證者提供了更靈活的退出選擇，同時保持了系統(tǒng)的安全性和一致性。

EIP-7251：增加最大有效余額

該提案旨在提高以太坊驗證者的最大有效余額（MAX_EFFECTIVE_BALANCE），同時保持最小質(zhì)押余額為 32 ETH。這一變更有多重益處：

允許大型節(jié)點運營商合并為較少的驗證者，提高運營效率。
為小型質(zhì)押者提供獲得復(fù)利獎勵的機(jī)會，增加質(zhì)押的吸引力。
提供更靈活的質(zhì)押選項，吸引更多參與者。
減少網(wǎng)絡(luò)中的冗余驗證者，降低 P2P 消息的數(shù)量。
減小 BeaconState 的內(nèi)存占用，提高系統(tǒng)效率。
配合增強(qiáng)執(zhí)行層的部分提款機(jī)制，進(jìn)一步優(yōu)化整個以太坊網(wǎng)絡(luò)的資金流動性。

EIP-7549：將委員會索引移出證明

該提案建議將委員會的 index 字段從簽名的證明消息中移除，以實現(xiàn)相同共識投票的聚合。這一變更的主要目標(biāo)是提高 Casper FFG 客戶端的效率，通過減少驗證共識規(guī)則所需的平均配對數(shù)量來實現(xiàn)。雖然所有類型的客戶端都能從這一改進(jìn)中受益，但對于需要證明 Casper FFG 共識的 ZK 電路來說，這一變更可能帶來最顯著的性能提升。

EIP-7685：通用執(zhí)行層請求

該提案定義了一個通用框架，用于存儲和處理由智能合約觸發(fā)的請求。具體實現(xiàn)是在執(zhí)行頭和正文中各增加一個字段來存儲請求信息，從而將這些請求暴露給共識層，允許其處理每一個請求。這一機(jī)制的設(shè)計主要是為了應(yīng)對智能合約控制的驗證者日益增加的需求，為未來更復(fù)雜的鏈上交互提供基礎(chǔ)。

EIP-7702：為一個交易設(shè)置 EOA 賬戶代碼

由 Vitalik Buterin 等人提出的 EIP-7702 旨在優(yōu)化以太坊的賬戶抽象（account abstraction）。該提案引入了一種新的交易類型，允許外部擁有賬戶（EOA）通過授權(quán)機(jī)制設(shè)置賬戶代碼。這一改進(jìn)支持多項新功能：

批量操作：允許 EOA 在同一交易中執(zhí)行多個操作，提高效率。
代付交易：為第三方支付交易費用提供便利。
權(quán)限降級：增強(qiáng)賬戶的安全性和靈活性。

通過采用新的交易結(jié)構(gòu)，該提案不僅提升了 EOA 的功能性和可用性，還為未來的賬戶抽象技術(shù)提供了良好的兼容性和擴(kuò)展性。

結(jié)語

Pectra 升級雖然沒有一個突出的主要目標(biāo)，但通過一系列技術(shù)改進(jìn)和優(yōu)化，將進(jìn)一步增強(qiáng)以太坊網(wǎng)絡(luò)的功能、安全性和效率。隨著升級計劃的推進(jìn)，我們可能會看到更多的 EIP 被納入或調(diào)整。