Danksharding 是扩展以太坊的关键：详细指南

以太坊的开发者们正专注于一种被称为 danksharding 的技术——一种全新的解决网络性能问题的方法。这一想法的核心人物是 Dankrad Feist，他是以太坊基金会的研究员。但 danksharding 不仅仅是一个小的改进——它是以太坊长期战略中的一个重要部分，旨在提升交易处理能力并降低用户成本。

Danksharding 与其他扩展方案有何不同？

大多数传统的扩展方案依赖于将区块链拆分成多个小链，称为 shards。每个 shard 独立运行，处理并行的交易。这有助于网络同时处理更多交易。

而 danksharding 提出了一种不同的方式。不是每个 shard 有多个提案者，而是整个网络由唯一的提案者负责提出区块。这一变化听起来微不足道，但极大地简化了系统的运作方式，为实现真正的扩展能力提供了更清晰的路径。

danksharding 在实际中的运作方式

想象一个由 1,000 个节点组成的以太坊网络。在目前的情况下 (没有 sharding)，每个节点都必须检查和存储网络上的所有交易。这也是为什么随着用户数量增加，区块链变得越来越慢的原因。

而 danksharding 将网络划分为 64 个不同的分段。每个分段负责处理一组特定的交易。例如，第一个 shard 可能处理所有以“A”开头到“E”的账户交易，而第二个 shard 管理“F”到“J”的账户。通过分散工作量，每个 shard 只需处理一小部分总交易量，从而提升速度和整体性能。

这种结构意味着单个节点不需要强大的硬件就能参与网络，使以太坊变得更加去中心化。

Proto-Danksharding：关键的桥梁步骤

在完全部署 danksharding 之前，以太坊将采用一种中间版本，称为 proto-danksharding。这个版本通过 Cancun 升级和 EIP-4844 引入。

Proto-danksharding 允许 Layer 2 rollup (在以太坊上添加数据)，以更低的成本扩展。这并不是全面的扩展方案，但提供了即时的改进，并为未来完整的 danksharding 打下基础。

详细对比：Proto-Danksharding 与 完整 danksharding

Proto-danksharding 已在以太坊主网部署运行。完整的 danksharding 仍在开发中，预计将在 proto-danksharding 之后推出。

为什么 danksharding 对以太坊如此重要？

以太坊目前面临一个常见问题：用户数量增加时，交易 (gas 费用) 也随之上涨，处理速度变慢。这是因为当前网络每个区块能处理的交易有限。

Danksharding 通过允许多笔交易并行处理来解决这个问题。不是所有交易都经过单一路径，而是分散到 64 个不同的 shard。这可以将吞吐量提升到超过 100,000 笔交易每秒——比目前速度大幅提升。

此外， danksharding 还降低了运行全节点的硬件要求。节点只需存储部分 shard 的数据，而非整个区块链。这使得更多独立节点可以加入，增强网络的安全性和去中心化。

danksharding 与权益证明（Proof of Stake）的关系

一个重要细节： danksharding 只能在以太坊完全转向权益证明 (PoS) 后才能运行。以太坊在 2022 年 9 月通过 “The Merge” 事件完成了这一转变。

权益证明改变了以太坊达成共识的方式。它不再依赖挖矿 (Proof of Work)，而是由验证者（validators）——他们质押 ETH 来保护网络。这个机制使得部署 danksharding 更加可行和安全。

Beacon Chain 是一个独立的区块链，用于协调权益证明。它监控验证者，管理共识，并随机指派验证者验证 shard 链。Beacon Chain 是确保 danksharding 高效运行的核心部分。

danksharding 的实际益处

速度提升： 更高的吞吐量意味着交易确认更快，尤其在高峰期。

成本降低： 网络能处理更多交易，支付高额手续费的压力减轻。用户可以以更低的成本发起交易。

去中心化增强： 降低硬件要求让更多人可以运行节点，提升网络安全。

支持 Layer 2： danksharding 也改善了 Arbitrum 和 Optimism 等 Layer 2 解决方案的体验，这些方案目前是大部分用户与以太坊交互的主要方式。

安全性保持： danksharding 不会牺牲安全性以追求扩展。相关机制仍能防止 51% 攻击。

面临的挑战

虽然 danksharding 充满潜力，但也带来技术难题。不同 shard 之间的通信需要精心设计，以避免延迟和错误。网络的复杂性增加也可能引入新的安全漏洞，前提是没有妥善应对。

开发者还需考虑智能合约在多 shard 上的运行方式。这可能需要对应用的编写方式进行调整。

Ethereum 2.0 的路线图

Ethereum 2.0 不是一次性升级，而是一系列步骤：

1. The Merge (2022年9月)： 转向权益证明
2. Ethereum Cancun (引入 Proto-Danksharding)： 降低 Layer 2 成本
3. 完整 danksharding： 全面扩展以太坊

目前，社区正等待关于完整 danksharding 何时部署的更多细节。

常见问题

Sharding 是什么？
Sharding 是将区块链拆分成多个小链 (shards)，并行处理交易，从而提升网络吞吐量的技术。

为什么以太坊需要 danksharding？
随着以太坊的发展，交易量增加导致网络拥堵和高成本。 danksharding 允许多笔交易并行处理，解决这些问题。

** danksharding 与传统 sharding 有何不同？**
Danksharding 使用单一提案者，而非每个 shard 多个提案者，简化架构并提升效率。

Ethereum 2.0 有多少个 shards？
Ethereum 2.0 设计有 64 个 shards，每个 shard 可以处理自己的交易和智能合约。

Proto-danksharding 是什么？
Proto-danksharding (EIP-4844) 是在全面部署 danksharding 之前的中间步骤，用于降低 Layer 2 rollup 的成本。

Beacon Chain 的作用是什么？
Beacon Chain 是权益证明的区块链，用于协调网络，监控验证者，并随机指派验证者验证 shard 链。

** danksharding 何时部署？**
具体时间尚未确认，但预计将在 proto-danksharding (部署后)。

Sharding 会影响去中心化吗？
不会， danksharding 旨在在保持去中心化的同时提升扩展能力，允许多节点独立参与，无需高端硬件。

智能合约在 danksharding 下如何运行？
开发者正在研究如何让智能合约在多个 shard 上无缝运行，可能需要对应用编写方式进行调整。

** danksharding 与权益证明的关系？**
权益证明是 danksharding 实现的前提。新的共识机制是安全高效部署 sharding 的基础。

结论

Danksharding 代表了以太坊迈向真正可扩展区块链的重要一步。它不仅是技术上的改进，更是未来能以低成本、高速度服务数百万用户的网络愿景。

Proto-danksharding 已开始为 Layer 2 用户带来即时益处。完整的 danksharding 将把这一能力提升到新的高度，使以太坊成为未来去中心化金融的真正区块链平台。

关注 danksharding 的发展，将帮助理解未来几年区块链技术的变革方向。