詳解即將到來的Pectra升級：如何對以太坊生態產生影響？

原文出自 Galaxy Research

編譯| Odaily星球日報Golem（@web3_golem）

編者按：以太坊Pectra 升級預計將在2025 年初主網激活，Galaxy Research 在昨日發布的報告中詳細講述了Pectra 升級內容和發展進程，以及對以太坊價格及其利益相關者的預期影響，同時還介紹了與Pectra 升級相關的Fusaka 升級和其他預期對以太坊價值有影響的協議開發，如歷史到期、提議者構建者分離(ePBS) 和verkle 樹遷移等。

因為原文內容過長且擴展的要點過多，Odaily星球日報對該報告進行了精編，以介紹Pectra 升級所包含的10 個EIP 為主線，闡述Pectra 升級在修復網絡缺陷、改進UX 和提高DA 容量方面的作用，同時分析這些升級對ETH 價格及利害關係人的影響。

Pectra 升級概述

截至 2024 年10 月，開發人員已同意擴大Pectra 升級的範圍，其中包括一項額外的程式碼更改，即EIP 7742 。在Pectra 中包含此程式碼變更使得開發人員除了現在的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 年初啟動主網，可能包括以下10 項代碼變更：

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：

1. 修復協議作為權益證明區塊鏈的關鍵缺陷；

2. 改善與以太坊上的智慧合約應用程式互動的使用者體驗(UX)；

3. 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 上與智能合約互動。然而，以太坊UX 的改進可能會產生“涓滴效應”，這意味著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」或價值儲存的敘事的代碼更改。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，這個問題已成為開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增加。

以太坊上超過50% 的區塊是由符合OFAC 要求的中繼器產生的，這意味著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。

開發人員正在努力在未來的升級中加入程式碼更改， 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 及利害關係人的預期影響。

EIP 7251 ：以太坊網路的關鍵修復

所有關鍵和非關鍵修復都將在2025 年第一季的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作至關重要。 EIP 7251 將驗證者的最大有效餘額從32 ETH 增加到2048 ETH，並允許最大有效餘額為32 ETH 的現有驗證者合併其質押量。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 萬人。

以太坊基金會（EF） 工程師對以太坊進行的模擬顯示，以太坊在達到140 萬驗證者時遇到嚴重的網路問題。預計EIP 7251 將透過鼓勵合併質押ETH 來緩解網路壓力。

驗證者質押上限設定 32 個 ETH 的理由

信標鏈最初是為最大有效餘額為32 ETH 的驗證者設計的，因為協議開發人員希望鼓勵大量參與者參與權益證明共識協議。開發人員保守估計，在32 ETH 的情況下，信標鏈將吸引約312, 500 名驗證者，這些驗證者產生的聚合加密簽章足以保護新生的鏈。

2020 年12 月信標鏈推出時ETH 的價格約為600 美元，這意味著資金少於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 的有效餘額，是因為透過「 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餘額。如果所有使用者都保持高於32 ETH 的質押餘額，開發人員擔心沒有足夠的驗證者來保護鏈。如果所有使用者都保持低於32 ETH 的質押餘額，那麼人們擔心會有過多不必要的驗證者加重以太坊的網路層負擔。

除了32 ETH 的最大有效餘額外，開發人員還在協議中設定了一系列其他常數和參數，這些常數和參數是基於對以太坊未來質押需求的粗略估計。即使開發人員的估計非常不準確，他們認為他們可以透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開發人員將以太坊的發行曲線調整得更低。

最後，關於以太坊網路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 年的一篇部落格中寫道，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，當最大有效餘額為32 ETH 時。實際上，由於客戶端實現的各種升級和變化，以太坊的網路層已經不太可能夠支援140 萬驗證者，更不用說超過400 萬了。

EIP 7251 的實作細節

EIP 7251 是一個複雜的程式碼變更。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餘額，每個驗證者的有效餘額可能從最低32 ETH 到2048 ETH 不等。

特別是在更改相關罰沒機制的過程中，開發人員發現了一個極端情況，即有效餘額較少的驗證者受到的懲罰會比有效餘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，開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，此 EIP 還為驗證者引入了新的操作來合併現有的驗證者，並下調了有效餘額較大的驗證者的初始罰沒懲罰以鼓勵合併。

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併其驗證者並減輕網路壓力。有人擔心，從現在到驗證者合併生效期間，驗證者數量的任何激增都可能對網路健康和在低階硬體上或在網路頻寬受限的地方運行驗證器的網路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成長。 Dencun 升級時以太坊上每個epoch 的最大驗證者條目數從15 個減少到常數值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成長的潛在催化劑，例如以太坊上Eigenlayer 等再質押協議的成熟。

其他非網路關鍵修復的 EIP

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

• EIP 7549 ，將委員會索引移出證明：為了使CL 用戶端軟體更有效率，此程式碼變更引入了驗證器證明訊息的重構。預計它將減少驗證器節點上的網路負載，儘管程度低於EIP 7251 ；

• EIP 6110 ，在鏈上提供驗證器存款：此代碼變更將驗證新質押ETH 存款的責任從CL 轉移到EL。透過這樣做，開發人員可以提高存款的安全性，降低CL 用戶端中的協議複雜性，並透過減少在EL 上存入32 ETH 和在CL 上新啟動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。它可能為智慧合約開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中存取有關以太坊狀態的資訊。主要是，這是為Verkle 升級過渡做準備的必要程式碼變更；

• EIP 7685 ，通用執行層請求：建立一個通用框架，用於儲存智慧合約觸發的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）和合併（EIP 7251）。此程式碼變更引入了一個協定框架，用於儲存這些類型的請求，以便CL 輕鬆處理。

預期影響

• 受影響的利害關係人：驗證器節點營運商

• 對ETH 的預期影響：中性

Pectra 升級中啟動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 帶來的更高有效餘額、EIP 7549 帶來的效率提升以及EIP 6110 帶來的輕微使用者體驗改進。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變更中受益。這些程式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作。但是，它們不會引入新功能，從而實質地改善最終用戶、智慧合約開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路範圍升級一樣，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，考慮到這些程式碼變更在主網路上啟動之前經過了大量的實戰測試，以及以太坊協定開發人員在執行這類向後不相容程式碼變更而不中斷網路方面的豐富經驗，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程式碼變更預計不會對ETH 價值產生長期的正面或負面影響。

使用者體驗（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慧合約開發人員帶來使用者體驗改進。在以太坊追求以 rollup 為中心的路線圖的同時，開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 曲線操作的預編譯：新增了功能以有效地對BLS 12-381 曲線執行運算，BLS 12-381 曲線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式提供多種好處，包括更強的隱私保障、安全性和可擴展性。在BLS 曲線上執行操作的能力將有利於在以太坊之上構建的應用程式和 rollup，這些應用程式和 rollup 已經使用零知識證明系統或正在尋求將此類系統整合到其操作中；

• 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透過驗證者提款金鑰所有者的干預才能退出，而驗證者提款金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。它將為質押應用程式提供更多無需信任的設計，並使現有的質押應用程式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 的質押應用程式的用戶產生涓滴效應，增強這些應用程式的安全性；

• EIP 7702 ，設定EOA 帳戶代碼：為最終使用者建立新的交易類型，以便為其使用者控制的以太坊帳戶添加短期功能，例如：交易批次（授權從簽署單一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（授權對帳戶餘額的特定消費條件）。

鑑於大多數用戶透過錢包提供者在以太坊上執行交易，錢包開發人員將利用新的交易類型並以用戶可以輕鬆存取的方式將這些功能添加到他們的設計中。

預期影響

• 受影響的利害關係人：最終使用者、智慧合約開發者

• 對ETH 的預期影響：正向

與關鍵和非關鍵網路修復不同，這些程式碼變更將直接支援以太坊上功能更齊全的應用程式開發。 7002、 2537 和7702 等EIP 將分別支援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程式碼變更。開發人員正在考慮略微增加blob gas 目標，以提高以太坊作為資料可用性（DA）層的可擴展性。有一系列更大、更複雜的程式碼變更與透過EIP 7594 (PeerDAS) 升級來提高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 的開發人員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建造rollups 的團隊。開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，開發人員已同意在Pectra 中加入EIP 7742 ，這將為透過調整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，而是可以透過CL 進行專門調整。

除了EIP 7742 和blob 容量增加之外，開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 功能相關的程式碼變更：

• EIP 7762 ，增加MIN_BASE_FEE_PER_BLOB_GAS ：當對blob 的需求超過目標費率時（目前每個區塊3 個blob），協定會自動向上調整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 ，增加呼叫資料成本：除了blob，rollup 還可以使用交易的呼叫資料（call data）欄位將任意資料發佈到以太坊。但是，通常情況下，使用交易的呼叫資料欄位對rollup 來說成本更高。 EIP 7623 旨在進一步增加調用資料的成本，以減少以太坊區塊的大小。隨著以太坊開發人員透過增加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資料和最大數量的blob。

在Pectra 中增加blob 吞吐量是開發人員之間有爭議的話題，因為這可能會透過減少在網路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 並從家中或透過雲端供應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使用者。

blob 吞吐量的增加可能會增加操作驗證器的計算需求，從而導致某些獨立質押者關閉他們的機器。 在ACDE #197 上，開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。開發人員已同意決定在 Pectra 升級中增加blob 容量之前，對獨立質押作業的健康狀況進行數據研究。

預期影響

• 受影響的利害關係人：L2 rollups、L2 終端使用者、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 升級中啟動EIP 4844 後的影響類似。

結論

儘管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，人類的協調主要透過去中心化的區塊鏈技術而不是中心化的網際網路協定進行。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。

以太坊繼續保持所有通用區塊鏈中最高的網路效應。對於智慧合約開發人員來說，它仍然是經過最實戰考驗的區塊鏈，也是研究人員和開發人員在解決與擴展、MEV、審查、用戶體驗等相關的挑戰方面研究最多的區塊鏈。然而，隨著以太坊開發人員追求以rollup 為中心的路線圖，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 為中心的程式碼更改，預計將吸引新用戶和智慧合約開發人員進入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。隨著用戶遷移到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程式碼變更將是涉及rollup 的更改。為此，分析rollup 作為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。