如果「The Merge」进展顺利，分片将成为以太坊在2023年及之后的开发主轴，而距离2015年分片被提出，其含义已经发生了很大变化。

在Vitalik提出「以Rollup为中心的以太坊路线图」和以太坊的「Endgame」之后，以太坊的大方向发生了事实上的转变——「退居幕后」，作为Rollup的安全性保证和数据可用性层。

Danksharding和Proto-Danksharding是一系列的技术组合，表现形式在于「发现问题」、引入或提出新技术来「解决问题」的一套组合拳。

时间线拉长到未来几年，Rollup的整体价值将变大：以太坊上呈现多Rollup的发展格局、跨Rollup基础设施高度完善、Rollup生态高度繁荣——甚至超越以太坊本身。

引言

图片来源：https://consensys.net/blog/blockchain-explained/the-roadmap-to-serenity-2/

转眼2022年已走过一半。我们回看Vitalik在2018年Devcon演讲中提出的Serenity Roadmap，容易发现以太坊的发展路径几经更迭 —对比当前的路线图，分片被赋予新的含义，eWASM亦少有人提及。

为了避免潜在的欺诈和用户误导问题，今年1月底，以太坊基金会宣布弃用「ETH2」的说法，而是把当前的以太坊主网改称为处理交易和执行的「执行层」，把原ETH2的说法改称为协调和处理PoS的「共识层」。

当前，以太坊官方的路线图涵盖了三部分内容：信标链、合并与分片。

其中，信标链（Beacon Chain）作为以太坊向PoS迁移的前置工作，以及共识层的协调网络，于2020年12月1日启用，迄今已运行近20个月。

合并（The Merge）指当前以太坊主网与信标链的最终合并，也即执行层与共识层的统一，标志着以太坊正式迁移到PoS。在IOSG的文章「黎明将至：以太坊合并近在咫尺」中，我们介绍了合并相关的重要进展：当前以太坊Ropsten与Sepolia测试网成功完成了合并，紧接着是Goerli的合并；如果一切顺利，意味着我们离主网合并不远了。

图片来源：https://medium.com/decipher-media/blockchain-scaling-solutions-4-1-ethereum-sharding-e88e8cacdfc

本文我们将着重讨论分片（Sharding）。原因在于：

其一，假定主网合并能够在年内顺利实现，那么分片将紧随其后，作为2023年以太坊的开发主轴。

其二，以太坊分片的概念最早由Vitalik在2015年的Devcon 1中提出，此后GitHub的Sharding FAQ中提出了分片的6个发展阶段（如上图）。然而，随着以太坊路线图的更新和相关EIP的推动，分片的含义和优先级都产生了很大变化。当我们在讨论分片时，需要先确保对其含义的理解达成一致。

综上两点，梳理清楚分片的来龙去脉是很重要的。本文将着重讨论以太坊原分片、 Danksharding和Proto-Danksharding的由来、进展和未来路线，而非具体到每个技术细节。

Quick Review

这篇文章中将会多次提到Rollup、数据可用性和分片。

我们在这里快速回看一遍三者的基本概念。

当前主流Rollup分为zkRollup和Optimistic Rollup。前者基于有效性证明，即批量执行交易，依赖密码学证明SNARK来保证状态转换的正确性；后者「乐观地」假设所有状态转换是正确的，除非被证伪；即需要一段时间窗口来确保错误的状态转换能够被发现。

数据可用性对zkRollup和Optimistic Rollup都非常重要。对前者而言，用户可以基于数据可用性重建二层的所有交易，以确保抗审查；对后者而言，需要使二层的所有数据都被发布，没有被隐藏任一交易。至于当前数据可用性面临的瓶颈与相应的解决方案，在下文中会提到。

图片来源：https://www.web3.university/article/ethereum-sharding-an-introduction-to-blockchain-sharding

以太坊全节点对EVM的完整状态进行存储，并参与所有交易验证，这样确保了去中心化和安全性，但随之而来的是可扩展性的问题：交易线性执行，且需要每个节点进行逐一确认，这样无疑是低效的。

此外，随着时间推移，以太坊网络数据不断积累（当前达786GB），运行全节点的硬件要求随之水涨船高。全节点数量下降将引发潜在的单点故障，并削弱去中心化的程度。

直观地看，分片相当于分工合作，即对所有节点进行分组，每笔交易只需要由单组节点进行验证，并定期向主链提交交易记录，以此实现交易的并行处理（比如有1000个节点，原来每笔交易都必须由每个节点进行验证；如果把他们分为10组，每组100个节点来验证交易，效率显然大大提升了）。采用分片使得在提高可扩展性的同时，也降低了单组节点的硬件要求，从而解决上述两个问题。

原分片

图片来源：https://vitalik.ca/general/2021/04/07/sharding.html

以太坊原方案中有64个分片，每个分片中都有独立的提议者和委员会，提议者是被随机选择的一个验证者，收集交易并进行排序；委员会是一组验证者的集合（至少由128个验证者组成），每隔一定时间被随机分配到各个分片上，并验证交易的有效性，如果委员会的2/3投票通过，则调用验证者管理合约（VMC）向信标链提交交易记录。区别于下述的「数据分片」，这种分片也被称为「执行分片」。

背景

在聊Danksharding之前我们不妨先花点时间了解其背景。个人猜想，Danksharding推出的社区氛围基础主要来自Vitalik的两篇文章。这两篇文章为以太坊的未来发展方向定下了基调。

首先，Vitalik于2020年10月发表了「以Rollup为中心的以太坊路线图」，提出以太坊需要在中短期内对Rollup进行集中支持。其一，以太坊基础层扩容将聚焦于扩大区块的数据容量，而非提高链上计算或IO操作的效率。即：以太坊分片旨在为数据blob（而非交易）提供更多空间，以太坊无需对这些数据进行解释，只确保数据可用。其二，以太坊的基础设施进行调整以支持Rollup（如ENS的L2支持、钱包的L2集成和跨L2资产转移）。长远来看，以太坊的未来应该作为安全性高的、人人可处理的单一执行分片，以及可扩展的数据可用性层。