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Pro 前沿

PRO|以太坊扩容计划、预确认相关问题的解决方案

比特币挖矿的中心化趋势,以及 3 篇论文

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Zhixiong Pan
Sep 01, 2025
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欢迎阅读 ChainFeeds PRO # 110。本次内容将包含,以及每周更新内容:比特币协议进展、以太坊治理相关、最新研究和进展和最新论文。

重点

Protocol Update 002 - Scale Blobs

以太坊研究员 Alex Stokes 、Raúl Kripalani 等人详细介绍了以太坊核心开发团队为提升其数据可用性能力,从而支持 L2 扩容的路线图。Blob 是当前以太坊协议中数据可用性的基本单位,L2 网络需要将交易数据发布到 L1 以确保安全性和可验证性。因此,增加每个区块可容纳的 blob 数量是降低 L2 交易成本、推动其大规模应用的关键。扩容计划分为几个明确的阶段和项目:

1. Fusaka 升级(2024 年底)

  • 核心技术:引入 PeerDAS(点对点数据可用性采样)。

  • 工作原理:节点不再需要下载一个区块中的所有blob数据,而是随机下载一小部分样本。通过密码学保证,只要足够多的样本被诚实的节点下载,整个数据就是可用的。

  • 好处:这打破了节点负载与 blob 数量之间的直接关联,使得在不大幅增加节点硬件要求的前提下,大幅提升 blob 容量成为可能。

  • 目标:为将吞吐量从当前的 64 KB/s(6 blobs/块)理论上提升至 8 倍(~512 KB/s)奠定基础。团队正在进行最后的测试和部署准备。

2. Fusaka 与 Glamsterdam 升级之间(Interfork 期)
这期间主要通过两种非共识性更改来逐步提升容量:

  • BPO(Blob 参数仅)硬分叉:这不是一次性的跳跃,而是一系列预先编程、自动激活的硬分叉,用于逐步增加主网的 blob 数量上限(例如,从 6 个逐步增加到 16 个,再到 32 个,最终到 48 个)。团队会在每次增加后监控网络状态,确保稳定后再进行下一步。

  • 带宽优化:通过改进网络层的通信协议(如单元级消息传递)来减少冗余数据传输,从而更高效地利用现有带宽,为容纳更多 blob freeing up 资源。这不需要改变核心协议,可以随时部署。

3. Glamsterdam 升级(预计 2026 年中)

  • 核心技术:PeerDAS v2。

  • 升级内容:在 PeerDAS v1 和带宽优化的基础上,结合 EIP-7732(管道化)带来的效率提升,进一步优化采样和数据重建技术。

  • 目标:实现超越 PeerDAS v1 设计上限的进一步扩容。具体能提升多少倍仍需根据主网实际情况调整,但这将是当前架构下最大程度的扩容。

4. Blob Mempool(内存池)扩容

  • 重要性:Blob 交易在被打包进区块前,会在一个点对点的内存池网络中传播。这个网络对于抵抗审查至关重要(确保任何人的交易都有机会被包含,而不是仅由大型区块构建者决定)。

  • 计划:需要确保内存池的网络能力能与 blob 数量的增长同步扩展。目前已有研究在进行中,以支持 Fusaka 及之后更高吞吐量下的抗审查性。

5. 数据可用性(DA)的未来

  • 长远方向:研究名为 FullDAS 的下一代技术。

  • 目标:在保持以太坊安全性的前提下,实现更极致的扩容。这需要更先进的点对点网络技术,使更多样化的参与者能安全地分担数据采样工作,并能容忍恶意行为。其他研究包括低延迟包含、抗审查以及 blob 费用市场的改进等。


比特币协议进展

比特币挖矿的中心化趋势(2025)

比特币独立开发者 b10c 研究了比特币挖矿在 2025 年的中心化趋势,并提出了一个「挖矿中心化指数」来衡量不同时间点上算力分布的集中程度。通过统计 coinbase 交易中的矿池标签, b10c 发现当前最大的五个矿池(Foundry、AntPool、ViaBTC、F2Pool 和 MARA Pool)合计控制了 75% 的全网算力,其中 Foundry 和 AntPool 两家就超过 50%。并进一步提出「代理矿池」的概念:一些中小矿池实际上可能只是转发 AntPool 的区块模板,只是保留了自己的标签,这意味着 AntPool 的真实算力被低估。若将这些算力归入「AntPool 和朋友们」,则该集团与 Foundry 合计控制 60%-70% 的算力,而前六大矿池几乎挖出了 95%-99% 的区块。这显示,比特币挖矿已高度集中到少数区块模板生产者手中。

硬件签名器多签的潜在陷阱

Kaspar Etter 探讨了比特币多重签名(multisig)的安全性与风险。多签在理论上能增强资金安全,比如防止单点故障或降低单个设备漏洞带来的风险,但其复杂性往往导致新的陷阱。Kaspar Etter 结合 BitBox 在实现多签时的经验,分析了三大硬件签名器(Trezor、Coldcard、Ledger)在接收和花费多签比特币时的实现问题。

首先,Kaspar Etter 强调多签的安全前提是完整备份所有联合签名方的扩展公钥(xpub),否则在恢复资金时可能彻底丧失访问权限。其次,在接收比特币时,硬件签名器必须验证接收地址、签名阈值、联合签名方等信息,否则用户可能在恶意软件攻击下接收到被篡改的地址。实践中,Ledger 完全依赖电脑显示地址,Trezor 直到 2019 年底才允许用户验证联合签名方的 xpub,而 Coldcard 在持久化保存配置方面表现最佳。

在花费资金时,硬件签名器还必须严格验证找零地址。Coldcard 设计较优,但存在路径限制漏洞;Trezor 曾被发现漏洞,可导致攻击者窃取资金;Ledger 的问题最严重,它不验证找零是否返回同一账户,导致单签账户甚至其它多签账户的资金都可能受损。

Bitcoin Optech Newsletter #368

  • 区块模板共享 BIP 草案:Anthony Towns 提出的 BIP 草案允许矿工节点将自己的区块模板(即计划打包的交易列表)共享给邻居节点,即使这些交易因策略原因曾被邻居节点拒绝。邻居节点可以提前缓存这些交易,当该区块被真实挖出并通过紧凑区块方式传播时,能极大提高中继效率,减少需要重新下载的数据量。目前社区还在讨论如何通过仅发送差异更新等方式来进一步优化该协议的带宽效率。

  • 脚本执行的可信委托:Josh Doman 提出了利用 TEE 来模拟未来比特币脚本功能的实验性方法。通过将资金锁定到一个由 TEE 控制的地址,并规定 TEE 只在花费交易满足特定复杂脚本(如包含未激活的操作码或全新语言)时才签名授权,开发者可以用真实现金价值来测试新提案。这种方法需要信任 TEE 的安全性和长期可用性,但可以通过设置备用提现路径(如时间锁)来降低部分信任风险。


以太坊

研究和进展

Parallel Auctions on Commit-Boost

Radius 工程师 wooju 提出了「状态锁定承诺(State Lock Commitment)」,用于解决当前 PBS 生态中区块空间承诺(如预确认)存在的核心缺陷——无法保证交易捆绑的执行一致性。现有机制只承诺「交易被包含」,但若状态在执行前已被其他交易修改,bundle 可能失败,迫使搜索者保守竞价,从而降低市场效率与提议者收益。

一、核心机制:双层承诺

  1. 排除承诺(Exclusion Commitment)
    在拍卖过程中,提议者提前广播一个 状态范围(stateScope)(一组账户或存储槽),要求所有构建者不得在其区块中包含会与该状态冲突的交易。这样为搜索者的 bundle 预留了「干净」的执行环境,赋予其独占的状态访问权。

  2. 包含承诺(Inclusion Commitment)
    在排除承诺的基础上,拍卖结束后,提议者向获胜的 bundle 发出标准预确认,保证其会在指定高度被写入区块。

二、优势与价值

  • 状态中心化:约束的是访问的状态范围,而非具体交易列表,给予构建者更大灵活性。

  • 并行拍卖:多个互不冲突的 stateScope 可以同时拍卖,实现区块价值最大化。

  • 激励对齐:

    • 搜索者:获得执行确定性,敢于进行资本密集型策略并提高出价;

    • 提议者:通过状态独占权拍卖拓展新收入来源,并安全整合更多高价值 bundle;

    • 构建者:提前获得清晰约束,能够更快、更高效地优化区块构建。

  • 局部锁定:采用 本地状态锁(Local State Lock),仅锁定特定 bundle 所需的状态,避免了全局锁定带来的性能瓶颈。

WHIR for Ethereum

以太坊基金会研究员 Thomas Coratger 介绍了 WHIR 协议及其在以太坊未来的潜在应用。随着以太坊扩展,SNARK 系统面临更高要求:证明需更小(<100KB)、验证更快(毫秒甚至微秒级)、内存占用更低,并能在极简硬件上运行。尤其在 签名聚合(未来可能取代 BLS 签名并支持抗量子哈希签名方案)场景中,对性能与简洁性的需求尤为突出。

传统 SNARK 采用单变量多项式承载执行轨迹,证明大、验证慢。新趋势是使用 多线性多项式 表达整个 witness,并结合 sumcheck 协议 验证约束,从而获得更紧凑高效的证明。WHIR 正是为此设计的「接近性测试」协议。

一、工作机制

WHIR 是一种 递归、基于哈希的 Reed–Solomon 码接近性测试协议。

  • 递归折叠(folding):逐轮压缩问题规模,减少变量数,同时保持等价性。

  • sumcheck 验证:保证折叠过程正确并保持约束条件。

通过这一组合,WHIR 在每一轮中都能缩小计算域、降低码率,并确保健全性 (soundness)。

二、以太坊中的应用场景

  • Rollups:高效证明状态转移,降低 L1 验证成本。

  • 签名聚合:批量验证抗量子签名(如 XMSS),支持递归证明,加速后 BLS 时代的共识层。

  • 低 gas SNARK 验证:减少链上数据与计算开销,实现更经济的证明验证。


MEV 相关

The MEV Letter #102

Flashbots 团队推出垂直于 MEV 研究领域的 Newsletter,以下是一些重点摘录:

  • 《Optimism Partners with Flashbots to Accelerate Sequencing for Every OP Stack Chain》Optimism 宣布与 Flashbots 合作,为 Superchain 带来快速、可配置、可验证的排序器,使先进区块构建能力对 OP Stack 链开放。

  • 《Fast, Configurable, and Verifiable Sequencing is Coming to Every OP Stack Chain》介绍将排序器可定制作为平台一等特性,面向 OP Stack 生态的所有构建者。

  • 《Protocol Update 002 - Scale Blobs》 提出一系列以 PeerDAS、BPO 分叉、带宽优化等为核心的以太坊 blob 架构渐进式升级。

  • 《SCOPE - Synchronous Composability Protocol for Ethereum》提出 SCOPE 协议,实现以太坊 L1 与 L2 的同步可组合性,支持跨域合约原子执行。

  • 《Dual Flow Batch Auction》提出批量拍卖机制,隔离做市与吃单订单流,以提升执行质量、缓解延迟套利。

  • 《builder-specs v0.6.0 Dark Forest》以太坊基金会发布 Builder 规范更新:涵盖 Fusaka、getPayload v2、SSZ 等。

  • 《The Native Rollups Book》整理原生 Rollups 相关规范与设计思路。


📑论文

Glock: Garbled Locks for Bitcoin

作者来自:Alpen Labs

作者主要讲了比特币在智能合约方面的扩展及新的优化方案,并提出了一种新的 GC 基础乐观智能合约形式——Garbled Locks(Glocks),类似 Delbrag 通过泄露秘密生成签名作为欺诈证明,但首次提供了不依赖 Grug 的实际可行构造。Glock25 将任意有界计算的验证简化为 SNARK 验证,并使用改进的 Pari SNARK(指定验证者版本)减小证明体积。同时,通过 Cut-and-Choose、可验证秘密共享(VSS)和适配器签名(Adaptor Signatures)增强恶意安全性,并降低通信、计算和链上复杂度。

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