ChainFeeds Research

ChainFeeds Research

Pro 前沿

PRO|Pectra 升级对以太坊网络性能与安全性的影响

BIP-85 标准、比特币扩容方案以及 3 篇论文

0xNatalie's avatar
Zhixiong Pan's avatar
0xNatalie
and
Zhixiong Pan
Sep 15, 2025
∙ Paid
Share

欢迎阅读 ChainFeeds PRO # 112。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、最新论文。

重点

Post-Pectra Effects on Ethereum: Reorg Rate, Propagation, and Block Size

Decipher Research Team 基于 ethPandaOps 提供的 Xatu-data(以太坊节点测量数据集),系统分析了 Pectra 升级对以太坊网络性能与安全性的影响,重点考察了 重组率、区块与 blob 的传播时间、区块大小等核心指标:

一、主要发现

  • 重组率下降

    • 重组率从 0.1224% 降至 0.1121%,降低约 10%。

    • 改善的主要原因是传播速度加快,尤其是在临近 4 秒见证边界的 slot 中,延迟有所减少。

  • 传播时间加快

    • blob 传播时间降低 7%(1877ms → 1744ms)。

    • 区块传播时间小幅降低 2.9%(1887ms → 1832ms)。

    • 整体传播延迟(max_prop)下降 6.3%,高延迟 slot 的比例减少。

    • Blob 成为传播瓶颈的情况减少(85.2% → 74.9%),说明网络处理能力有所提升。

  • 区块大小收缩与稳定

    • EIP-7623 将数据从 calldata 转移到 blob,显著减少了极端大区块,降低了传播延迟风险。

    • EIP-7549 聚合共识投票,使 共识层数据规模减少 70%,平均区块大小下降 22.6%。

    • 区块大小波动性下降,极端大区块的出现频率显著降低。

  • 总体效果

    • 可扩展性:区块与 blob 传播更快,平均区块更小,极端情况更少。

    • 安全性:重组率下降,说明共识安全性未受损,甚至有所提升。

    • 不确定性:传播加快的具体原因还需进一步研究(可能是客户端优化、网络效应、验证者行为变化等)。

二、总结

Pectra 升级在提高区块与 blob 传播效率、稳定区块大小结构的同时,使以太坊的重组率小幅下降,体现出性能优化和共识安全性增强的双重效果。传播速度提升的具体原因尚未完全明确,可能涉及客户端优化、网络结构变化或验证者动态。未来研究需要关注 EIP-7251 对验证者数量与网络负载的长期影响,以及客户端与网络层面的潜在改进。


比特币协议进展

BIP-85:一个备份,无限可能

研究员 Sebastian 介绍了 BIP-85 标准在比特币钱包中的作用与用途。传统上,每创建一个新钱包,就需要单独备份,容易造成管理混乱。BIP-85 则允许通过已有的钱包种子词派生出新的、独立的种子词(子密钥),这些子密钥可以用来生成新的钱包,并且随时能从原始钱包复原。由于哈希函数的单向性,即使知道子密钥,也无法反推出原始钱包种子词,因此在安全性上是可行的。BIP-85 的主要用途包括:为手机创建便捷的热钱包、为朋友或孩子生成礼物钱包,甚至作为强密码用于硬盘加密或账户保护。这样,用户只需妥善保管原始钱包的备份,就能管理多个钱包和口令,简化备份负担。不过需要注意,BIP-85 并不增加额外的安全性,子密钥的安全程度始终取决于父密钥。

Ark 工作原理的另一种解释

Media Lab 成员 Neha Narula 介绍了一种叫 Ark 的比特币扩容方案。当前比特币每个用户都需要一个独立的 UTXO,这会导致 UTXO 集无限膨胀。Ark 的目标是让许多用户共享少量链上 UTXO,在非托管前提下减少链上足迹。Ark 由运营者 S 管理。用户通过「入场交易」加入池子,之后在池内相互支付。S 会定期构造「回合交易」,把一批支付合并进交易树。用户持有随时可用的退出路径,保证单方面退出的自由。协议还引入「弃权交易」防止双花,以及刷新周期 Δ 和时间锁 δ 来平衡安全性与活性。相比 闪电网络,Ark 不存在流动性与路由难题,收款人可离线,但支付确认延迟更高,且用户必须定期上线。相比 rollup,Ark 更节省链上数据、无需 1-of-n 信任,但交互更复杂,用户必须自己保存退出路径。

Bitcoin Optech Newsletter #371

可证明密码学工作簿:Jonas Nick 宣布他为一个为期四天的活动编写了一本简短的《可证明密码学工作簿》。这本书的目的是帮助开发者学习可证明密码学的基础,内容包括密码学定义、命题、证明和练习。该工作簿以 PDF 形式提供,并且源文件是 自由授权的。


以太坊

研究和进展

Gossipsub’s Partial Messages Extension and Cell Level dissemination

开发者 Marco Munizaga 提出了 Gossipsub 的 Partial Message Extension(部分消息扩展) 在以太坊 PeerDAS(EIP-7594)中的应用,以及它如何改进数据传播效率。在 PeerDAS 中,区块包含的 erasure-coded blobs 会作为列(DataColumnSidecar)在网络上传播。如果节点本地 mempool 里已经有某些 blob,它就能直接组装出对应的列,而无需等待网络传播。但如果少了一个 blob,就得等整个列传播完成,导致延迟。Partial Message Extension 正是为解决这一瓶颈而提出的。它允许节点在网络层只发送和请求缺失的 cells(列中的单元格),而不是冗余的整列,从而提升传播效率。

其关键机制是:每条部分消息不再依赖完整的哈希 ID,而是通过 Group ID(如区块根)+ 位图(bitmap) 来标记消息结构。这样节点可以高效声明哪些 cells 已有、哪些缺失,并以「部分 IHAVE/IWANT」的方式与其他节点交换。Partial Message Extension 支持两种策略:一是 eager push,节点主动推送缺失的 cells,延迟最低但可能产生重复;二是 request/response,节点先声明需求再请求,减少重复传输,但延迟稍高。

研究团队在 Kurtosis devnet 环境中,使用打了补丁的 Prysm 与 geth 客户端进行了测试。结果表明,当出现「私有 blobs」时,Partial Messages 仅需传输缺失的 cells,相比原有的整列传播带宽消耗降低 10 倍。其优势主要来自两点:一是避免整列冗余传输,二是响应机制只返回请求部分。虽然在低延迟环境中 IDONTWANT 抑制机制不明显,但在高延迟网络中效果会更好。

An analysis of attestation timings in a 6-s slot

研究员 Maria Inês Silva 基于 2025 年 8 月上旬一周的以太坊 slot 数据,评估 EIP-7782 将 slot 时间缩短至 6 秒的可行性。结果显示,区块纯传播极快,95 分位约 800 毫秒,大多数节点 1 秒内即可收到区块;从 slot 开始算的区块到达时间约 3.3 秒,主要因构建和 mev-boost 延迟,并非传播本身。漏块情况下,证明传播平均 831 毫秒,子网超多数均在 830 毫秒内形成,95 分位约 1962 毫秒。在常规 slot 中,证明到达呈现双峰分布(约 1.2 秒与 3 秒),源于验证者实体的差异,配置或网络不佳的机构会显著拖慢尾部,但优化后可明显改善。

总体上,子网层面的证明 P95 平均 3.59 秒,95 分位 4.217 秒,仍低于拟议的 4.5 秒聚合截止。进一步建模发现,区块 gas 使用与 blob 数增加会提高晚到风险,而交易数略有负相关;验证者实体对延迟影响更大,solo stakers 表现相对更快。综上,数据表明缩短 slot 在技术上可行,但需重点解决长尾问题,加强对慢速实体的治理并持续监控传播表现。


MEV 相关

The MEV Letter #104

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

  • 文章《Post-Pectra Effects on Ethereum: Reorg Rate, Propagation, and Block Size》考察了 Pectra 升级对网络性能的影响,结果显示:重组率略有下降,区块传播时间有所改善。

  • 文章《Who wins liquidity provision and how? Evidence from the Uniswap Protocol》评估了 Uniswap v3 在 ETH–USDC 5bps 池子中 LP的盈利情况,发现少数采用 JIT(即时流动性)策略的参与者获取了大部分利润。

  • 文章《The End of Reordering Slippage: Introducing Placement Commitments》提出了对 mev-commit 预确认机制的扩展,使竞价者可以指定交易在区块中的确切位置,从而减少重排导致的滑点。

  • 文章《Decentralising CoW solver auctions using pod network》提出了一种基于 Pod Network 的去中心化方案,用于 CoW Protocol 的拍卖机制,旨在消除单点故障并提升抗审查能力。

  • 视频《A Structural Analysis of MEV Boost Auctions》分析了一体化搜索者-构建者如何通过 CEX/DEX 套利击败中立构建者。

  • 视频《Deeply Intents: Ethereum Is All You Need》邀请 0xprincess 对话,主题包括 MEV 竞争现状、ePBS、TOOL 等。

  • 视频《The Gwart Show: CRYPTOMOMMY (SEC Commissioner Hester Peirce) 》邀请 SEC 专员 Hester Peirce,讨论了美国加密监管格局、治理代币、MEV 等话题。

  • 视频《The Rollup TV: Ethereum Is Based》深入探讨 Based Rollup 生态系统、跨链互操作性等。

  • 视频《L2 Interop Working Group Call #1》由 Joshua Rudolf 主持,讨论了以太坊互操作层、Open Intents 框架、ERC-3643、ERC-7806 等。


📑论文

Need for zkSpeed: Accelerating HyperPlonk for Zero-Knowledge Proofs

作者来自:New York University

作者提出了面向 HyperPlonk 协议的专用加速器 zkSpeed,该协议兼顾一次性通用初始化和小证明规模,适用于公开可验证的共识系统。zkSpeed 在硬件架构上完整加速了 SumCheck 与多标量乘法(MSM)等关键原语,设计了一个面积为 366.46 mm²、带宽 2 TB/s的全芯片架构。实验结果表明,该方案在整个证明生成过程中相较 CPU 基线实现了 801 倍的几何平均加速效果,为 ZKP 的高效应用提供了可行路径。

This post is for paid subscribers

Already a paid subscriber? Sign in
© 2025 ChainFeeds
Privacy ∙ Terms ∙ Collection notice
Start writingGet the app
Substack is the home for great culture