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以太坊 Pectra 升级：可扩展性与效率的新纪元

· 阅读需 15 分钟
Dora Noda
Dora Noda
Software Engineer

当以太坊（Ethereum）在 2025 年 5 月 7 日激活 Prague-Electra（Pectra）升级时，这标志着该网络自合并（The Merge）以来最全面的一次转型。通过在一次协调的硬分叉中部署 11 项以太坊改进提案（EIPs），Pectra 从根本上重塑了验证者的质押方式、网络中的数据流转方式，以及以太坊在下一阶段扩展中的定位。

进入 Pectra 时代 9 个月后，升级的影响显而易见：Base、Arbitrum 和 Optimism 等 Rollup 的费用下降了 40–60%，验证者合并减少了数千个冗余验证者带来的网络开销，支持 100,000+ TPS 的基础现已夯实。但 Pectra 仅仅是开始——以太坊新的每半年一次的升级计划（2026 年年中的 Glamsterdam 和 2026 年年底的 Hegota）标志着从大型升级向快速迭代的战略转型。

对于区块链基础设施提供商和在以太坊上构建的开发者来说，理解 Pectra 的技术架构是必修课。这是以太坊如何扩展、质押经济学如何演进，以及该网络如何在日益拥挤的 Layer 1 竞争格局中保持优势的蓝图。

关键意义：为何 Pectra 至关重要​

在 Pectra 之前，以太坊面临三个关键瓶颈：

验证者效率低下：个人质押者和机构运营商都被迫运行多个 32 ETH 的验证者，导致网络膨胀。在 Pectra 之前，验证者数量超过 100 万，每一个新增验证者都会增加 P2P 消息开销、签名聚合成本以及信标状态（BeaconState）的内存占用。

质押僵化：32 ETH 的验证者模型缺乏灵活性。大型运营商无法进行合并，质押者也无法对超过 32 ETH 的部分赚取复利奖励。这迫使机构玩家管理数千个验证者——每个验证者都需要独立的签名密钥、监控和运营开销。

数据可用性限制：以太坊的 Blob 容量（在 Dencun 升级中引入）被限制在每区块目标 3 个/最大 6 个。随着 Layer 2 采用率的加速，数据可用性成为瓶颈，导致在高峰需求期间 Blob 基础费用飙升。

Pectra 通过对执行层（Prague）和共识层（Electra）的协同升级解决了这些挑战。结果是：一个更高效的验证者集合、灵活的质押机制，以及一个准备好支持以太坊以 Rollup 为中心路线图的数据可用性层。

EIP-7251：MaxEB 革命​

EIP-7251（MaxEB）是此次升级的核心，将每个验证者的最大有效余额（Maximum Effective Balance）从 32 ETH 提高到 2048 ETH。

技术原理​

余额参数：

  • 最小激活余额：32 ETH（保持不变）
  • 最大有效余额：2048 ETH（提升了 64 倍）
  • 质押增量：1 ETH（此前需要 32 ETH 的倍数）

这一变化将质押灵活性与网络开销解耦。现在，拥有 2,048 ETH 的大户无需被迫运行 64 个独立的验证者，而是可以合并为一个验证者。

自动复利：使用新型 0x02 凭证类型的验证者会自动对超过 32 ETH 的奖励进行复利，最高可达 2,048 ETH。这消除了手动重新质押的需要，并实现了资本效率最大化。

合并机制​

验证者合并允许活跃验证者在不退出的情况下进行合并。过程如下：

  1. 源验证者被标记为已退出
  2. 余额转移到目标验证者（必须持有 0x02 凭证）
  3. 对总质押量或流动限制（Churn Limit）没有影响

合并时间表：按照当前的流动率，合并所有现有验证者大约需要 21 个月——假设没有来自新激活或退出的净流入。

网络影响​

早期数据显示出显著的减少：

  • P2P 消息开销：验证者越少 = 需要传播的证明（Attestations）越少
  • 签名聚合：减少了每个 Epoch 的 BLS 签名负载
  • 信标状态内存：更小的验证者注册表降低了节点资源需求

然而，MaxEB 引入了新的考量。更大的有效余额意味着按比例更大的罚没（Slashing）惩罚。对于可罚没的证明，惩罚随 effective_balance 缩放，以维持围绕 1/3 罚没事件的安全保证。

罚没调整：为了平衡风险，Pectra 将初始罚没金额降低了 128 倍——从余额的 1/32 降至有效余额的 1/4096。这在保持网络安全的同时，防止了不成比例的惩罚。

EIP-7002：执行层提款​

EIP-7002 引入了一种智能合约机制，用于从执行层触发验证者退出，从而消除了对信标链验证者签名密钥的依赖。

工作原理​

在 Pectra 之前，退出验证者需要访问验证者的签名密钥。如果密钥丢失、泄露或在委托质押模型中由节点运营商持有，质押者将无计可施。

EIP-7002 部署了一个新合约，允许使用执行层提款凭证（Withdrawal Credentials）触发提款。质押者现在可以调用该合约中的函数来启动退出——无需信标链交互。

对质押协议的影响​

这对于流动性质押和机构级质押基础设施来说是一个重大变革：

降低信任假设：质押协议不再需要完全信任节点运营商的退出控制。如果节点运营商作恶或失去响应，协议可以通过编程方式触发退出。

增强可编程性：智能合约现在可以完全在链上管理整个验证者生命周期——包括存款、证明、退出和提款。这实现了自动再平衡、罚没（Slashing）保险机制以及无许可的质押池退出。

更快的验证者管理：提交提款请求与验证者退出之间的延迟现在约为 13 分钟（通过 EIP-6110），而 Pectra 之前则需要 12 小时以上。

对于 Lido、Rocket Pool 等流动性质押协议以及机构平台，EIP-7002 降低了操作复杂性并提升了用户体验。质押者不再面临因密钥丢失或运营商不配合而导致验证者“卡住”的风险。

EIP-7691：Blob 容量扩展​

以太坊以 Blob 为中心的扩容模型依赖于为 Rollups 提供的专用数据可用性空间。EIP-7691 将 Blob 容量增加了一倍——从每个区块目标 3 个/最大 6 个增加到目标 6 个/最大 9 个。

技术参数​

Blob 数量调整：

  • 每个区块目标 Blob 数：6（此前为 3）
  • 每个区块最大 Blob 数：9（此前为 6）

Blob 基础费用动态：

  • 当容量满载时，Blob 基础费用每区块上涨 +8.2%（此前上涨更激进）
  • 当 Blob 稀缺时，Blob 基础费用每区块下降 -14.5%（此前下降较慢）

这创造了一个更稳定的费用市场。当需求激增时，费用逐渐上涨；当需求下降时，费用大幅下降以吸引 Rollup 使用。

对 Layer 2 的影响​

在 Pectra 激活后的几周内，主流 L2 的 Rollup 费用下降了 40–60%：

  • Base：平均交易费用下降 52%
  • Arbitrum：平均费用下降 47%
  • Optimism：平均费用下降 58%

这些费用的降低是结构性的，而非临时性的。通过将数据可用性翻倍，EIP-7691 为 Rollups 提供了两倍的容量，以便在以太坊 L1 上发布压缩后的交易数据。

2026 Blob 扩展路线图​

EIP-7691 只是第一步。以太坊 2026 年的路线图包括进一步的激进扩展：

BPO-1 (Blob Pre-Optimization 1)：已随 Pectra 实施（目标 6 / 最大 9）。

BPO-2 (2026 年 1 月 7 日)：

  • 目标 Blob 数：14
  • 最大 Blob 数：21

BPO-3 和 BPO-4 (2026+)：目标是在分析 BPO-1 和 BPO-2 的数据后，实现每区块 128 个 Blob。

目标是：数据可用性随 Rollup 需求线性扩展，在保持以太坊 L1 作为结算和安全层的同时，让 Blob 费用保持在低位且可预测。

其他 8 个 EIP：完善升级​

虽然 EIP-7251、EIP-7002 和 EIP-7691 占据了头条新闻，但 Pectra 还包括了另外八项改进：

EIP-6110：链上验证者存款​

此前，验证者存款需要链外追踪才能最终确定。EIP-6110 将存款数据带到链上，将存款确认时间从 12 小时缩短至约 13 分钟。

影响：加快验证者入驻速度，这对于处理高额存款量的流动性质押协议至关重要。

EIP-7549：委员会索引优化​

EIP-7549 将委员会索引移出已签署的证明（Attestation），从而减小证明大小并简化聚合逻辑。

影响：在 P2P 网络中实现更高效的证明传播。

EIP-7702：设置 EOA 账户代码​

EIP-7702 允许外部账户（EOAs）在单次交易期间临时表现得像智能合约一样。

影响：为 EOA 提供类似账户抽象的功能，无需迁移到智能合约钱包。这实现了 Gas 代付、批量交易和自定义身份验证方案。

EIP-2537：BLS12-381 预编译​

添加了用于 BLS 签名操作的预编译合约，从而在以太坊上实现更高效的加密操作。

影响：降低依赖 BLS 签名的应用程序（如跨链桥、Rollups、零知识证明系统）的 Gas 成本。

EIP-2935：历史区块哈希存储​

将历史区块哈希存储在专用合约中，使其在当前 256 个区块限制之外仍可被访问。

影响：为跨链桥和预言机实现历史状态的无须信任验证。

EIP-7685：通用请求​

引入了一个执行层向共识层发送请求的通用框架。

影响：通过标准化执行层和共识层的通信方式，简化未来的协议升级。

EIP-7623：增加 Calldata 成本​

提高 Calldata 的成本，以遏制低效的数据使用，并激励 Rollups 改用 Blob。

影响：鼓励从基于 Calldata 的 Rollup 迁移到基于 Blob 的 Rollup，提高网络整体效率。

EIP-7251：验证者罚没惩罚调整​

降低相关性罚没惩罚，以防止在新的 MaxEB 模型下出现不成比例的惩罚。

影响：平衡了因有效余额增加而带来的罚没风险。

以太坊 2026 年半年一度的升级节奏​

Pectra 标志着一个战略转变：以太坊正在放弃大型升级（如 The Merge），转而采用可预测的、每半年一次的发布模式。

Glamsterdam（2026 年中期）​

预计发布：2026 年 5 月或 6 月

关键特性：

  • 原生提议者-构建者分离 (ePBS)：在协议层级将区块构建与区块提议分离，降低 MEV 中心化和审查风险
  • Gas 优化：进一步降低常见操作的 Gas 成本
  • L1 效率提升：针对性优化以减少节点资源需求

Glamsterdam 专注于立竿见影的可扩展性和去中心化成果。

Hegota（2026 年后期）​

预计发布：2026 年第四季度

关键特性：

  • Verkle 树：使用 Verkle 树替换 Merkle Patricia 树，大幅缩减证明大小并实现无状态客户端
  • 历史数据管理：通过允许节点在不损害安全性的情况下修剪旧数据，提高节点存储效率

Hegota 旨在实现长期的节点可持续性和去中心化。

Fusaka 基础（2025 年 12 月）​

已于 2025 年 12 月 3 日 部署，Fusaka 引入了：

  • PeerDAS（节点对等数据可用性采样）：通过使节点能够在不下载整个区块的情况下验证数据可用性，为 100,000+ TPS 奠定基础

Pectra、Fusaka、Glamsterdam 和 Hegota 共同构成了一个持续的升级管道，使以太坊保持竞争力，而不再像过去那样存在数年的停滞期。

这对基础设施提供商意味着什么​

对于基础设施提供商和开发者来说，Pectra 的变化是基础性的：

节点运营商：随着大型质押者为提高效率进行优化，预计验证者将继续合并。随着验证者集的缩小，节点资源需求将趋于稳定，但在 MaxEB 机制下，惩罚（Slashing）逻辑会更加复杂。

流动性质押协议：EIP-7002 的执行层退出功能实现了大规模的程序化验证者管理。协议现在可以构建具有自动再平衡和退出协调功能的无信任质押池。

Rollup 开发者：Blob 费用降低是结构性且可预测的。应针对进一步的 Blob 容量扩展（2026 年 1 月的 BPO-2）进行规划，并围绕新的费用动态设计数据发布策略。

钱包开发者：EIP-7702 为外部账户（EOAs）开启了类似账户抽象的功能。Gas 赞助、会话密钥和批量交易现在可以在不强制用户迁移到智能合约钱包的情况下实现。

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展望未来​

Pectra 证明了以太坊的路线图不再是理论。验证者合并、执行层提款和 Blob 扩容已经上线——并且运行良好。

随着 Glamsterdam 和 Hegota 的临近，叙述重点从“以太坊能否扩容？”转向“以太坊迭代有多快？”。每半年一次的升级节奏确保了以太坊在平衡可扩展性、去中心化和安全性的同时不断进化，而无需像过去那样等待多年。

对于开发者来说，信号很明确：以太坊是以后 Rollup 为中心的未来的结算层。利用 Pectra 的 Blob 扩容、Fusaka 的 PeerDAS 以及即将到来的 Glamsterdam 优化的基础设施，将定义下一代区块链应用。

升级已经到来。路线图已经清晰。现在是构建的时候了。

来源​

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