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以太坊2.0 Pectra（Prague/Electra）硬分叉详解

以太坊2.0的升级之路曲折复杂，从最初的信标链启动权益证明共识，到执行层最终过渡，经历了多个阶段的硬分叉。最近的Pectra硬分叉（Prague和Electra的合称）更是为执行层和共识层带来了重大的改进。作为Lido项目的审计员，我们将重点关注与共识和质押相关的变化，但也无法忽视对整个以太坊网络和验证者产生影响的执行层更新。

Pectra 硬分叉概述

Electra升级主要针对信标链，核心更新包括：

• 验证者有效余额调整: 验证者的有效余额不再固定为32 ETH，而是可以灵活地在32 ETH到2048 ETH之间变化。
• 二级提款凭证退出: 验证者可以通过二级“提款”凭证发起退出，无需再依赖活跃验证者密钥。
• Eth1存款处理优化: 信标链处理Eth1存款的方式得到改进，不再依赖于从存款合约解析事件。
• 通用请求框架: 新增一个通用框架，用于处理来自常规Eth1合约的请求，简化了信标链与执行层的交互。

与此同时，Prague升级则集中在执行层：

• BLS12-381曲线预编译: 新增一个预编译合约，支持BLS12-381曲线，用于验证zkSNARK证明。
• 历史区块哈希存储: 新增系统合约，用于存储和访问多达8192个历史区块哈希，方便无状态客户端使用。
• calldata gas成本增加: 提高calldata gas成本，以减少区块大小，并鼓励项目将数据密集型操作迁移到Dencun升级中引入的blob交易。
• blob交易吞吐量提升: 支持每个Eth1区块包含更多blob，并提供相应的API。
• EOA账户代码支持: 允许外部拥有账户（EOA）拥有自己的账户代码，扩展了EOA的功能，例如执行multicalls或委托执行。

为了更清晰地理解这些变化，我们接下来将逐一分析相关的以太坊改进提案(EIP)。

EIP详解

以下是对关键EIP的详细解读，并指明其对以太坊各个组件的影响：

EIP-7251: 增加 MAX_EFFECTIVE_BALANCE

此EIP将验证者的最大有效余额从32 ETH提升至2048 ETH。这意味着验证者可以质押更多ETH，从而提高其成为区块提议者和同步委员会成员的概率，并影响削减惩罚和举报奖励的计算。大型验证者将更频繁地参与区块提议和同步委员会，但同时也面临更大的削减风险。 这一改变也影响了验证者的退出机制，尤其对大型验证者（“鲸鱼”）的退出限制。

EIP-7002: 执行层可触发的退出

此EIP允许质押者通过常规智能合约调用触发验证者的退出和取款，无需再依赖活跃验证者密钥。这简化了质押操作，降低了基础设施安全风险，并提升了去中心化程度。

EIP-6110: 链上提供验证者存款

此EIP改进存款处理流程，不再依赖于从存款合约解析事件，从而减少了存款与验证者激活之间的延迟。

EIP-7685: 通用执行层请求

此EIP建立了一个通用框架，用于处理在执行层和信标层之间传递的请求，例如存款、取款和合并，提高了效率和一致性。

EIP-2537: BLS12-381曲线操作的预编译

此EIP为智能合约提供了对BLS12-381曲线操作的支持，降低了BLS签名验证和zkSNARK证明验证的成本，为更多应用打开了大门。

EIP-2935: 在状态中保存历史区块哈希

此EIP在状态中存储更多历史区块哈希，方便无状态客户端和智能合约访问历史数据，提高了应用的稳健性和可持续性。

EIP-7623: 增加 calldata 成本

此EIP增加了calldata的成本，鼓励项目使用更有效的blob交易来处理大量数据。

EIP-7691: blob 吞吐量增加

此EIP增加了每个区块允许的blob数量，进一步提升了blob交易的效率。

EIP-7840: 将 blob 调度添加到 EL 配置文件

此EIP将blob调度参数添加到执行层配置文件，方便客户端访问和管理。

EIP-7702: 设置 EOA 账户代码

此EIP允许EOA拥有自己的账户代码，这将极大地扩展EOA的功能，例如支持multicall和委托执行，但同时也带来了一些安全性的考量，需要开发者谨慎处理。

总结

Pectra硬分叉对以太坊的改进是全面的，它提升了网络的性能、可扩展性和安全性，并简化了质押流程。 虽然一些EIP引入了新的复杂性，例如EOA账户代码的支持，但这些变化总体上是积极的，并为以太坊未来的发展奠定了坚实的基础。 这些改进将进一步推动以太坊生态系统的繁荣。