自以太坊(Ethereum)诞生以来,其“可编程性”和“去中心化应用(DApps)平台”的定位吸引了全球无数开发者和用户,随着生态系统的蓬勃发展,一个核心问题也日益凸显:交易处理能力(即每秒可处理交易数,TPS,Transactions Per Second)能否支撑其日益增长的需求?长期以来,以太坊的TPS常被拿来与中心化支付网络如Visa(声称可处理数万TPS)对比,成为其扩容之路上的焦点,经过一系列关键升级,尤其是“合并”(The Merge)和“上海升级”(Shanghai Upgrade)以及持续进行的“坎昆升级”(Dencun Upgrade)带来的EIP-4844(Proto-Danksharding)等改进,以太坊的TPS及其整体性能已发生了显著变化。
升级前的“瓶颈”:PoW时代的TPS局限
在以太坊从工作量证明(PoW)转向权益证明(PoS)之前,其原生TPS普遍被认为在15-30笔左右,具体数值会网络拥堵程度和交易复杂度而波动,这一数字在用户量激增、DeFi(去中心化金融)、NFT(非同质化代币)等应用爆发式增长的背景下,显得捉襟见肘,网络拥堵、Gas费高昂成为常态,严重影响了用户体验和以太坊作为价值互联网基础设施的潜力,当时的扩容方案主要依赖于第二层扩展解决方案(Layer 2,如Rollups、侧链等),而主层(L

“合并”与“上海升级”:奠定效率基础,TPS初现提升
2022年9月的“合并”(The Merge)是以太坊发展史上的重要里程碑,它将共识机制从PoW转变为PoS,这一转变本身并不直接大幅提升TPS,但其带来的影响是深远且积极的:
- 能源效率大幅提升:PoS机制大幅降低了以太坊的能源消耗,使其更环保、更具可持续性,为未来的长期发展扫清了障碍。
- 安全性增强与可扩展性潜力:PoS引入了验证者质押机制,理论上增强了网络的安全性,也为后续的扩容升级奠定了更坚实的基础。
- 区块时间和Gas成本优化:合并后,以太坊的出块时间略微稳定在12秒左右(与PoW后期相当),但更重要的是,PoS机制下,网络的拥堵情况有所缓解,Gas费的波动性在一定程度上降低,这使得单位时间内能够被确认的交易数量有所增加。
尽管“合并”本身没有让TPS实现数量级的飞跃,但通过减少网络拥堵和Gas费波动,间接提升了实际可处理的交易吞吐量,随后的“上海升级”(2023年4月)主要聚焦于质押提款功能的开放等改进,进一步增强了网络的稳定性和用户信心,为TPS的稳定发挥提供了保障。
“坎昆升级”(EIP-4844):Proto-Danksharding带来的TPS飞跃
真正对以太坊TPS产生实质性、显著提升的是2024年3月完成的“坎昆升级”(Dencun Upgrade),特别是其中提出的EIP-4844(Proto-Danksharding, proto-danksharding)提案。
EIP-4844的核心目标是大幅降低Layer 2 Rollups向以太坊主网(Layer 1)提交数据的成本,Rollups是目前以太坊扩容的关键技术,它们在Layer 2处理交易和计算,然后将结果数据“滚动提交”到Layer 1,在EIP-4844之前,Rollups提交数据的成本(通常是“Calldata”费用)是其主要瓶颈之一,限制了它们处理交易的能力和规模。
EIP-4844引入了一种新的交易类型,包含“数据 blobs”(data blobs),这些 blobs 是临时的、大容量的数据存储空间,专门为Rollups设计,其费用远低于传统的Calldata,据以太坊核心开发者估计,EIP-4844的实施可以将Rollups的数据成本降低90%以上。
TPS提升的具体体现与预期
EIP-4844的落地,直接受益的是基于Rollup的Layer 2解决方案,由于数据成本大幅降低,Layer 2可以:
- 处理更多交易:单位成本内可以处理和提交更多交易数据。
- 降低用户交易费用:Layer 2的用户支付的交易费用(Gas费)会显著下降,从而吸引更多用户。
- 提升整体网络吞吐量:Layer 2是以太坊生态交易的主要承载者,Layer 2 TPS的提升,直接反映为整个以太坊生态系统(Layer 1 + Layer 2)的总TPS飞跃。
升级后以太坊的TPS究竟是多少?
- Layer 1 主网TPS:以太坊主网本身的TPS在EIP-4844后变化不大,依然维持在约15-30 TPS的范围,因为EIP-4844并未直接改变主网的区块大小限制或交易处理逻辑。
- Layer 2 总TPS:这才是关键!整个以太坊生态系统的TPS主要由Layer 2贡献,在EIP-4844实施后,主流的Layer 2解决方案(如Arbitrum, Optimism, zkSync, StarkNet等)的TPS得到了大幅提升,据行业观察和数据显示,EIP-4844实施后,以太坊生态系统的总TPS(主要是Layer 2)已经从之前的几百TPS,跃升至数千TPS,甚至在某些峰值时段突破4000-5000 TPS,有乐观预测认为,随着Layer 2技术的成熟和进一步优化,未来以太坊生态的总TPS有望达到数万TPS,与Visa等传统支付网络一较高下。
未来展望:持续扩容与无限可能
以太坊的扩容之路并未止步,EIP-4844只是“Proto-Danksharding”的第一步,未来的“Danksharding”将引入更分片技术,进一步扩大Layer 1的数据处理能力,为Layer 2提供更廉价、更高效的数据提交服务,从而推动整个生态系统的TPS迈向新的高度。
Layer 2本身的技术迭代(如更优的Rollup引擎、ZK-Rollups的普及等)也将持续提升其单点TPS。
以太坊通过一系列精心设计的升级,特别是“合并”转向PoS奠定了高效基础,以及“坎昆升级”中EIP-4844带来的数据成本革命,其交易处理能力实现了质的飞跃,虽然主网的TPS数字本身未发生巨变,但整个以太坊生态系统(尤其是Layer 2)的总TPS已经从过去的瓶颈中解脱出来,迈向了数千TPS的新纪元,这不仅解决了当前的网络拥堵和高Gas费问题,更为未来大规模DApps普及、元宇宙、去中心化金融等前沿应用的发展铺平了道路,充分展现了以太坊作为全球去中心化应用平台的强大潜力和无限可能。