作為區塊鏈世界的老二，以太坊 以dApp EVM 與 Web3.0 相關應用，逐漸大行其道，但是也衍伸了許多問題必須解決。以太坊的原有架構，倚賴於挖礦驗證，吞吐量也不夠高，Gas Fee特貴。顯而易見地擴展性不高，吞吐量不高的問題，需要被解決，所以迎來了信標鏈與分片的更新，那麼此次的2023年3月份的上海升級涵蓋那些內容，就讓我們跟著本文持續理解。
背景介紹
早在2020年，以太坊推出信標鏈 Beacon Chain，信標鏈便開始與以太坊主鏈執行層並行運作，開始 Proof-of-Stake 權益證明機制。
所謂權益證明共識機制，讓區塊鏈網絡不需要透過礦工挖礦、而是改為由網絡節點鎖倉ETH 加密貨幣的方式，達到參與驗證，維持網絡運作、處理交易的效果。在信標鏈成功運作一段時間後，於2022年9月15日，與以太坊區塊鏈順利合併。簡單來說，以太坊合併即是將以太坊原本的執行層 (execution layer)，與新的權益證明共識層信標鏈結合，從挖礦變成比較環保的權益證明，如下圖所示。
上海升級內容
以太坊上海升級除了解鎖信標鏈以太幣質押以外，原本還考慮包含了其他改進提議。但為了降低Schedule延誤的機會，以太坊開發者決定上海升級不會納入這些提議，所以上海升級主要的目的就是讓以太幣質押可以解除並取款。
上海升級包含了提幣限制及排隊機制，以太坊將為質押在以太坊信標鏈的以太幣作出提取限額機制，在每個 epoch 即約每6.4分鐘，只能有6個驗證節點可以提取質押的以太幣，可避免以太坊節點總驗證能力，因大量解質押提款而減弱。
以此估算，在上海升級後以太坊每天只會容許大約43,200以太幣被提取。根據估算，如果所有信標鏈質押者都提取他們質押的 ETH 代幣，而新質押者數目為零的話，過程將需要300天左右。而且根據以太坊基金會，提取的速率限制將會根據質押的 ETH 總量而調整。
上海升級順利完成以後，會進行改進提議的修正，包括稱為“proto-danksharding”的改進提議 (EIP-4844)，即是以太坊區塊鏈分兩階段實施分片 架構的第一步，而下一步就是實現完整的分片升級，升級後的以太坊，會用更快，更高效，可擴展性更大的特性，使得大量的Web3.0 dApp的應用，更容易普及，進入一般大眾的日常生活。
簡單而言，實現分片sharding升級，可將以太坊的部份工作負擔，分散到同時並行的許多較小型區塊鏈上。有望為以太坊帶來更多儲存及存取數據的容量，讓以太坊區塊鏈更快、可擴展性 (scalability) 更大。同時，分片有望使 Layer-2 方案的交易費用更低，又能保持採用以太坊區塊鏈安全保障的優勢。
結論
針對以上的文章，總結以下3個重點，供大家參考。
- 上海升級承先啟後，完成權益證明的最後一哩路，讓質押可解鎖取款，同時促進以太坊後續的分片升級，並有希望在2023年和2024年完成分片升級。
- 上海升級有提幣限制與排隊機制，以維持總節點驗證能力。
- 權益證明 (POS)的主要目的，要大幅降低驗證節點的成本。
- 分片(Sharding) 的主要目的，要大幅提高以太坊的吞吐量與可擴展性。
