以太坊 Pectra 升級全解：賬戶抽象、質押及可擴展性

以太坊 Pectra 升級是自 2022 年合併以來以太坊發展路線圖上最重要的進展，將原本獨立的 Prague 及 Electra 兩項升級合併成一個統一的協議大改造。

預定於 2025 年 5 月 7 日正式於主網上線，並已於 Sepolia（2025 年 3 月 13 日）及 Holesky（2025 年 4 月 3 日）測試網完成部署，Pectra 為以太坊的執行層與共識層帶來重大升級。這次升級合併，延續了以太坊自 2015 年 Frontier 起，一路以命名升級的傳統，包括 Homestead、Constantinople 及最著名的合併過渡到權益證明。

Pectra 升級來臨的時機十分關鍵。儘管截至 2025 年 4 月，以太坊在 DeFi 的鎖倉總價值（TVL）約為 457 億美元，仍然領先，但已面臨 Solana、Avalanche 及新興 Sui 等 Layer-1 區塊鏈的競爭壓力。自倫敦升級實施 EIP-1559 後，以太坊主網的交易費用雖然大幅下降，但高峰時段仍有 15-25 gwei，大大影響零售和小規模應用的可接近性。

在這個背景下，Pectra 針對以太坊架構上的痛點，並為網絡成為安全、可擴展及可持續網絡做基礎設施，延展未來 web3 應用場景。

從 Beacon Chain 到 Pectra

要了解 Pectra 的重要性，必須明白以太坊自 2020 年以來的發展歷程。2020 年 12 月，Beacon Chain 啟動，開展了以太坊分階段從工作量證明（PoW）過渡到權益證明（PoS），並於 2022 年 9 月完成合併。這一轉變令以太坊能源消耗減少約 99.95%，亦為日後擴容打下基礎。

2023 年 4 月的 Shapella 升級，實現了驗證者提現，標誌著 PoS 機制功能完備。及後於 2024 年 3 月的 Cancun-Deneb（Dencun）升級，透過 EIP-4844 引入資料區塊（blob），Layer-2 交易費用降低約 80-90%。

Pectra 建基於這些基礎，是合併後第四次大型升級，也是自 Beacon Chain 啟動以來第七次重大更新。這段演進反映以太坊傾向於循序漸進、模組化改良而非大刀闊斧式改革，這理念也守住了網絡在高度複雜情況下的穩定。

技術基礎與目標

Pectra 涵蓋 24 項以太坊改進提案（EIP），其中 19 項涉及執行層，5 項針對共識層。這種協調方式兼顧短期用戶體驗提升及長遠結構性變革，以支持將來擴展。根據以太坊基金會的發展路線，Pectra 約佔 “Surge” 階段規劃改進的 35%。

主要目標包括：

透過 EVM 升級和優化 calldata，減低 gas 費用及提升智能合約效能，目標把平均交易成本降低 15-25%
調整質押參數和見證機制，加強驗證者經濟激勵及網絡安全
以賬戶抽象、靈活 gas 支付選項來優化用戶體驗
為未來如完整 danksharding 和 state expiry 等擴展方案鋪路

不同於過往只集中於執行層（如倫敦）或共識層（如 Altair）的升級，Pectra 涵蓋協議全棧，需要全面協同調整。這標誌著以太坊朝著統一權益證明網絡，不再是平行雙層系統邁進。

改變用戶體驗

Pectra 最具變革性的特點之一是全面性的賬戶抽象（EIP-7702），徹底顛覆用戶與以太坊網絡互動模式。現時賬戶分兩類：受私鑰控制的外部賬戶（EOA）和以代碼管理的合約賬戶。賬戶抽象模糊二者界線，讓普通錢包臨時具備智能合約功能。

這項提升解決了以太坊現有賬戶模式下的多項關鍵限制：

Gas 支付靈活性

現行規則下，發起交易必須持有 ETH 支付 gas，這對新手是重大障礙，需要先取得 ETH 才能用應用。賬戶抽象令：

代幣支付 gas：用戶可用 USDC、DAI 等 ERC-20 代幣繳納手續費，毋須持有 ETH
贊助交易：應用程式或第三方可全部承擔用戶 gas 費，實現 “零 gas 體驗”
手續費委派：智能合約可執行更靈活的分攤機制，適合商戶吸納新用戶或推廣

Consensys 的數據分析顯示，實現代幣支付 gas 可在半年內令活躍以太坊錢包數量增長 18-22%，主要因為減少新手入門阻力。

進階交易邏輯

賬戶抽象可打造「智能賬戶」，具備可編程交易邏輯，包括：

交易批處理：多個操作可於單一原子交易內完成（如一次性授權及兌換）
排程交易：按預設時間點或特定條件自動執行交易
多重簽名：需多人共同確認方可執行
支出限額：設每日提現上限或單次交易額度

這些功能大大增強個人及機構安全。據 Chainalysis 安全公司統計，2024 年加密錢包被盜損失約 7.8 億美元，若有支出上限或多重簽，部分可避免。

社交恢復及認證選項

主流推廣角度最重要的功能，莫過於社交恢復和多元身份認證：

社交恢復：可委託可信親友協力找回遺失的錢包
生物認證：錢包可與手機等裝置生物認證集成，毋需僅靠助記詞
Passkey 整合：引入 passkey 跨平台標準認證

在以太坊測試網分階段實施賬戶抽象時，設有社交恢復選項的錢包，其棄用率下降 67%，突顯該功能對大眾用戶的重要性。

驗證者質押機制：經濟重構

Pectra 經由 EIP-7251 引入重大質押變更，將單一驗證者最大有效質押額由 32 ETH 大幅提升至 2,048 ETH，增長 64 倍，徹底改變網絡經濟和驗證者營運格局。

驗證者合併與網絡效率

截至 2025 年 4 月，以太坊約有 985,000 個活躍驗證者，須大量運算資源進行見證和共識。提升最大有效質押額可助大驗證者合併節點：

減少節點數：大規模質押服務如 Lido、Coinbase、Rocket Pool 可減少所需節點數，卻維持總經濟權益穩定
降低網絡負擔：驗證者愈少，見證流量愈低，區塊傳播速度可提升 15-25%
基礎設施成本下降：質押營運商可減伺服器數量，仍維持同樣回報

以太坊基金會的定量模型估計，Pectra 上線後，驗證者數量或會減少 40-60%，而總質押 ETH 不變，顯著提升共識效率。

集中化風險疑慮

這種合併引發了中心化擔憂。到 2025 年 4 月，五大機構便控制約 73% 質押 ETH：Lido（29.7%）、Coinbase（16.5%）、Kraken（9.8%）、Binance（8.9%）、Rocket Pool（8.1%）。有批評認為提升最大驗證者規模可能進一步加劇權力集中。

Pectra 因應這些憂慮實施多項緩解方案：

維持 32 ETH 最低質押門檻：個人驗證者入場門檻不變
回報遞減設計：32 以上的額外 ETH 得到邊際回報逐級降低，回報以對數函數遞增
加強削減（slashing）措施：節點越大，違規或停機時罰款比例越高
完善委託機制：發展經形式驗證的委託協議，分散風險同時保證經濟效率

以太坊研究團隊分析認為，這些措施可令 Nakamoto 系數（影響網絡的最小實體數）維持 7 以上，與目前水平相若，即使驗證者合併亦不會降低去中心化程度。

Withdrawal Flexibility

Pectra 令驗證者可以直接指定提款認證（withdrawal credentials），毋須再經 Shapella 採用的兩步提款流程。此項改動帶來：

即時流動性：驗證者可直接提取高於 32 ETH 的多餘餘額，毋須解綁
簡化質押操作：質押池可實行更高效的獎勵分派機制
減少第三方依賴：驗證者唔再需要外部智能合約去管理提款

據質押分析公司 Nansen 預測，這啲提款機制改進有望令流動質押參與度提升 15-20%，額外帶動 200-300 萬枚 ETH 進入質押生態。

Scalability Solutions

為應對以太坊長遠的擴展性挑戰，Pectra 引入多項基礎技術，逐步配合鏈上優化同 Layer-2 提升，最終實現每秒處理十萬筆以上交易。

Peer Data Availability Sampling (PeerDAS)

PeerDAS 為數據可用性方案帶來重大突破，允許節點驗證交易數據在網絡內可用，而毋須逐個下載整個區塊。其系統運作方式：

擴充編碼（erasure coding）：用多餘度將數據編碼，即使有部份遺失都可復原完整數據
隨機抽樣：節點隨機抽查部分區塊，以驗證數據可用性
基於對等網絡傳送：抽樣數據於節點之間交換，唔需要依賴集中式分發

技術基準測試顯示，PeerDAS 可將輕客戶端所需帶寬減少約 92%，同時仍可維持密碼學級數據可用性。此進步對手機或資源有限裝置尤其重要。

PeerDAS 亦係全面 danksharding（由以太坊研究員 Dankrad Feist 命名）嘅關鍵前置步驟。Danksharding 透過分片處理數據但保留單一執行分片，大幅提升資料吞吐量。根據以太坊基金會技術路線圖，Pectra 實現 PeerDAS 將可達成完整 danksharding 需求約 60%。

Verkle Trees

Pectra 透過 EIP-7672 開始由舊有 Merkle Patricia Tries 過渡至 Verkle 樹，呢個數據結構更改係自以太坊面世以來最大之一，主要特色包括：

降低證明大小：Verkle 證明尺寸約為 Merkle 證明十分一至二十分一，大大減少見證數據需求
支援無狀態客戶端：客戶端可毋須儲存整個鏈狀態驗證交易
為狀態過期作準備：鋪路將來可以封存舊狀態

Verkle 樹採用向量承諾（vector commitments）替代雜湊承諾方式，能夠用單一見證證明多個數值，對以太坊數據架構有深遠實際意義。

根據 Sepolia 測試網數據，Verkle 樹大幅將狀態見證平均大小由 35KB 降至僅 3.8KB，即減少 90%，大大提升生成及驗證效率。此效率對將來實施狀態過期來說至關重要，節點可安全封存歷史狀態降低儲存壓力。

Smart Contract and EVM Enhancements

Pectra 透過 EIPs 7719、7720 及 7723 引入 EVM 物件格式（EOF），為以太坊虛擬機帶來自 2016 年 Spurious Dragon 硬分叉以來最大升級。

EVM Object Format

EOF 重新組織智能合約的部署及執行方式：

分離合約程式碼與資料：智能合約的 bytecode 同數據正式分離
顯式函數邊界：合約內各函數有明確進出點
原生子例程：合約內部調用更省 gas
更嚴格部署驗證：合約上鏈前進行更嚴謹檢查，有效及早發現漏洞

安全公司 Trail of Bits 分析指出，2024 年發掘的智能合約漏洞中，若有 EOF 新驗證機制，有約 32% 可被防止。測試還顯示 EOF 合約執行效率提升 7-12%，用 gas 少 5-10%。

New EVM Instructions

Pectra 透過 EIP-7714 為 EVM 加入多個新操作碼：

MCOPY：更加高效地在記憶體內複製資料
DUPN/SWAPN：允許靈活操作棧上多層數據
EXTERNALCALL：統一外部調用介面並更省 gas
BLOBBASEFEE：即時返回目前 blob base fee，有利 Layer-2 費率預估

這些指令特別適合複雜 DeFi 協定同經常進行記憶體密集操作的 Layer-2 協議。Optimism labs 測試指這些操作碼令跨層訊息驗證 gas 開支減少約 18%。

Layer-2 Integration and Future-Proofing

Pectra 針對現時處理超過 65% 以太坊相關交易的 Layer-2 生態，預留多項功能以支援其進一步發展。

Optimizing for Rollups

基於 Dencun 推出的數據 blob 基建，Pectra 進一步優化 Layer-2 經濟模型：

加強 blob 交易功能：EIP-7691 增加新欄位及版本控制
優化 calldata 處理：EIP-7623 降低常見 rollup calldata 模式對 gas 的消耗
提升跨域訊息驗證：新 EVM 指令令零知識證明驗證成本降約 25%

根據 Arbitrum 及 Optimism 的分析，這些優化有望再令 L2 成本降 30-40%。以 Optimism 平均換幣費用為例，未有 Dencun 時約 $0.87，美金，現時降至 $0.25，預計 Pectra 後跌至 $0.12-0.15。

Preparing for ZK-EVMs

Pectra 設有針對零知識證明生態的功能提升：

原生密碼學運算：新增橢圓曲線及雜湊函數，令 ZK 證明生成、驗證更快
標準化證明驗證介面：共同接口簡化系統整合
有針對性 gas 減省：常用於零知識電路操作特設 gas 優化

這些功能直接惠及依靠密碼學證明提升擴展性的 zkSync、Scroll、Polygon zkEVM 等 ZK-EVM。zkSync 測試顯示，Pectra 原生預編譯減少 ZK 證明生成時間約 18%，有助提升處理量及壓低費用。

Economic Impact and Market Implications

Pectra 升級將以太坊 tokenomics 同驗證者經濟帶嚟重大改變，對 ETH 市場走勢或有深遠影響。

Staking Economics

Pectra 驗證者有關改動革新質押生態：

質押效率提升：驗證者整合降低營運成本，料質押收益每年升 0.3-0.5%
流動性增強：提款機制優化，流動質押衍生品（LSD）鎖倉總值有望升 15-20%
重質押潛力提升：驗證者憑新認證條件，協議如 EigenLayer 能拓展安全輸出模式

金融研究公司 Messari 指出，預計這些改動 12 個月內能令以太坊質押率由現時 22.7% 升至 28-30%，同時減少流通量 600-800 萬枚 ETH。

Fee Market Dynamics

Pectra 以 EVM 改進及數據優化直接影響以太坊費用市場：

主網手續費下降：gas 優化料令平均交易費減 15-25%
費用預測更精準：新操作碼令網絡狀況更易掌握
Layer-2 費用再減：優化 calldata 處理有望再減 L2 成本 30-40%

以往資料顯示，每次降低費用都會推高網絡使用率，Dencun 上線三個月內每天交易量升幅達 42%。

Implementation Challenges and Risks

雖然 Pectra 帶來重大進步，推行過程亦存多項挑戰：

Technical Complexity

今次升級範圍極廣，多個協議層需同步改動：

執行層與共識層需同時升級，增協調難度
Verkle 過渡期需同時維持兩套 trie 結構，提升復雜性
兼容舊合約需求：EVM 更改下，舊合約需繼續正常運作

以太坊核心開發者為應對此挑戰，展開史上最長測試期，主網部署前專用測試網測試長達四個月。

###Centralization Concerns
中央化憂慮

Validator consolidation raises legitimate questions about network decentralization:
驗證者整合引發咗大家對網絡去中心化嘅合理疑慮：

Reduced validator diversity: Fewer validators could potentially decrease geographic and operational diversity
驗證者數量減少：驗證者數目如果減少，有可能減低地理同運作層面嘅多樣性
Increased economies of scale: Larger validators gain additional economic advantages
範圍經濟提升：規模較大嘅驗證者可以獲得更多經濟優勢
Potential for coordinated influence: Consolidated staking entities may gain outsized governance influence
協同影響力風險：整合後嘅質押實體可能對治理產生過大影響力

Ethereum researcher Justin Drake has proposed implementing a "Nakamoto coefficient tracker" to monitor centralization metrics post-Pectra, potentially informing future protocol adjustments if concerning trends emerge.
以太坊研究員 Justin Drake 建議實施「Nakamoto 係數追蹤器」，用嚟監測 Pectra 升級後嘅中央化指標，如果出現令人擔憂嘅趨勢，就可以作為未來協議調整嘅參考。

Migration Risks

遷移風險

The transition requires coordinated action from thousands of ecosystem participants:
今次轉換需要生態圈數千個參與者共同協作：

Node operator updates: Approximately 8,500 nodes must update their software before the fork date
節點營運者更新：約8,500個節點需要喺分叉日前升級佢哋嘅軟件
Staking provider transitions: Major staking services must adapt to new validator mechanics
質押服務轉換：大型質押服務商要配合新嘅驗證者機制
Application compatibility: DApps may require updates to leverage new features effectively
應用兼容性：DApp 可能要升級先可以有效利用新功能

To mitigate these risks, the Ethereum Foundation has launched a dedicated Pectra readiness dashboard tracking ecosystem preparation across multiple dimensions, with current metrics indicating approximately 74% readiness among tracked entities as of late April 2025.
為咗降低啲風險，以太坊基金會已經推出咗專門嘅 Pectra 準備度儀表板，由多個層面追蹤生態系準備情況。截至2025年4月底，受監測實體嘅平均準備度大約去到74%。

Future Roadmap: Beyond Pectra

未來路線圖：超越 Pectra

Pectra represents a critical step in Ethereum's long-term development roadmap, but several major upgrades remain on the horizon:
Pectra 係以太坊長遠發展路線圖入面一個重要里程碑，不過未來仲有好幾個大型升級等緊。

The Path to Danksharding

朝向 Danksharding 之路

Full danksharding remains Ethereum's primary scaling solution, with development continuing through:
全面 danksharding 依然係以太坊主要嘅擴容方案，相關開發繼續進行中：

Expanded data availability: Increasing the number and size of data blobs
擴展數據可用性：提升數據 blob 數量同容量
Proposer-builder separation (PBS): Fully decoupling block production from block building
提案人/建造人分離（PBS）：徹底將區塊產生同區塊製作分開
Data availability sampling at scale: Extending PeerDAS to support larger data volumes
大規模數據可用性抽樣：擴展 PeerDAS 支援更大量數據

Current development timelines suggest full danksharding could be implemented approximately 12-18 months after Pectra, potentially in Q3-Q4 2026.
現時開發時間表推算，完整 danksharding 可能喺 Pectra 之後12至18個月內實現，估計係2026年第三至第四季。

State Management Evolution

狀態管理演進

Verkle Trees lay the foundation for more advanced state management:
Verkle 樹為更先進狀態管理打好基礎：

State expiry: Moving historical state to archival storage while maintaining verifiability
狀態過期：將舊狀態遷移去歸檔儲存之餘保持可驗證性
History expiry: Allowing nodes to prune historical blocks while maintaining security guarantees
歷史過期：容許節點修剪舊區塊，同時確保安全
Stateless clients: Enabling full validation without storing the entire state
無狀態客戶端：無需儲存完整狀態都可以進行全面驗證

These advancements aim to keep Ethereum node requirements reasonable despite growing usage, with state expiry targeted for implementation within 24 months of Pectra.
呢啲技術升級希望即使用量增加，都可以令以太坊節點要求維持合理水平；狀態過期預計會喺 Pectra 之後24個月內實施。

The Verge, Purge, and Splurge

The Verge、Purge 同 Splurge

These phases in Ethereum's roadmap represent longer-term visions:
呢幾個階段代表以太坊路線圖上更長遠的目標：

The Verge: Fully implementing Verkle Trees and stateless clients
The Verge：全面落實 Verkle 樹同無狀態客戶端
The Purge: Eliminating historical data requirements through history expiry
The Purge：透過歷史過期功能取消對歷史數據嘅要求
The Splurge: Implementing various additional optimizations and features
The Splurge：引入多種額外優化同新功能

While these phases lack firm timelines, they represent Ethereum's ongoing commitment to scaling while preserving decentralization.
雖然呢幾個階段暫時未有確實時間表，但都體現咗以太坊會繼續兼顧擴容同維持去中心化。

Ethereum's Pragmatic Evolution

以太坊務實進化

The Ethereum Pectra upgrade exemplifies the network's pragmatic approach to blockchain evolution - making substantial improvements while maintaining backward compatibility and minimizing disruption. By addressing critical challenges in transaction efficiency, staking economics, and user experience, Pectra strengthens Ethereum's position as the leading smart contract platform while laying essential groundwork for future scalability.
以太坊 Pectra 升級正正體現咗網絡務實嘅進化路線——大力提升同時保持向後兼容、將中斷減到最低。透過解決交易效率、質押經濟學同用戶體驗方面嘅重要挑戰，Pectra 不但鞏固以太坊作為領先智能合約平台地位，仲為未來擴容奠定咗基礎。

For investors, developers, and users alike, Pectra demonstrates Ethereum's technical resilience and adaptive capacity in a rapidly evolving blockchain landscape. As the upgrade activates on May 7, 2025, it will initiate the next phase in Ethereum's journey toward becoming a globally accessible, high-throughput settlement layer for web3 applications and decentralized finance.
對投資者、開發者同用戶嚟講，Pectra 展現咗以太坊喺不斷變革嘅區塊鏈世界入面嘅技術韌力同適應能力。當2025年5月7日升級啟動時，代表住以太坊正式踏入新階段，邁向成為全球化、高效能嘅 web3 應用同去中心化金融底層結算層。

The coming months will reveal how effectively these technical improvements translate into enhanced user experiences, developer productivity, and economic efficiency - ultimately determining whether Ethereum can maintain its dominant position amid increasing competition from alternative Layer-1 networks and emerging blockchain paradigms.
未來幾個月，呢啲技術改進究竟可唔可以成功轉化為更好嘅用戶體驗、更高嘅開發生產力同更強嘅經濟效益，將會一一浮現出嚟——最終都會決定以太坊能否喺愈來愈多新Layer-1網絡同新興區塊鏈模式競爭之下，繼續保持領先地位。