Ethereum 的 Pectra 升級，是自 2022 年合併（Merge）以來以太坊開發藍圖中最重大的一次進展，將原本獨立的 Prague 與 Electra 升級整合為單一協議大更新。
預計 於 2025 年 5 月 7 日在主網啟用，並在 Sepolia（2025/3/13）及 Holesky（2025/4/3）測試網完成測試，Pectra 將為以太坊的執行層與共識層帶來基礎性革新。這項策略性整合延續了自 2015 年 Frontier 啟動以來，以太坊每次命名升級的慣例，包括 Homestead、Constantinople，以及最具代表性的權益證明（PoS）Merge。
Pectra 升級問世正值以太坊關鍵時刻。儘管截至 2025 年 4 月，DeFi 的總鎖倉價值（TVL）約 457 億美元仍居冠，但 Solana、Avalanche 及新興的 Sui 等其他一層區塊鏈競爭逐漸加劇。自倫敦升級（EIP-1559）後，以太坊基礎層的手續費已大幅降低，但高峰時段平均仍達 15-25 gwei，對散戶及小型應用構成准入門檻。
基於這些現況，Pectra 旨在針對以太坊架構中的痛點進行改進，並為長遠發展成安全、可擴展、永續的 Web3 結算層奠定基礎。
從信標鏈到 Pectra
想要理解 Pectra 的重大意義，需回顧 2020 年以來以太坊的發展歷程。信標鏈（Beacon Chain）於 2020 年 12 月啟動，展開從工作量證明（PoW）到權益證明（PoS）的多階段轉型，最終於 2022 年 9 月合併完成。此舉讓以太坊耗能下降約 99.95%，奠定日後擴容的基礎。
2023 年 4 月的 Shapella 升級允許驗證者提現，完成以太坊 PoS 機制的功能實現。緊接著 2024 年 3 月的 Cancun-Deneb（Dencun）升級，藉由 EIP-4844 實現 proto-danksharding，引入資料 blob，將 L2 交易成本降低約 80-90%。
Pectra 建基於上述成果，成為合併後第四次重大升級，也是自信標鏈問世以來第七次的重大革新。這一連串歷史，展現以太坊追求模組化、漸進性改進的哲學，而非高風險一次性大改造，確保網路穩定。
技術基礎與目標
Pectra 升級涵蓋 24 項以太坊改進提案（EIP），其中 19 項影響執行層，5 項針對共識層。此一協同方式，兼顧用戶體驗的即時提升與架構長遠轉型。依據以太坊基金會開發路線圖，Pectra 約佔「Surge」階段規劃改進的 35%。
核心目標包括：
- 透過 EVM 優化與 calldata 改進，降低 gas 費並提升智能合約效率，目標降低平均交易成本 15-25%
- 藉由調整質押參數與見證機制，強化驗證者經濟效益及網路安全
- 實現帳戶抽象與彈性 gas 支付選項，提升用戶體驗
- 為未來如完整 danksharding、狀態淘汰等擴容解決方案預做基礎建設
不同於過往多專注於單一層級的更新（如 London 著重執行層、Altair 著重共識層），Pectra 涵蓋層面廣，需同步調整以太坊協議堆疊，展現以太坊日漸成熟且統一的 PoS 網路樣貌。
用戶體驗的變革
Pectra 的核心之一就是透過 EIP-7702 實現全面帳戶抽象，徹底重塑人們與以太坊互動的方式。傳統以太坊帳戶分為外部帳戶（EOA，受私鑰控制）及合約帳戶（由程式碼管理），帳戶抽象將兩者界線模糊，讓一般錢包能暫時擁有合約功能。
這一提升解決了現有帳戶模式下多項限制：
彈性 gas 支付
過去，用戶必須擁有 ETH 才能支付 gas，導致新手需先購買 ETH 才能使用應用。帳戶抽象帶來：
- 以代幣支付 gas：可用 USDC、DAI 或應用自有 tokens 支付手續費，無需持有 ETH
- 交易補貼：應用或第三方可為用戶承擔手續費，打造「無 gas」體驗
- 交易費委託：智能合約可設計進階分擔機制，如企業為上線活動吸收費用
根據 Consensys 量化分析，代幣支付功能實現半年內，有望讓活躍地址數增長 18-22%，主要因降低新手引流門檻。
高度自訂交易邏輯
帳戶抽象啟用「智能帳戶」，支援複雜交易邏輯，包含：
- 交易批次執行：一次原子性處理多個操作（如授權+交換一步到位）
- 定時交易：可預約指定時間或條件時自動執行
- 多重簽名：需要多方批准才可執行
- 支出限額：可設定每日提款或單筆交易上限
對個人與機構用戶都大幅專注安全性。Chainalysis 指出，2024 年因錢包被盜損失約 7.8 億美元，若有限額或多簽功能多能避免。
社交恢復與多元驗證
對主流用戶尤其重要的，是多元恢復和驗證方式：
- 社交恢復：指定可信任好友/機構協助恢復
- 生物辨識：錢包可整合裝置生物驗證，無須僅依賴助記詞
- Passkey 整合：可用新興的跨平台通行密鑰認證
帳戶抽象於測試網早期實驗數據顯示：開放社交恢復時，錢包捨棄率下降約 67%，推動普及。
驗證者質押：經濟重構
Pectra 藉由 EIP-7251，將驗證者最大有效質押額由 32 ETH 大幅提升至 2048 ETH，質押經濟與驗證者運作結構徹底變動（提升 64 倍）。
驗證者整合與網路效率
2025 年 4 月時，以太坊約有 98.5 萬個有效驗證者，需大量運算資源維持見證與共識。提升單位質押上限後，大型質押服務可將多驗證節點整合成更少數量：
- 降低節點數：如 Lido、Coinbase、Rocket Pool 等大型質押服務仍維持同樣資本但節點減少
- 降低網路負擔：驗證節點減少，見證傳輸流量降低，區塊傳播速度可提高 15-25%
- 降低硬體成本：服務商可節省伺服器開支，報酬不減
由基金會定量模型測算，Pectra 後驗證者數量或可減少 40-60%，但質押總 ETH 不變，明顯優化共識效率。
潛在中心化討論
這種整併引發中心化風險爭議。截至 2025 年 4 月，五大實體控制質押 ETH 近 73%：Lido（29.7%）、Coinbase（16.5%）、Kraken（9.8%）、Binance（8.9%）、Rocket Pool（8.1%）。批評者認為提升質押上限恐加劇集中。
為防範，Pectra 採用如下緩解措施：
- 維持 32 ETH 最小門檻：個體驗證者進入門檻不變
- 報酬逐步遞減：超過 32 ETH 後邊際報酬下降，呈對數成長非線性
- 強化 Slashing 處罰：大節點惡意或離線時懲處更重
- 改良委託機制：引入形式驗證的委託協議，分散風險並維持經濟效率
以太坊研究團隊分析預估，這些措施將能持續維持 Nakamoto 指數（破壞網路所需最少主體數）高於 7，與現況相當，雖然驗證者會大量整合。
Withdrawal Flexibility
提款彈性
Pectra 讓驗證者能夠直接指定提款憑證，無需執行 Shapella 中的兩步驟提款流程。此項變革帶來：
- 即時流動性：驗證者可在不解押的情況下，直接提取超過 32 ETH 的多餘餘額
- 精簡質押操作：質押池可實現更高效的獎勵分配機制
- 降低第三方依賴：驗證者無需倚賴外部智能合約來管理提款
據質押分析公司 Nansen 的預測，這些提款機制的改進，預計可使流動式質押參與度提升 15-20%，可能為質押生態系統再帶來 200-300 萬顆 ETH。
Scalability Solutions
擴展性解決方案
為應對以太坊長期擴展性的挑戰，Pectra 引入了基礎技術，將來可結合鏈上優化與二層（Layer-2）升級，使每秒交易量達到 100,000 筆以上。
Peer Data Availability Sampling (PeerDAS)
同儕資料可用性抽樣（PeerDAS）
PeerDAS 為資料可用性解決方案帶來重大突破，允許節點在無需個別下載整個區塊的情況下，驗證交易數據已在網路流通。系統原理包括：
- 抹除編碼：資料經過冗餘編碼，即使部分丟失也可還原
- 隨機抽樣：節點透過隨機索取部分區塊以驗證數據可用性
- 同儕傳播：抽樣數據於節點之間互傳，無需依賴中心化分發者
測試網的技術基準顯示，PeerDAS 可讓輕節點的頻寬需求減少約 92%，同時維持加密保證。此突破對於行動裝置與資源有限設備特別重要。
PeerDAS 是全面 danksharding（名稱源自以太坊研究人員 Dankrad Feist）的關鍵前置步驟，Danksharding 希望透過分片資料、而非執行分片，以數量級提升以太坊的數據吞吐量。根據以太坊基金會技術藍圖，Pectra 中 PeerDAS 的落地已完成實現 danksharding 約 60% 的技術要求。
Verkle Trees
Verkle 樹
Pectra 藉由 EIP-7672，啟動從現有 Merkle Patricia Tries 過渡至 Verkle 樹的流程，這是以太坊自創立以來最重大的資料結構革新之一。這項變更將：
- 減少證明大小：Verkle 樹證明約為 Merkle 證明的 1/10~1/20，降低見證（witness）資料需求
- 啟用無狀態客戶端：客戶端無需存儲全部狀態便能驗證交易
- 為狀態到期作準備：鋪墊未來可將歷史狀態封存的功能
Verkle 樹利用向量承諾（vector commitments）取代傳統的雜湊承諾，可用單一證明驗證多個狀態值，這數學技術革新將大幅優化以太坊資料架構。
Sepolia 測試網的數據顯示，Verkle 樹有效將狀態見證大小由平均 35KB 降低至僅 3.8KB，換言之縮小了 90%，大幅提升證明生成與驗證效率。此效能提升對於未來實現狀態到期（state expiry），並在保障安全的前提下，允許節點將歷史狀態封存至關重要。
Smart Contract and EVM Enhancements
智慧合約與 EVM 強化
Pectra 透過 EIP-7719、7720、7723 所定義的 EVM 物件格式（EOF）規範，為以太坊虛擬機帶來大幅升級。這些改動是繼 2016 年 Spurious Dragon 硬分岔後最大規模的 EVM 執行環境革新。
EVM Object Format
EVM 物件格式
EOF 重新定義智慧合約的部署與執行方式：
- 程式碼與資料分離：合約位元碼正式區分程式與資料區段
- 明確函式邊界：合約中的函式進入點與結束點均被明確指定
- 原生子程序：合約內函式間調用更加省 gas
- 強化驗證流程：合約在部署時即通過更嚴格的驗證，能及早發現潛在漏洞
安全公司 Trail of Bits 的分析指出，在 2024 年發現的智慧合約漏洞中，約有 32% 原本可由 EOF 的驗證機制提前防範。此外，基準測試顯示 EOF 合約執行效率較傳統合約提升 7-12%，而在等量操作下可節省 5-10% gas。
New EVM Instructions
新 EVM 指令
Pectra 透過 EIP-7714 為 EVM 增加多項新操作碼：
- MCOPY：更高效的內存對內存複製
- DUPN/SWAPN：可於任意堆疊深度直接操作
- EXTERNALCALL：更節能的新統一外部呼叫介面
- BLOBBASEFEE：提供當前 blob base fee，便於 Layer-2 手續費估算
這些指令對於頻繁執行大量內存操作的 DeFi 協議及 Layer-2 系統效益顯著。Optimism 實驗室基準測試顯示，這些新操作碼在跨層訊息驗證時可降低約 18% gas 消耗。
Layer-2 Integration and Future-Proofing
Layer-2 整合與未來兼容
Pectra 加入多項專為強化以太坊 Layer-2 生態系設計的功能，截至 2025 年 4 月，Layer-2 貢獻整體以太坊超過 65% 交易量。
Optimizing for Rollups
為 Rollup 最佳化
基於 Dencun 引入的資料 blob 架構，Pectra 進一步強化 Layer-2 經濟性：
- 加強 blob 交易功能：EIP-7691 擴充 blob 交易欄位與版本控制
- calldata 優化：EIP-7623 降低常見 rollup 模式 calldata 手續費
- 跨域訊息驗證精進：新 EVM 指令將零知識證明驗證成本降低約 25%
根據 Arbitrum 與 Optimism 分析，這些優化預期進一步讓 Layer-2 交易成本再降 30-40%。以 OP 鏈為例，Dencun 前平均 swap 成本 $0.87，美金，Dencun 上線後降至 $0.25，預計 Pectra 後可降至 $0.12-0.15。
Preparing for ZK-EVMs
為 ZK-EVMs 預做準備
Pectra 針對零知識證明生態系引入特定增強：
- 密碼學原生預編譯：支援橢圓曲線與雜湊操作，提升 ZK 證明生成與驗證速度
- 標準化證明驗證介面：各類 ZK 證明系統可共用驗證介面，降低實作難度
- ZK 友善操作 gas 降本：零知識電路常用操作獲 gas 最適化
這些改善直接造福如 zkSync、Scroll、Polygon zkEVM 等零知識 EVM，這些系統運用密碼學證明保障安全並大幅強化可擴展性。zkSync 測試顯示，Pectra 預編譯密碼學運算將證明生成速度提升約 18%，可望帶來更高處理量和更低手續費。
Economic Impact and Market Implications
經濟效益與市場影響
Pectra 升級對以太坊代幣經濟（tokenomics）以及驗證者經濟性帶來重要變革，未來或將大幅影響 ETH 市場動態。
Staking Economics
質押經濟學
Pectra 對驗證者規則的調整，重塑以太坊質押生態：
- 提高質押效率：驗證者整併可降低營運成本，年化質押報酬有望提升 0.3-0.5%
- 流動性提升：提款機制優化預計推升流動性質押產品（LSD）總鎖定價值 15-20%
- 再質押動能釋放：憑證彈性有助類 EigenLayer 的再質押協議擴展安全服務模式
金融研究機構 Messari 分析，這些變革有望在實施後 12 個月內，將以太坊質押率由現行 22.7% 提升至 28-30%，相當於額外 600-800 萬 ETH 將被移出流通。
Fee Market Dynamics
手續費市場變化
Pectra 透過 EVM 強化及數據處理優化，直接影響以太坊手續費市場：
- 主網手續費下降：gas 優化預計使平均交易成本再降 15-25%
- 費用預測性提升：新操作碼讓即時網路狀況更透明
- Layer-2 手續費再降：calldata 優化有望進一步降低 L2 成本 30-40%
歷史數據顯示，過去的手續費降幅均伴隨網路活躍度提升，例如 Dencun 的 blob 機制啟用後，三個月內以太坊生態日交易量增幅 42%。
Implementation Challenges and Risks
實施挑戰與風險
儘管 Pectra 帶來顯著升級，但其實施過程也具備諸多挑戰：
Technical Complexity
技術複雜度
該升級涵蓋協議多層面的協同變動：
- 執行層與共識層需同步升級，考驗網路協調能力
- Verkle 樹過渡期需同時維護兩套 trie 結構，增加管理複雜度
- 需保留向後兼容：保證既有智能合約在 EVM 更新後依然可運作
為此，以太坊核心開發團隊已安排網路史上最長的測試期，主網上線前，於專屬測試網進行為期四個月的密集測試。Centralization Concerns
驗證人集中的情況引發了關於網路去中心化的正當疑慮：
- 驗證人多樣性降低：較少的驗證人可能會減少地理和運營的多樣性
- 規模經濟提升：大型驗證人獲得額外的經濟優勢
- 潛在的協同行為風險：集中的質押實體可能獲得過大的治理影響力
Ethereum 研究員 Justin Drake 曾提議實作一個「Nakamoto 係數追蹤器」來監控 Pectra 升級後的中心化指標，若發現值得關注的趨勢，將可作為日後協議調整的依據。
Migration Risks
這次轉換需要生態圈中數千位參與者協調配合：
- 節點營運者必須更新：大約 8,500 個節點需在分岔日期前更新其軟體
- 質押服務商轉換：主要的質押服務需適應新的驗證人機制
- 應用程式相容性：去中心化應用（DApps）可能需要更新才能有效利用新功能
為降低這些風險，Ethereum 基金會已推出專門的 Pectra 準備度儀表板，從多重面向追蹤生態系統的整備狀態，2025 年四月底的數據顯示，受追蹤的單位目前整體的準備度約為 74%。
Future Roadmap: Beyond Pectra
Pectra 是以太坊長期發展藍圖中的重要一步，但仍有數個重大升級待在未來陸續落地：
The Path to Danksharding
完整的 danksharding 依然是以太坊主要的擴容方案，開發進度包括：
- 資料可用性提升：增加資料 blob 的數量與容量
- 提案者與區塊建構者分離 (PBS)：徹底分開區塊產生和區塊建構流程
- 大規模資料可用性抽樣：擴展 PeerDAS，以支援更大量的資料處理
目前開發時程顯示，完整的 danksharding 預計會在 Pectra 後 12 至 18 個月內實施，有望於 2026 年第三至第四季上線。
State Management Evolution
Verkle 樹為更先進的狀態管理奠定基礎：
- 狀態過期：將歷史狀態移至歸檔存儲，同時維持可驗證性
- 歷史過期：允許節點在維持安全性的前提下，移除歷史區塊
- 無狀態用戶端：讓全節點驗證無需儲存完整狀態
這些進展旨在使以太坊節點的運行需求隨用戶數成長仍可維持合理，預計狀態過期會在 Pectra 後 24 個月內實現。
The Verge, Purge, and Splurge
這些階段代表以太坊藍圖中的長期規劃：
- The Verge：全面導入 Verkle 樹和無狀態用戶端
- The Purge：透過歷史過期淘汰對歷史數據的需求
- The Splurge：加入各種額外的優化與新功能
雖然這些階段尚無明確時程，但它們顯示以太坊致力於在擴容的同時維持去中心化。
Ethereum's Pragmatic Evolution
以太坊的 Pectra 升級體現了其務實的區塊鏈演進路線──在維持相容性的前提下，實現實質進步並盡量減少衝擊。Pectra 透過改善交易效率、質押經濟學與用戶體驗，強化了以太坊作為主流智慧合約平台的地位，同時為未來的擴容奠定了基礎。
不論對投資人、開發者或用戶，Pectra 都彰顯出以太坊具備技術韌性與適應能力，在區塊鏈快速演變的環境中持續發展。隨著升級將在 2025 年 5 月 7 日啟動，勢將推動以太坊邁向全球普及、高吞吐量的 Web3 應用與去中心化金融的結算層。
接下來數月，將會觀察這些技術改進能否為用戶體驗、開發者生產力與經濟效益帶來實質提升 —— 最終決定以太坊能否在競爭日益激烈的 Layer-1 網路和新興區塊鏈模式中，維持其領先地位。