核心要点
以太坊正在将未来可能出现的约束,提前纳入设计考量,而非等到问题爆发时再应对。
扩展策略正从“通用型”转向“专业化”。
EVM兼容性或许能在不依赖EVM作为基础架构的情况下得以延续。
密码学复杂性的提升,使得机器辅助验证的重要性日益凸显。
旧有的协议假设正越来越多地被重新审视并可能被替换。
Vitalik Buterin 将他在2023年发布的路线图与当前的以太坊“草稿图”进行了对比,重点指出了那些优先级有所变动、被替换的想法,以及在上一次规划中几乎不存在的研究领域。
Vitalik Buterin 2023年的以太坊路线图将开发工作划分为六大板块:合并、激增、灾祸、边缘、清洗与挥霍。
更深层次的变化在于架构层面。量子抗性、隐私保护与形式化验证正日益影响着以太坊的扩展方式,而协议中一些曾被视为相对固定的部分,包括EVM本身的角色,也已进入了设计讨论的范畴。
当前的以太坊“草稿图”重新组织了共识层、数据层和执行层的开发工作,并更加侧重于密码学、隐私性、可扩展性以及协议简化。
量子安全正成为设计约束
多年来,以太坊社区一直在讨论量子抗性问题。真正发生变化的是它在路线图中的位置。
Buterin 表示,量子安全的优先级已大幅提升。这除了带来安全问题外,还催生了一个实际难题:后量子签名可能会比以太坊当前使用的密码学方案沉重得多。
因此,网络不能将量子抗性简单地视为多年后的一次签名替换。任何替代方案还必须与以太坊的扩展目标兼容。
EIP-8288 展示了这两个问题是如何开始重叠的。该提案引入了一个框架,允许将昂贵的密码学依赖项(包括后量子签名)通过递归 STARK 证明进行聚合,而不是让每笔交易独立承担其全部验证成本。
这一点在量子计算机具备攻击以太坊的能力之前很久就已至关重要。
在威胁出现后才更换底层密码学,将迫使钱包、账户、验证者和协议基础设施在压力下进行协调。提前将这些约束纳入设计,能让研究人员有空间同时解决性能成本问题。
以太坊的前瞻性工作已经识别出多个最终需要量子抗性替代方案的密码学组件。
对所有事物进行同等扩展正失去吸引力
Buterin 更新中的另一个变化,可能对以太坊的日常使用产生更广泛的影响。
新的状态类型和 zkzk 框架共同体现了一个日益重要的思路:以太坊并非必须让所有可能的计算都以完全相同的方式实现最大化的可扩展性。
某些工作负载占据了实际使用的主流。代币转账和兑换已经产生了巨大的需求,而隐私应用未来也可能成为另一个高负载类别。
如果这些活动能够在更严格的规则下运行,以太坊就有可能构建专门处理它们的机制,从而大幅提升效率,而无需强迫所有应用都遵循同一套优化策略。
Buterin 对新状态类型的描述清晰揭示了这一转变。他将其视为不止是对旧有状态过期方案的替代,更是一种关于扩展本身的思考方式。
专业化路径可以为常见活动带来更大的性能提升,但也可能因特殊案例过多,导致客户端团队需要维护更多不同的机制。
因此,以太坊推动“精简协议”的努力必须与这种专业化共存。随着工作负载获得更定制化的处理,简化其底层通用机制的压力也随之增大。
EVM 不再是不可动摇的假设
这种压力也触及了以太坊的执行架构。
以太坊并没有计划移除 EVM。但它在协议最底层所扮演的永久性角色,已不再被视为理所当然。
后量子 zkzk 框架可能要求以太坊在 EVM 之外暴露一个指令集。Buterin 将 leanISA 和 RISC-V 列为潜在候选方案,因为它们更为简单和现代。
一旦这样的指令集存在于以太坊内部,将其限制在单一的狭窄协议功能上将越来越难以自圆其说。
开发者最终可能获得对其更直接的访问权限。展望更远的未来,Buterin 提出了一个可能性:EVM 可以作为一个中间表示层,运行在更简单的底层指令集之上,而非深深嵌入基础协议中。
这将把以太坊历史上捆绑在一起的两个概念分离开来:EVM 兼容性与 EVM 定义的架构。
理论上,应用可以保留它们所依赖的环境和工具,而底层的机制则变得更简单。
这目前仍高度推测。Buterin 明确表示,即便是当前的“草稿图”,进行更深入的探索也为时尚早。
对于一个拥有庞大应用生态系统的网络而言,开启对其最底层协议角色的重新设计,足以说明当前简化工作的潜力有多大。
Rollup 技术正回归基础层
路线图还展示了零知识技术的快速成熟。
原生 Rollup 并未出现在2023年的路线图中,因为根据 Buterin 的说法,当时的 SNARK 技术还不够成熟,无法使其成为现实。而较新的路线图则将证明系统更深地嵌入到了以太坊的架构中。
以太坊的扩展策略仍然严重依赖 Layer 2 Rollup。然而,围绕该生态系统开发的一些密码学机制,现在也开始对以太坊本身产生价值。
递归证明可以压缩昂贵的计算,支持隐私保护,并帮助容纳那些原本会给协议带来更重负担的密码学系统。
多年来,以太坊的大部分扩展创新都从基础层向外迁移到 Rollup 中。而现在,在那里开发的研究成果开始反哺协议。
原生 Rollup 就是一个例子。跨不同以太坊层的可复用证明聚合可能是另一个例子。
“L1 技术”与“Rollup 技术”之间的界限正变得模糊。
为什么 AI 对更精简的以太坊很重要
将更多证明机制移到协议中,会引发另一个问题:可复用的密码学组件在提升效率的同时,也集中了风险。
一个在共识层、数据层和执行层共享的原语减少了重复,但该组件中的缺陷可能同时影响以太坊的多个部分。随着这些依赖关系的加深,单纯依靠测试来保证安全已经变得不够充分。
Buterin 指出,AI 辅助的形式化验证是解决方案的一部分。
形式化验证使用数学方法证明软件行为符合其规范。AI 并不会取代这些证明;它的潜在价值在于帮助研究人员和工程师以过去难以实现的规模来生成、检查和维护这些证明。
这赋予了“精简以太坊”更具体的含义。
其目标并非让每个密码学机制都易于人类一眼理解,而是保持核心规范的足够约束和明确,使得关键组件能够被形式化验证,而非主要依赖传统测试。
更多的复用可以减少协议重复,同时无需开发者完全信任日益复杂的共享机制。
因此,AI 在以太坊中的角色可能远不如运行代理或执行交易那样显眼,它可能有助于使复杂的基础设施足够安全,从而成为协议本身的一部分。
以太坊的一些旧设计选择被重新审视
对比这两张路线图,暴露了单个升级公告中常被隐藏的事实:以太坊正变得愿意在多年研究后放弃某些想法。
VDF 的优先级已下降。基于 Verkle 的计划已演变为其他结构。状态过期正被新的状态类型取代。原生 Rollup、更强的隐私机制、后量子扩展、以及 blob 和 gas 期货等,占据了2023年计划中几乎不存在的空间。
以太坊此前也经历过重大转向。其最初的分片策略随着 Rollup 成为更好的扩展路径而发生了巨大变化,该项目自己的路线图文档也以此为例来说明开发优先级是如何演变的。
以太坊路线图演变:2023 vs. 当前草稿图
(关键架构优先级的变化、升级或被替换)
研究领域:量子抗性 — 2023年路线图状态:低/远期优先级 — 当前草稿图优先级:显著提升;主动设计约束
研究领域:EVM 灵活性 — 2023年路线图状态:不可动摇的基础 — 当前草稿图优先级:开放重新设计(考虑 leanISA / RISC-V)
研究领域:原生 Rollup 与 SNARK — 2023年路线图状态:不成熟技术 — 当前草稿图优先级:深度集成到基础层架构
研究领域:可验证安全(AI) — 2023年路线图状态:传统手动测试 — 当前草稿图优先级:AI 辅助形式化验证重要性上升
研究领域:Verkle 树 / VDF — 2023年路线图状态:核心关注领域 — 当前草稿图优先级:演变为其他结构 / 优先级降低
这种愿意重新审视看似已定假设的态度,也体现在路线图之外。EIP-8363 草案提出,随着质押参与率上升,将销毁越来越多的验证者奖励,这挑战了当前支持更高质押水平的经济激励。
质押提案和架构路线图解决的是不同问题,但指向了同一方向:当研究人员认为现有协议行为与去中心化、安全或效率等新目标相冲突时,它们被视为可调整的。
这使得“草稿图”即使许多部分未来会再次变动,也依然有用。它展示了以太坊的研究人员越来越希望保留哪些属性,即使这意味着要替换那些曾被视为长期计划一部分的机制。
路线图正越来越不像是对特定技术的承诺,而更像是对哪些技术仍值得保留的测试。
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