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Vitalik Buterin 揭示以太坊交易重构计划

2026-09-06 19:03:39

ETH

以太坊联合创始人Vitalik Buterin提出长期交易模型，旨在实现并行验证工作

9月6日，以太坊联合创始人Vitalik Buterin概述了一种长期的交易模型，该模型有望允许网络并行处理部分验证工作。其核心提议是将交易“动作”与“依赖条件”分离，以便以太坊未来能够独立优化各个组件。

所谓依赖条件，包括签名、状态证明以及交易执行前必须满足的有效性条件。纯粹的依赖条件可以由内存池（Mempool）一次性检查，随后压缩为递归STARK证明。

EIP-8141提案引入了“帧交易”（Frame Transactions），在一个交易格式内集成了可编程的验证、执行和Gas支付功能。目前，以太坊开发者尚未批准将EIP-8141纳入主网升级，也未公布具体的部署日期。

区分“动作”与“依赖”以优化扩展性

该提案的核心在于明确区分交易产生的效果（即动作）与这些效果发生前必须满足的条件（即依赖）。Buterin在详细帖子中将这两个组件分别描述为“Actions”（动作）和“Dependencies”（依赖）。

动作（Actions）：改变以太坊状态的操作，例如转移ETH或调用智能合约。
依赖（Dependencies）：用于确立交易有效性的必要信息。例如数字签名、证明未花费输出存在的默克尔树证明（Merkle Proofs）、零知识证明，以及交易进入区块时必须保持真实的状态条件。

Buterin认为，明确这种区分有助于以太坊在不放弃灵活执行环境的前提下进行扩展。然而，该提案仍属于持续的协议研究范畴，以太坊开发者尚未批准其完整设计用于部署。

正如Buterin在社交媒体上所提到的，近期关于交易格式的深入思考（不仅限于EIP-8141，还包括“状态的未来”讨论如UTXO、PBT、带密钥的非ce顺序数nonce，以及递归STARK内存池等）使得我们对交易运作方式有了更为清晰的理解。

并行处理依赖条件

目前的以太坊交易将授权、费用支付和执行合并到共同的处理流程中。节点需要检查交易是否正确签名、发送者是否有能力支付费用以及指令是否执行成功。但其中一些检查并不依赖于交易的最终状态变更。

Buterin指出，此类依赖条件可以单独处理，且在许多情况下可以同时进行。例如，验证者在接受交易前可能需要确认签名，但该验证不一定需要等待其他交易附带的不相关签名完成。如果提前知道多个独立的检查项，客户端可以将工作分配到可用的处理资源上。

对于依赖状态的检查则需要更加谨慎。如果较早的交易改变了同一状态，与账户余额或存储槽相关的条件可能会失效。但Buterin表示，当交易声明其访问的状态部分时，内存池可以更有效地推理这些条件。

这种方法将奖励可预测的交易。明确指定依赖关系的操作可能因客户端能更高效地验证而获得更低的Gas成本。虽然需要动态调用和不可预测状态访问的交易仍然可行，但其成本可能会更高。

Buterin估计，按交易量计算，超过90%的以太坊活动不需要网络具备全动态灵活性。这一数据是他个人的评估，而非帖子中发布的网络测量结果。更广泛的论点在于，常见的转账和常规合约交互可以使用更具限制性的格式，而不会限制专业应用的需求。

EIP-8141：提供通用交易框架

EIP-8141是一项新的以太坊改进提案草案，针对一种名为“帧交易”（Frame Transaction）的新交易类型。它将交易划分为合同调用帧（contract-call frames），分别用于验证权限、批准Gas支付和执行用户操作。

根据官方提案，交易的有效性和费用支付不再仅依赖于附加在外层交易上的标准签名。账户代码可以定义所需的授权和支付规则。帧交易可以支持赞助费用、非ETH代币支付、密钥轮换和交易批处理。此外，它还允许外部拥有账户（EOA）在不依赖每个兼容网络上相同合约部署的情况下，获得账户抽象功能。

在这种结构下，验证帧确定发送者是否授权了交易；单独的帧建立谁支付费用并执行请求的操作。这与Buterin对依赖和动作的划分相一致：验证帧处理必须满足的条件，发送者帧处理改变状态的操作。

该格式还可能改善以太坊虚拟机（EVM）网络之间的互操作性。不同的链可以支持相同的最小交易结构，同时应用各自的验证工具、预编译合约或账户功能。Buterin将该潜在格式描述为一个带有标识其功能的标志的基本调用列表。调用可以被标记为纯依赖、依赖状态的验证或动作。交易还将包含来源和非ce顺序数nonce等标准信息。

EIP-8141目前仍被归类为草案核心提案。其当前规范包含了关于内存池准入、帧执行、收据、签名、Gas会计和交易传播的详细规则。这些细节在审查过程中可能会发生变化。

以太坊开发者也讨论了技术担忧，包括拒绝服务风险、交易替换规则、工具更改、待处理交易限制以及对验证帧的限制。有讨论指出，拟议的公共内存池通常只为每个发送者保留一个待处理的帧交易。开发者质疑该规则如何影响经常在一个区块内提交多笔交易的账户。其他参与者则检查该格式是否为钱包、区块构建者和以太坊远程过程调用接口增加了额外复杂性。在客户端团队实施稳定规范之前，这些问题必须得到解决。

递归STARKs消除重复验证

Buterin的长期模型超越了EIP-8141。他建议，无需访问状态的依赖条件可以在内存池层检查一次，而不是由每个验证者重复检查。

纯依赖可能包括加密签名或证明，其有效性不随以太坊状态的变化而变化。检查后，网络可以用一个递归STARK证明来替代多项验证工作，确认所有检查均已正确完成。STARK是一种密码学证明，允许一方展示计算已正确执行。递归证明可以验证其他证明，从而将许多检查合并为较小的验证任务。

拟议的内存池可以在块执行前聚合交易签名、有效性证明和其他依赖条件。验证者随后将验证聚合后的证明，而不是独立重复每项原始计算。Buterin建议，这种方法也可能减少放置在链上的验证数据量。如果递归证明确立了所有依赖条件的有效性，部分原始数据可能会被省略。

这一结果并非当前EIP-8141规范的一部分，它需要涵盖证明生成、内存池协调、数据可用性以及防止无效聚合的保护措施的进一步研究。

该设计还与以太坊为后量子密码学做准备有关。抗量子签名通常比普通以太坊账户使用的ECDSA签名更大且验证成本更高。EIP-8141允许账户定义新的授权方案，而无需等待以太坊替换单一固定的签名标准。递归证明聚合随后可以降低验证大型后量子签名的成本。如果实用的签名系统变得可用，EIP-8141可以帮助以太坊账户采用后量子授权。这仍然是长期的安全路径，而非对活跃量子威胁的即时回应。

带密钥的非ce顺序数Nonce消除交易瓶颈

以太坊账户使用序列化的nonces来防止交易重放。如果账户提交了编号为10、11和12的交易，网络通常会按此顺序处理它们。这种序列可能造成瓶颈。如果第10笔交易卡住或无效，来自同一账户的后续交易即使操作无关，也可能被迫等待。

带密钥的非ce顺序数Nonce将为账户提供多个独立的Nonce序列。分配给不同密钥的交易可以在另一个序列推进之前继续执行。这将有助于智能账户、隐私系统和同时提交多个独立操作的应用程序。每个工作流程都可以获得自己的Nonce域，同时保留防重放保护。

Crypto.news此前报道过，带密钥的非ce顺序数Nonce可以防止独立的私有交易互相阻塞。该功能是更广泛努力的一部分，旨在提高隐私交易、灵活账户和抗审查性。

Buterin还将交易工作与替代状态模型联系起来，包括原生UTXO设计和基于证明的状态结构。这些项目探索是否某些资产或操作可以使用可预测的状态规则，而复杂合约保留以太坊现有的灵活性。这种方法可以创建多个处理层级。简单、声明式的操作更容易分析，可能获得较低的费用。动态合约调用将继续工作，但会消耗更多资源，因为客户端无法以相同方式准备其执行。这种差异化定价试图将费用与实际交易造成的扩展限制对齐，但这并不能保证每个用户或应用程序的费用降低。

EIP-8141仍需开发者批准与测试

EIP-8141必须经过几个阶段才能影响以太坊用户。核心开发者首先需要同意帧交易提供了优于竞争账户抽象设计的途径。随后，该提案需要客户端实现、开发网络、互操作性测试、钱包支持和安全审查。开发者还需要测试帧交易如何与区块构建者、内存池、费用市场和现有智能合约交互。

早期的开发者讨论曾考虑将EIP-8141用于以太坊未来的Hegotá升级。然而，据报道，帧交易仍处于考虑之中，而非正式安排。另一个旨在通过交易包含列表提高抗审查性的独立提案FOCIL，也与EIP-8141一同被讨论。这两个提案解决不同的问题：帧交易涉及授权和执行结构，而FOCIL涉及符合条件的交易在区块中的包含。开发者认为，结合使用它们可以提供具有更强抗审查性的原生账户抽象。但这种组合仍是提议的方案，而非已批准的以太坊路线图承诺。

因此，Buterin在9月6日的评论描述了以太坊交易设计的一个可能方向。这并未宣布完成的升级、激活日期或对主网Gas费用的确认更改。下一个可验证的里程碑将是正式的开发者支持、纳入升级范围以及在开发网络上的工作实现。在此之前，EIP-8141和递归STARK内存池仍属于活跃的研究和工程提案。

常见问题解答 (FAQs)

什么是EIP-8141？

EIP-8141提出了帧交易，将验证、费用批准和执行划分为单独的合同调用帧。它目前是一个草案核心提案。以太坊开发者仍可更改或拒绝其规范。

动作和依赖有什么区别？

动作改变以太坊的状态，例如发送ETH或调用合约。依赖是必须有效的条件，例如签名或状态证明。将它们分离可以使独立依赖在改变状态的操作执行之前并行处理。

EIP-8141会降低以太坊交易费用吗？

如果开发者采用奖励静态可分析操作的Gas定价策略，它可能会使可预测的交易处理成本更低。目前没有确认的费用减免。成本将取决于最终规范、客户端实施和未来升级决定。

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