以太坊设定2029年12月前实现抗量子Layer 1目标,推进Frame Transactions至Hegotá并开发执行证明与隐私工具
摘要:
- 以太坊协议计划到2029年12月,在执行、共识和数据可用性层面全面实现Layer 1的抗量子能力。
- EIP-8141“Frame Transactions”(帧交易)已安排纳入Hegotá升级,支持可编程验证、Gas支付及密钥轮换功能。
- EIP-8025仍为提案状态,计划用于Hegotá,提供可选的执行证明,且不改变当前共识的有效性规则。
- 以太坊基金会的研究工作现已涵盖快速最终性、隐私保护、状态管理、zkEVM以及后量子安全等多个方向。
- 关于增发量的调整尚未定案,尽管研究人员支持改革,但尚未形成正式的以太坊政策。
路线图细节与后量子安全承诺
以太坊基金会协议集群在9月7日的优先事项更新中明确了这一截止日期,随后研究人员在9月16日Reddit举办的EF协议AMA(Ask Me Anything)活动中进一步阐述了路线图。基金会表示,其后量子安全工作必须覆盖以太坊的执行层、共识层和数据可用性系统。同时,AMA中讨论的几项技术仍处于研究提案或个别研究人员的观点阶段,而非已确定的网络变更。
EF协议团队承诺,将在2029年12月前使以太坊Layer 1在所有三个协议层级具备抗量子能力。其发布的计划将2030年前可能出现“密码学相关量子计算机”视为一种激进的计划假设,尽管基金会指出大多数评估认为此类威胁出现的时间会更晚。该集群强调,至少在2027年1月之前,这一截止日期是“不可协商的”,届时预计外部专家将协助重新评估量子计算的进展。
执行账户是迁移工作的一部分。目前以太坊严重依赖椭圆曲线签名,而未来的系统需要能够更换身份验证方法的账户,以便在密码学标准变化时,无需每次硬分叉即可进行更新。共识层面临独立的问题,因为验证者签名和聚合更深地嵌入在协议规则中,需要专门的硬分叉工作。数据可用性最终也必须摆脱那些不符合后量子目标的密码学依赖。
正如此前报道所示,以太坊的2029年计划已将量子安全性置于协议核心交付承诺之中,而不再仅仅将其视为遥远的研究工作。
Hegotá升级中的关键技术提案
Frame Transactions (EIP-8141)
基金会警告称,核心协议的变更并不会自动保护围绕以太坊构建的所有生态系统。即使Layer 1发生变化,钱包、托管系统、桥接协议、Rollup和应用仍可能保留经典密码学依赖。9月16日的AMA直接讨论了这一迁移问题,包括外部系统应如何识别并在核心截止日期前替换易受攻击的密码学方案。
EIP-8141,即“Frame Transactions”(帧交易),现已安排在Hegotá中引入。该草案将交易验证、执行和Gas支付分离为可编程的“帧”,允许账户定义其验证授权的方式,而不是永久依赖以太坊现有的交易签名模型。该设计支持密钥轮换、赞助Gas支付、替代费用安排以及原子操作组。其在后量子方面的作用源于“密码学敏捷性”:账户可以通过自身的验证逻辑采用不同的签名方案,而不需要以太坊为每个用户添加固定的后量子签名格式。
EF协议在9月份将Frames列为Hegotá的S级项目,并将其描述为执行层的亮点。当前的包包含EIP-8141、带有密钥的非ces EIP-8250以及最近的根节点EIP-8272。协议研究人员表示,这种组合支持隐私用例,并提供了一条远离secp256k1主密钥的路径。
Frames允许用户通过赞助商或代币支付交易成本,同时验证者继续接收以ETH计价的网络费用。相同的结构可以将相关操作分组,以便在后续操作失败时可以撤销批准。尽管该规范仍为草案且已安排分叉,但Ethereum.org目前将Hegotá列为规划中的升级,预计时间为2027年第二季度,尚无确认的主网日期。FOCIL和Frames是Hegotá元EIP中正式安排的两个变更,其余大部分范围仍在筛选中。
zkEVM工作:从基准测试迈向可选证明
以太坊L1-zkEVM工作正遵循阶段性路线。EIP-8025提议了可选的执行证明,验证者和节点可以生成或消费这些证明,而无需更改以太坊共识的有效性规则。该机制允许团队在实时网络上测试证明创建、网络、验证和客户集成,直到证明成为区块有效性的强制要求为止。
该提案仍处于草案状态,位于Hegotá的“建议纳入”部分。尽管如此,EF协议在9月的评估中将EIP-8025评为A级优先级,称它将把无状态执行工作带入以太坊的规范体系,并减少单独的zkVM开发分支。
以太坊的zkEVM路线图后续将从可选证明过渡到强制证明,验证者可以验证简洁证明而不是重新执行每个区块。EF协议表示,确切的分叉顺序仍在审查中,因为后量子共识工作可能会提前于强制执行证明。
性能有所提升,但安全工作尚未完成。以太坊基金会在2025年底报告称,在目标硬件上,99%的以太坊区块可以在10秒内被证明,此前证明时间已大幅下降。其当前的zkEVM跟踪器仍分别衡量ISA合规性、实时证明和安全就绪情况。
形式化验证并未消除测试的需求。一份5月的EF zkEVM报告描述了SP1 Hypercube上的验证工作如何为其RISC-V实现的某些部分建立数学保证,但随后的测试发现了JALR问题及其他验证假设中的漏洞。基金会表示,形式化声明必须精确说明哪些内容已被证明,哪些内容仍在证明范围之外。
形式化验证团队继续构建机器检查工具。其8月的better.codes程序使用Lean和ArkLib来测试基于哈希的证明系统的密码学健全性主张,而Q2的资助支持了对RISC-V zkVM约束和以太坊执行工具进行的验证工作。
隐私与更快最终性
隐私工作与后量子工作并列,作为EF协议的多分叉研究项目之一。基金会目前的计划始于Hegotá周围的交易级工具,包括Frames和FOCIL,随后再追求后量子隐私和加密内存池设计。
FOCIL旨在减少对单一区块构建者的依赖。结合可编程账户和带密钥的非ces,该设计可使隐私应用程序利用以太坊的正常交易管道,而无需为每个私有操作 Dedicated 中继。以太坊的隐私路线图将Frames描述为支持隐私保护验证和Gas抽象的一种方式,而FOCIL提供了一种包含机制。
另一份草案EIP-8182曾提议确立私有的ETH和ERC-20转账机制。EF协议在9月拒绝将其纳入Hegotá,理由是基于Frames的路径可以在不将特定隐私系统直接植入协议的情况下支持隐私。这一决定并不意味着原生隐私被放弃,而是改变了目前协议偏好的工程路线。
最终性研究正在不同的时间线上进行。EF协议9月7日的路线图将解耦共识列为Hegotá之后I*分叉的首选候选者。该设计将区块可用性与最终性机制分离,旨在通过连续的协议变更将最终性时间从分钟级缩短至秒级。规范和原型仍在开发中。
Quick Slots(可能将以太坊当前的12秒槽位时间缩短)未获得同样的Hegotá承诺。EF协议将EIP-8198评为B级,并表示它需要完整的规范、实施、生态系统评估,并确认不会干扰解耦共识。
ETH增发量仍是社区政策议题
9月16日的AMA反复回到ETH增发量和质押基础规模的问题。多个问题挑战了以太坊现有的奖励曲线,并询问持续的质押增长是否会对未质押的ETH持有者造成压力,或导致验证者系统过度集中。
存在具体提案但尚未被采纳。EIP-8363提议了一种渐进式增发燃烧机制,随着质押比例的增加,净验证者增发量将减少,并在接近ETH供应量50%的定义饱和余额时取消共识增发。如果激活,该草案提出为期18个月的过渡期。
EF协议一致拒绝了EIP-8363进入Hegotá的范围界定过程,但同时明确表示这一决定“并非对其优劣的判断”。该集群指出,增发影响每一位持有者、质押者和以太坊的安全预算,因此期望该主题通过生态系统进程继续讨论,而不是由一个分叉选择小组解决。
因此,这一辩论与有预定分叉槽位的Frames不同。研究人员对改变增发量的支持仅代表个人或提案层面的立场,直到以太坊治理流程就实际规范和升级路径达成一致。
基金会重组后的团队分工
以太坊基金会6月的重组创建了五个主要工作集群:Protocol(协议)、Access(接入)、User(用户)、Community(社区)和Institutional(机构),以及运营和管理职能。基金会表示,此次重组减少了54名员工(约20%),并改变了研究、用户需求和企业沟通的划分方式。
Protocol现在负责硬分叉交付和研究领域,如后量子安全、zkEVM和Layer 1隐私。Access Layer专注于交易、证明、委托和用户控制等领域,而Institutional Layer则与金融机构、公司、政府、大学和非营利组织合作。
EF协议9月7日的优先事项文件指出,其2029年12月的目标需要在Hegotá、I*、J*及后续分叉之间进行重叠工作,而不是在完成一次升级后再开始下一次研究。客户端团队、密码学家、安全审查人员和外部研究人员预计将同时参与多个阶段的工作。
下一个确认的协议检查点是Hegotá持续的范围界定过程。Frames和FOCIL已安排,EIP-8025仍为提案,额外的候选者必须通过规范、原型和测试要求,以太坊开发者才会决定是否将其纳入分叉。
常见问题解答 (FAQs)
以太坊能保证在2029年前实现抗量子吗?
不能。2029年12月是EF协议的技术目标,而非保证完成的日期。基金会计划从2027年1月开始与外部专家一起重新评估量子进展。
EIP-8141已确认用于以太坊吗?
Frame Transactions已安排在Hegotá中纳入,但EIP-8141仍为草案规范,在实施和测试期间仍可能发生变化。
以太坊已经在共识中使用zkEVM证明了吗?
没有。EIP-8025提议的是不改变共识有效性的可选证明。强制执行证明属于路线图的后续阶段。
以太坊已决定减少ETH增发量吗?
没有。EIP-8363仍为草案,EF协议拒绝通过Hegotá的分叉范围界定过程来解决增发政策。
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