ROL:Vitalik Buterin：探讨以 Rollup 为中心的以太坊发展路线_以太坊

以太坊生态需要将发力点集中到Rollup上以应对短期和中期的扩容需求。

原文标题：《Vitalik：以Rollup为中心的以太坊路线图》撰文：VitalikButerin来源：ETH中文网

Optimism团队不久前发布了其测试网的第一阶段，及其通向主网的路线图。除此之外，Fuel也在推进测试网进程，Arbitrum也已经登陆测试网。在ZKRollup领域中，Loopring、Zksync以及基于Starkware技术的Deversifi已经正式在主网上线，并且聚集了一定的用户。随着OMGnetwork推出其主网bata版本，plasma也有所进展。

与此同时，Eth1链上的gas费已经达到了新高，以至于非金融类DApps被迫停止运行，其他应用也只能在测试网中运行。

Eth2的发展目标之一就是增强扩容性，我们已经非常接近Eth2前期阶段了，但要为应用提供基础层扩容性，我们还需要等到数年之后Eth2最后一个主要阶段(译者注：即阶段2)的实现。讽刺的是，Eth2作为Rollups数据可用性层的可用性在阶段1就能实现，而在许久之后Eth2才能真正用于「传统」的L1应用。

将这些事实结合起来，我们可以得出一个结论：以应对近期和中期的扩容性需求，整个以太坊生态系统需要将发力点集中到Rollups上(以及plasma和通道技术)。

Vitalik Buterin：以太坊目前最紧迫需解决的问题是实现更高水平的可扩展性:金色财经报道，以太坊联合创始人Vitalik Buterin表示，节点的中心化是以太坊网络面临的最大问题之一，应该通过使节点的运行更便宜、更容易来解决。目前，5,901个活跃的以太坊节点中的大多数都通过Amazon Web Services (AWS) 等中心化网络提供商运行，许多专家声称这使得以太坊区块链面临中心化故障点。

Vitalik Buterin表示，减少以太坊中心化的下一个最重要举措包括，使文档变得更容易，降低分布式质押的障碍，确保质押更安全、更广泛；总体而言，抵押以太币（ETH）变得更加方便。但最终，Buterin得出的结论是，对于整个以太坊来说，最紧迫的问题是实现更高水平的可扩展性。[2023/9/5 13:18:55]

如果以此为前提，我们就能得知以太坊中心开发和生态系统发展应该优先考虑的问题，而这多多少少与当前的发展路径有所不同。那么我们应该优先考虑哪些问题呢？

短期：推进Eth1基础建设以支持Rollups

在短期内，这样做的一个主要结果在于：针对以太坊基础层的扩容工作将主要集中于扩大区块的数据容量，而不是优化链上计算或IO操作的效率。Rollup扩容性的决定性因素在于该链能包含多少数据，如果能够在当前约60kB/秒的基础上有所提升，Rollups的扩容性则能得到进一步优化。

数据：Vitalik近日将999枚ETH转至0x5567开头地址，约164万美元:9月4日消息，据PeckShieldAlert预警监测，以太坊联合创始人Vitalik Buterin相关地址（0xD04d...8fd7）近日将约999枚ETH（约164万美元）转移至0x5567…31B1地址。

20天前，0x5567开头地址之前曾收到来自Vitalik相关地址（0xD04d…8fd7）的约1701枚ETH，并在过去的20天内将这些资金转移到Bitstamp存款地址。

Vitalik相关地址（0xD04d…8fd7）去年总共从链上标记为“Vb 3” 的地址收到了7万枚ETH，其中包括2022年5月6日的约3万枚ETH，以及2022年11月24日的约4万枚ETH。该地址已将3.1万枚ETH分发到4个地址：0xe692开头地址、0x9e92开头地址、0x5567开头地址以及Bitstamp存款地址。[2023/9/4 13:16:08]

在基础层上，以下因素需要持续重视：

EIP2929：在当前gas情况下保证以太坊区块链能够抵御DoS攻击EIP1559：一是推动ETH销毁，二是优化交易效率，并且几乎能够确保交易被打包到下一个区块中(Rollups仍然需要等待确认)新的椭圆曲线预编译，以实现对ZKRollups编程的完全支持无状态客户端的相关工作，包括从十六进制树转换为二进制树等(无论我们如何使用以太坊区块链，无状态客户端都非常有意义)账户抽象(accountabstraction)不太迫切，因为无论L1是否支持，我们都能在L2上实现。还有其他「巧妙的基础层功能」目前相对来说都没那么重要。

Celestia：Quantum Gravity Bridge初期版本已上线Blockspace Race测试网:5月12日消息，模块化区块链网络Celestia发推表示，Quantum Gravity Bridge的初期版本已于本周在Blockspace Race测试网上线，相应的合约已部署在以太坊Sepolia测试网上。

Quantum Gravity Bridge是一个从Celestia到以太坊的数据可用性（DA）桥接。Celestia使用Celestium作为可扩展的链下数据可用性 （DA） 解决方案为以太坊Rollup团队提供服务。[2023/5/12 14:59:10]

Eth1客户端可以被重新定义为OptimisticRollup客户端。OptimisticRollups仍然需要全节点，并且如果Rollup的内部状态转换规则本质上仍然是以太坊式的，只是进行了一些修改(例如Optimism的目标)，那么我们可以使用现有代码来运行全节点。

目前eth1eth2合并工作已经实现将共识引擎从状态转换引擎中分离出来，而这项工作也有助于达成该目标。请注意，这也意味着类似TurboGeth的项目仍然非常重要，高吞吐量的Rollup客户端(而非Eth1客户端)将成为最大受益者。

短期：调整基础设施以支持Rollups

Vitalik发起EIP-3298提案 gas费回归正常:2月28日消息，Vitalik在昨天发起EIP 3298提案，提案内容为在伦敦升级中移除“执行SELFDESTRUCT获得gas费减少奖励”的规则。

据悉，以太坊网络的gas费受以太坊状态（节点存储的合约和地址信息集合）大小的影响，以太坊状态越膨胀，全网gas就会相应上涨。而“SELFDESTRUCT（自毁）”是虚拟机级别的操作码，通过执行该操作码销毁合约，以太坊虚拟机会向用户退回一部分gas费，从而激励以太坊状态收缩。但是一部分开发者在gas费较低时将gas存储到合约中，在gas费较高时执行“SELFDESTRUCT”来进行套利，这种事先填充“便宜的gas”的行为其实导致了网络膨胀。Vitalik发起该提案后，以太坊gas已经回到几十Gwei水平。[2021/2/28 18:00:26]

目前，用户的账户、ENS域名、以及应用等等都在L1上，这些都需要改变。我们要将用户的主要账户、余额、资产等等都放在L2中。随之而来的是以下几个需求：

ENS需要对在L2上注册和转移的域名提供支持，此处是一个可能的相关提案。Layer2协议应该被集成到钱包中，而不是网页版的dapp中。目前，集成了L2的dapp或是类dapp(例如集成zksync的Gitcoin)都要求用户完全信任该dapp，这导致安全性大打折扣。要维持当前的信任模型，L2成为钱包本身的一部分(metamask、status等等)是最理想的情况。这类支持应该进行标准化，因此支持zksync支付的应用也能随即兼容内置zksync的钱包。

动态 | Vitalik提出加速合并以太坊1.0及2.0的替代方案，1.0系统将成为执行环境:以太坊联合创始人Vitalik Buterin发布了一项在向以太坊2.0过渡中的合并以太坊1.0和2.0的替代方案。Vitalik表示，该方案旨在将整个PoW区块链加速移向以太坊2.0的信标链，但该方案需要无状态客户端 (stateless clients) ，无需无状态矿工和Webassembly语言，所以将减少需要完成过渡的配置。该方案的条件包括需要一个能够实现支持验证、见证区块以及生成见证区块功能的无状态客户端软件。该方案的运营方式为，以太坊1.0系统将成为以太坊2.0的执行环境之一，但在最初可以成为以太坊2.0的分片之一。在该方案中，参与以太坊1.0系统的验证人可以注册为以太坊1.0的友好验证人，将维护除了其信标节点外一个完整的以太坊1.0完整节点。[2019/12/26]

加大跨L2转移的工作力度，目标是能够即时、无缝进行跨L2链的资产转移。对Yul或其他中间编译语言进行更加明确的标准化。以太坊的基础层EVM和OptimismRollup所使用的OVM作为编译目标稍有不同，但都可以由Solidity编译而成。为了使生态系统存在不同的编译目标，但同时还要接受不同的语言，避免Solidity的单一化使用，因此更明确地对所有高级语言都能编译的中间语言(例如Yul)进行标准化或许是有意义的。我们也可以考虑对形式验证友好的中间语言，能够处理诸如变量之类的概念，还能保证基本不变量，从而使所有被编译的高级语言都更易进行形式验证。

以Rollup为中心带来的经济可持续性

加密货币项目必须具备经济上的可持续性，这是无法回避的事实，在2020年这意味着数百万甚至数千万的融资金额。其中的一部分能够由公共物品募资平台提供(如GitcoinGrants或以太坊基金会)，但这些机制的规模不足以覆盖这个等级的融资。

但是Layer2项目能够通过发布自己的代币来解决这个问题，前提是其代币具备真正的经济价值，即未来L2所捕获到的价值。

如果路线图以Rollup为中心，随之而来的另一个好处是为L2协议留出了开阔的空间，这些L2协议有能力通过收费或是MEV形式来获取发展资金，无论是直接还是间接地(即代币发行)。

以太坊基础层非常需要保持中立，这就使得在协议内进行公共物品募资(publicgoodfunding)变得十分困难，但L2具备自己的公共物品募资机制，这样一来争议就会大大减少。因此，在这个方面留出空间对于整个以太坊长期的经济可持续性来说可能是一个不错的战略举措。

除了募资问题，具有创造力的研发人员通常都倾向于在他们自己的领域中拥有影响力，而不是针对以太坊的整体协议进行无足轻重的争辩。此外，有许多现有的项目正在尝试创建各种平台。以Rollup为中心的路线图使得所有这些项目有机会成为以太坊生态系统的一部分，同时仍能保留高度的经济和技术自主权。

长期视野

除了上文提到的短期考虑外，路线图以Rollup为中心还可能意味着我们要重新构想eth2的长远未来：每个人都可以进行处理的强安全性单一执行分片，以及可扩容的数据可用性层。

要理解为什么是这样，需考虑以下因素：

当前以太坊的TPS约为15如果大家都迁移到Rollups上，TPS很快可以达到3000一旦阶段1到来，Rollups的数据存储迁移到eth2分片链上，理论上TPS最高能达到10万左右最后，阶段2实现之后为eth2分片链提供本地计算，TPS达到......1000-5000在我看来，阶段2最终到来时，基本上没有人会在意。无论我们是否愿意，所有人都已经适应了以Rollup为中心的世界，到了那时，比起将大家召回没有任何强处且扩容性低20-100倍的基础链，继续沿着这条路走下去会更加容易。

这意味着eth2的「phase1.5anddone」道路，精简基础层并且工作有所侧重，即共识和数据可用性。

实际上这对于eth2来说是更好的发展方向，因为分片数据可用性相对分片EVM计算要安全得多。虽然分片EVM计算的不诚实多数证明(dishonest-majority-proof)验证需要欺诈证明，这需要有潜在风险且严格的2epoch同步假设，但在异步情况下，数据可用性采样(如果使用ZKP或多项式承诺)是安全的。

这将有助于以太坊拥有比其他分片型L2链更强壮的安全模型，而这些分片型L2链都朝着某种形式的分片执行方向发展；eth2将是功能强大的基础层，强大到足以提供功能逃逸速度(functionalityescapevelocity)就足够了。

长期来看eth2的工作重点有哪些？

将不同分片的出块时间错开，从而保证每几百毫秒内都会有某个分片提议区块。这使得在多个分片上运行的Rollups拥有极低的延迟性，而链本身没有超低延迟的风险优化并巩固共识算法对EVM进行改动，使其对欺诈证明验证更加友好(例如，这可能意味着某种「框架」功能，可防止代码脱离沙盒，或允许将SLOAD/SSTORE重新映射，使其能够使用除账户存储之外的其他数据源)对一切进行ZK-SNARK折衷方案

如果你并没有被说服接受「phase1.5anddone」这个发展方向，也有自然的折衷方案：使用少量分片作为执行层(例如4-8个)，其他的分片则作为数据层。目标是使执行分片的数量足够低，以至于在特殊情况下，常规计算机将能够对所有分片进行完全验证，但是与当前的基础层相比，其空间仍然要大得多。

基础层空间不能被最小化太多，因为用户和应用程序仍然有需求，例如：在Rollups之间切换、提交欺诈证明、在ZKRollups中提交零知识证明、发布ERC20代币根合约(确保大多数用户将在Rollups中活动，但基础合约必须有安放之处)。如果每笔交易的成本为140美元，则大大破坏了用户体验。因此，如果有必要的话，使用4-8个执行分片可以显著减轻负担。一台计算机设备仍然可以验证所有分片。

如今，验证每13秒产生的eth1区块大约需要200-500毫秒，因此在短时间内验证这种执行的八个线程是完全可行的。我们可以想象客户端采取这些规则：如果网络延迟很低，或者委员会人数>80％，则可以依靠欺诈证明和委员会，而在特殊情况下直接验证所有分片。

参考资料：

VitalikButerin在ETHOnline上的相关演讲：https://www.youtube.com/watch?v=r0jtV9mxdI0&list=PLXzKMXK2aHh4sF0ZlCE49Frl4VJq3ME_V&index=12

StarkWare

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