解讀 EIP-5988 提案：為 L2 互操作性優化編譯時間和鏈上空間_poseidon

來源：月之暗面，PANewsLab

伴隨著以太坊上海升級的日益臨近，與之相關的各項提案也隨之涌現，希望能趕上在上海升級中一并部署。EIP-5988也在近期被提交至Eips.ethereum官方網頁，EIP-5988主要目的在于為各類ZK進行和主網間通信的預編譯操作，以節省通信所需的編譯時間和鏈上空間。

EIP-5988主要在于解決各類L2和L1之間的通信問題，借助這項提案，ZK系L2可以在不降低自身證明效率的同時兼容主網安全性，OP系L2可以進一步提升利用主網的結算效率。

并且，EIP-5988此次使用的是Poseidon哈希算法，將會作為各類L2統一預編譯的生成證明方式，這也是首次可能兼容進以太坊的新算法，而此前主要在各類L2中嘗試使用，但安全性尚未得到主流應用大規模長時間檢驗，這也是EIP-5988引發的主要爭議點。

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打通L2之間的通信

在EIP-5988的描述中，最重要的是提出了新的Layer2間通信方式，將各類Rollup擴容算法打包成一致的編譯層，供以太坊主網調用，借助以太坊的兼容性來進行各類Layer2的通信。

直觀理解，也就是在STARK/SNARK等方案之下，首先進行一項預編譯措施，一旦提案生效，將構筑成ZK證明生成后的格式轉換場所。以太坊主網無需考慮消息的具體來源，只需要判斷是否符合編譯格式，從而進行接受或拒絕等操作。

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在目前的L2和以太坊主網之間，存在廣泛的兼容性問題。以ZK系為例，目前主要存在兩種障礙：

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ZK系有不同技術路徑，zk-SNARK和zk-STARK是較為主流的兩種，不同實例之間的互操作性缺乏統一標準；

L2會選擇自研語言，如StarkWare的Cairo等，和以太坊使用的solidity有所區別，需要互相編譯才能互通。

在統一預編譯層實施后，以太坊所接受的消息格式將進行統一，任何傳入的L2數據類型需要進行預先轉換，從而節省L2和主網間的傳遞--等待--響應時間。

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一家小型交易所對金色財經表態，他們認為這樣的宣言內容會對中小型交易所造成不利的競爭環境，希望協會能夠重新斟酌此方案。[2017/12/15]

目前，在統一預編譯層生效前，L2之間的通信有三種方式：

CEX/DEX：首先將代幣傳遞至兼容兩種以上L2的交易所。但是只能進行資產轉換，無法直接進行消息傳遞；

通用跨鏈橋：在傳統的L1之間的跨鏈橋之上疊加L2網絡。可進行資產轉換，部分借助主網可進行消息傳遞；

L2跨鏈橋：以OrbiterFinance為代表，主要是在各類Rollup間進行跨鏈，可以視為特定領域的跨鏈橋模式。

EIP-5988的統一預編譯，是直接將各類L2的數據格式進行標準化，而非直接提供一種跨L2的資產互通模式，其仍然是以太坊主網的一種升級和擴展，不會損害以太坊主網的安全性。

借助以太坊主網而來的兼容性，并且會極大提升各類L2的互操作性，也更為符合以太坊未來模塊化的升級方式。

波塞冬Poseidon神力有待檢驗

但是在優勢之外，仍然需要注意到統一預編譯的問題所在，主要集中在其使用的“Poseidon”哈希算法之上，這也是目前社區討論的集中點。

本質上，EIP-5988的工作流程是引入了一個新的預編譯合約，實現了Poseidon加密哈希算法中使用的函數，可以實現EVM和ZK/Validityrollups之間的互操作性，以及為EVM引入更靈活的加密哈希原語。

哈希算法的主要作用是將各類傳入的數值和非數值型數據轉換為規格一致的編碼，便于計算機識別和調用，而在密碼學領域，最為人所熟知的是默克爾樹證明，其本質是二叉樹的哈希化表達變種，被廣泛用于各類節點通信，比如錢包和交易所資產證明之中。

波塞冬算法并非是全新方案，至少Vitalik之前介紹過其主要作用，并且其具備和各類ZK算法的良好兼容性，這也是此次更新以波塞冬為題的主要原因。

Poseidon哈希函數于2019年正式推出，與流行的"傳統"哈希函數相比，其未經嚴格有效性和安全性測試。在以太坊網絡和其他區塊鏈網絡中，已經有部分L2或其他應用使用，到目前為止，波塞冬算法未出現嚴重錯誤。

已經或計劃使用波塞冬算法的區塊鏈案例：

StarkWare計劃使用Poseidon作為StarkNet的主要哈希函數，并承諾在Cairo語言中增加內置Poseidon函數功能。

Filecoin采用Poseidon進行不同的默克爾樹證明，并用于雙值提交場景。

DuskNetwork使用Poseidon為交易建立一個類似Zcash的隱私協議。

Sovrin使用Poseidon進行基于Merkle樹的撤銷交易。

路印協議使用Poseidon在以太坊上進行隱私交易場景。

Polygon將Poseidon用于HermezZK-EVM中。

Poseidon算法的安全性并非出于設計上的缺陷，而是缺乏大規模實用化高價值場景的檢驗，如果此次最終被納入以太坊主網之上，則將是其在整個以太坊，乃至加密生態上的最重磅應用。

結語

以太坊和Layer2擴容方案之間的縱向分層已成定局，但是各層之間的安全性和兼容性依然存在問題，因此各類L2都在“利用以太坊主網安全性，和增強自身對主網的兼容性上”進行廣泛的嘗試，但是在造就L2生態繁榮的基礎上，也變相引發了L2分裂危機。

這種生態的破碎并不利于以太坊和EVM的長遠發展，各類L1之間的競爭仍在進行，如何彌合各類生態碎片，也成為以太坊主網需要主動為之的必要舉措，從主網出發進行改進，要求各類L2進行統一的格式轉換，是其最新動向。

無論EIP-5988最終是否會生效，這種繁榮和碎片都會長期存在，也需要更多的改進提案來修補。

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