一文圖解以太坊發展路線_UPS

以下內容改編自4月9日(周五)的演講

本文講的是通往以太坊的未來之路。Eth2開發者團隊將當前的以太坊稱為“eth1”，也就是現在我們所熟知的PoW鏈。而未來的以太坊既不是eth1，也不是eth2，而是...以太坊：

讓我們來梳理一下現在的以太坊：

圖：當前以太坊(eth1鏈)的運作方式

用戶想要做一些事情(“進行交易”)，因此將其交易發送給礦工，礦工把它們打包成塊并添加至一條不斷增長的鏈中。礦工運行PoW共識機制，以決定誰來添加下一個區塊，并執行區塊中的交易，以確保交易是有效的。

圖：PoS機制代替PoW機制

PoW也不全是糟糕的，但我需要一個吸引人的題目

PoW需要大量硬件運行密集的計算，造成了過高的能量消耗。我們并不會像大多數加密貨幣批評者那樣談論資源浪費(他們通常的說辭是“為什么我們要用一種消耗國家資源的支付系統”？)，我們所倡導的是，既然我們能夠以相對較小的消耗去做同樣的事情，那我們就應該這樣做。

所以我們選擇向PoS過渡，僅用一個小型服務器代替大量的挖礦設備，用驗證者代替礦工。

加密投資公司CoinFund推出3億美元的Web3基金:金色財經報道，加密貨幣的投資公司CoinFund設立一個3億美元的風險投資基金CoinFund Ventures I，以支持早期的區塊鏈項目。CoinFund管理合伙人兼風險投資負責人 David Pakman在接受采訪時表示，我所投資的CoinFund Ventures將投資具有商業吸引力的公司，這些公司也包括加密貨幣行業，這擁有龐大的潛在市場。感興趣的領域包括Layer1區塊鏈、Web3基礎設施、NFT、游戲和資產管理。（CoinDesk）[2022/8/17 12:32:06]

圖：如果他們沒有做好第二步的驗證工作，他們將會損失資產

那第二步是怎樣運作的？驗證者到底在驗證什么？

圖：將以太坊的活動分為兩部分(共識層和執行層)

共識層確保每個人就某個正確的數據達成一致。而執行層實際上會解釋這些數據，使其有意義。“數據”即與區塊鏈任何形式的交互，如，部署一個合約、在交易所進行交易、發送支付交易等等...

區塊鏈的核心是在鏈中添加新的區塊。當有新的區塊添加時，該區塊之前的狀態會向區塊后的狀態遷移。這個狀態匯總了從區塊0到N的所有數據。

山東省首發政務數字藏品“數仔”:金色財經報道，山東省大數據局7月21日宣布與“海豹數藏”聯合重磅推出首款政務數字藏品“數仔”并完成空投首秀。根據“十四五”數字強省規劃安排，從今年起，山東將每年舉辦數字強省宣傳月活動。[2022/7/21 2:28:17]

例如，如果該狀態保存著記錄Alice和Bob余額的賬本，而新區塊包含了Bob向Alice支付10代幣的記錄，那么這個新區塊被添加至區塊鏈之后，狀態將會記錄新的余額信息。“StateafterblockN1”(區塊N1之后的狀態)那個圖中右邊的虛線斑點就代表著添加了新區塊之后的變化，這時可能會修改現有狀態(例如，Alice和Bob的余額)，或創建新的狀態(部署一個新的合約，或將Carol添加到賬本...)

第一步將共識層與執行層解耦；第二步從PoW向PoS轉移

Rollups和eth2主要為了解決上圖計劃中的第一點：去除共識層與執行層的相關性。那么這項工作的進展如何？

圖：第一步已完成

自2020年12月以來，我們同時擁有著兩條鏈在進行：

第一條，是PoS-共識鏈(又名，信標鏈)

Web3底層核心基礎設施服務商“溪塔科技”完成數千萬元融資:金色財經報道，據鏈興資本公眾號，近日，區塊鏈基礎設施開發及服務廠商“溪塔科技”完成數千萬元Pre-B輪戰略融資，由奇安投資領投，老股東大灣區共同家園發展基金、招銀國際持續加碼。鏈興資本在本輪融資中擔任財務顧問。加上去年9月完成的A輪融資，截至目前，溪塔科技融資總額已逾億元。[2022/7/15 2:15:16]

第二條，是我們可靠的PoW-共識執行鏈(又名，eth1)

他們同時運行，但他們也可以相互通訊。但是，目前還沒有實現這種功能...

圖：如何成為一名驗證者

想要成為PoS-共識的驗證者，PoW-共識執行鏈上的用戶需要在存款合約中鎖定32ETH，這會自動轉移到PoS-共識鏈中。一旦驗證者被激活，他們就可以開始驗證工作和獲取獎勵了。

圖：合并

這種無法通訊的情況希望不會持續太久。“合并”將PoS-共識鏈和PoW-共識執行鏈永久地橋接起來，也就是說驗證者可以為執行層生產區塊。合并后，我們擁有兩種鏈：

PoS-共識鏈

Open Zeppelin發布智能合約庫Cairov0.2.0，改進了可擴展性模式:7月6日消息，區塊鏈安全公司Open Zeppelin發布為StarkNet編寫的智能合約庫Cairov0.2.0，該版本利用Cairo命名空間迭代了可擴展性模式；實施了與以太坊兼容賬戶合約的第一個版本；附帶了安全訪問和權限管理的基本構建塊Access Control庫；增加免受重入攻擊的實用程序Reentrancy Guard等。[2022/7/6 1:54:22]

一條基于PoS的執行鏈(即“eth1”鏈)

合并之后，PoS-共識鏈的驗證者將能夠贖回以及提現他們的質押存款和獎勵，并將其發送回到基于PoS的執行鏈中。

因此我們需要從PoW環境中轉向完全成熟的PoS環境。但是請注意，這一轉變并沒有怎么提高區塊鏈的帶寬(一個區塊打包多少執行交易)，這是分片要解決的問題。在此之前，讓我們來討論一下，當我們只有一條執行鏈時，有哪些方法可以提高執行的可擴展性。

圖：將執行放在鏈下；將數據放在鏈上

(顏色總結：共識=紫色，執行=綠色，數據=黃色)

知情人士：印度當局正考慮對加密貨幣征收商品和服務稅:6月23日消息，知情人士透露，印度部長級小組將于下周開會討論對加密貨幣交易征收商品和服務稅。

知情人士稱，該委員會由聯邦和各州的財政部長組成，他們正尋求擴大征稅范圍，以更有效的方式追蹤虛擬數字資產交易。該委員會將于6月28日至29日在印度北部的昌迪加爾邦舉行會議，他們將討論最高稅率28%的稅率。（彭博社）[2022/6/23 1:27:04]

說到rollups，這是眾多可用的擴容解決方案之一，但從協議設計的角度來看，這種解決方案可能提供了最優的折衷方案。這種方案的想法很簡單：通過將數據存儲在鏈上(這些數據用于重建狀態轉移的執行)來綜合地處理狀態轉換，并且將狀態的執行放到鏈下。如果有人不同意執行的結果，或者有人一開始就忘記執行，數據就在鏈上供所有人使用(可以重新計算)，這是完全無需許可的！

更準確地說，執行所需的數據(交易輸入)與其載體(交易)分離，并以節省空間的方式“捆綁”起來。同時，rollups在執行鏈(eth1)之外運行，提交并執行數據。

圖：已有幾個rollups方案部署，還要更多正在研發中

用戶需要往執行鏈("eth1")上的rollup合約質押一筆資產，才能夠進入到rollup里，用戶可以在里面進行交易。完成之后，用戶可以將資產從rollup中轉回到執行鏈中。

Rollups的替代方案是什么？大家看一下上圖，讓我們來假設一下，如果我們用一串串平行的紅色來代替那些垂直的黃色鏈會怎樣？比如說，如果我們復制了幾條eth1鏈，然后它們之間并排運行會怎么樣？

這里的問題是如何處理并行運行的多個執行鏈。如果某條鏈上發生了什么事情，而其他人需要知道怎么辦呢？這是分片面臨的一個非常棘手的問題，或者說對于在多個鏈中執行的方案來說都需要克服的問題。

"Rollups之間并沒什么不同"，讀者可能這么認為，本質上來說這沒什么錯。但是當你想要從一個rollup轉到另一個rollup上進行交易時，同樣棘手的問題又出現了。然而，關鍵在于，現在已經存在幾種rollup設計了，并且這些解決方案的可探索空間仍非常廣泛。既然如此，為什么不讓rollups先進行試驗，然后再引入一種協議級別的方法呢？

這讓我們來到了...

圖：使用分片來存儲rollup發布的數據

讀者應該聽說過區塊空間不足的事吧？Rollups確實需要發布它們的數據，但是eth1區塊空間十分稀缺！而且，就像我們所討論過的，跨分片是非常難的。那為了解決這個問題，我們可以用分片來保存rollup需要發布的數據。屆時很可能會有64個分片，即現在可用帶寬的64倍。而且一個分片區塊可能會比eth1鏈區塊當前能夠容納更多的數據量。

我需要強調一下，這并不意味著我們將永遠排除執行分片這個方案。以rollup為中心的以太坊路線圖是我們中短期的發展目標，直到我們找到更好的加密基元，以保證能夠實現跨多條鏈的執行分片。這個方案很吸引人，需要團隊很多人花費很長的時間去研究。與此同時，我們可以使用rollups。

圖：每個rollup都有自己的執行環境

這方面還有很多工作要做！首先我們不要忘記，“合并”和“數據分片”都是非常復雜的工作，需要多個團隊同時從事其中一項或兩項工作。但在rollup方面，也仍有一些有趣的問題有待探索，我僅列出了一部分：

實現用戶和rollups之間的大規模遷移是一個很酷的概念。如果用戶有足夠多的公共交通工具令其往返Layer1?(eth1)和Layer2(rollups)，那么為什么還要自己開車往返呢？這非常不經濟。

如果用戶覺得可以在另外一個rollup上做一些更酷的東西(ta所在的rollup是沒有的)，難道ta一定得先提現至L1，然后再從L1中存款進這個rollup中嗎？這未免太浪費了。

對于當前的鏈上操作來說，rollups極大地提高了網絡帶寬，這是毫無疑問的。但是rollups仍不是用戶所期望的無限高速公路那樣。仍有很多人想要在rollups上做很多事情，有時甚至是同時做的！因此rollups將不可避免地面臨擁堵問題，但與L1這個尤其擁堵的市場不同(很快就會上線1559了)，rollups的可探索空間更加廣泛。

說到擁堵問題，雖然這更特定于協議層面，但是我們還將看到EIP-1559扮演交通警察的角色，來規定每個數據分片上發布多少數據，確保驗證者可以處理這個數據量。如果讀者覺得eth1上運行EIP-1559很酷，那么請期待屆時會在64條分片鏈上同時運行1559。那么，rollups應該在哪里發布它們的數據呢？是僅發布在單個分片上，使數據僅在該分片上可獲取？還是說發布在多個分片上，這樣就可以受益于計劃推出的“錯開分片區塊生產”(shardstaggering)方案？這個方案由Vitalik提出，即分片輪流出塊，這樣發布數據時，距離新區塊的生成時間為幾百毫秒以內，這對于需要“快速敲定”的應用來說是理想選擇。

特此感謝DannyRyan和SachaSaint-Leger的建議。

我聽說PoW不是一種共識算法，但我認為如果使其定義超載了，將其描述為共識機制是沒有問題的。

PhiGo在推特寫道，合并后(PoW退出以太坊)不一定就可以提取質押存款。的確，目前合并計劃更專注于合并部分，而“提款”問題是一項獨立但相關的研究工作。

來源|?barnabe.substack.com

作者|?BarnabéMonnot

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