以太坊路线图的进阶之路

原文作者：LuozhuZhang

今年 7 月 21 日，V 神参加在巴黎召开的以太坊社区会议（ETHCC）时发表演讲称，以太坊在完成 5 个关键阶段后可实现 10 万 TPS。这 5 个阶段是：

The Merge：指以太坊执行层（当前主网）与信标链（新 POS 层）的合并。

The Surge：指在以太坊上引入分片。

The Verge：引入 Verkle 树，最终将提升 ETH 的可扩展性。

The Purge：减少验证者所需的硬盘空间。消除了历史数据和坏账。

The Splurge：一系列杂项，包含「较小」的升级，确保网络在前 4 个阶段之后平稳运行。

11 月 5 日，V 神在社交媒体平台再次公布新的、更详细的以太坊路线图，对此前的路线图做了优化。那么到底有多少改进之处？

推特 kol LuozhuZhang 发文列举了以太坊路线图近年来的改进并整理了相关资源帮助大家更好理解以太坊最新路线图，BlockBeats 对其整理翻译如下：

以太坊路线图已更新，我们可以从 V 神的推特上清晰得看到以太坊的演变史，我认为下文的一些资源对于读者理解以太坊更新的路线图至关重要，分享给你们。

路线图的进阶

2020 年路线图： V 神对 “ETH 2.0 未来 5-10 年及以后可能会怎样”的大致看法。

V 神表示，过去两年以太坊团队已经从「blue sky」研究，阶段转向了具体的研究和开发。团队对权益证明的功能和限制、分片的安全模型等更加了解，类似 zk-snark 这样以前看似很难实现的技术，现在也变得越来越可行。

此外，维护兼容性、确保以太坊的平稳过渡是过去两年里的主要方向。目前，相关的研究仍在继续，未来比这次升级更复杂的情况只会越来越多。同时，V 神表示，许多改进实际上是在朝着更低复杂性的方向进行。

那时，以太坊已经开始从「执行分片」转向「以 rollup 为中心」：点击了解

2021 年 12 月，更详细的路线图：新版路线图「展示了以太坊协议开发的现状以及未来发展的顺序。」

五个阶段并行开展，但主要工作在 PoS 上。当 PoS 完成后，我们可以弄清楚下一步该做什么并制定新的路线图！

2022 年 11 月 5 日，再次更新路线图：

The Merge：

- Withdraw：到 2022 年底，跨客户端 testnet 实现撤消验证器。

- Fork-choice rule improvement ：（Goldfish 共识协议——PoS 以太坊 LMD GHOST 分叉选择规则的安全替代品）

- 单槽最终确定性（Single-slot finality ）： 目前，以太坊区块需要 64-95 个槽（约 15 分钟）完成最终确定，是综合各方面权衡后的最佳时间——15 分钟并不漫长，与现有交易所的确认时间差不多，让用户能够在常规计算机上运行节点，即使因为存款大小为 32 ETH （而不是前期要求质押的 1500 ETH）而出现了大量的验证者。然而，仍有更理想的方式是将最终确定时间减少到单个槽。

The Surge

- EIP-4844：Proto-danksharding（aka EIP-4844）是一个提案，旨在实现构成完整 danksharding 规范的大部分逻辑和「scaffolding」（例如交易格式、验证规则），但尚未实际实现任何分片。在原型 danksharding 实现中，所有验证器和用户仍必须直接验证完整数据的可用性。

- Rollup's training wheels（rollup 临时辅助轮）: 目前有很多的（optimistic 和 ZK）rollup 项目，它们处于不同的发展阶段。这些项目的共有模式是使用了临时辅助轮：项目技术仍不成熟，为了发展生态选择了提前启动该模式，而不是完全依赖其欺诈证明或 ZK 证明，事实上，rollup 应该有一个脱离辅助轮的路线图。

- DAS：phase 1 可用性数据抽样提案：更详细地描述了如何基于「以数据可用性为中心」的方法构建 phase 1 的提案。向信标链主要添加了 ShardDataHeader 的 Vector，每个分片对应一个 Vector。ShardDataHeader 是一个小的数据库，代表了大量的底层数据 (大小约为 0-512 kB)。只有当 ShardDataHeader 所指向的底层数据可用时，一个区块才有效——也就是说，它已经发布到网络上，任何人都可以下载它。但是，为了保持其可扩展性，客户端不会尝试下载每个 ShardDataHeader 的完整底层数据来验证区块，而是使用一种称为「可用性数据抽样」的间接技术来验证数据是否可用。

The Scourge

- High-level idea

- Inclusion list

- native PBS （提议者/构建者分离） : 增加了以太坊的多样性和抗审查性。

- MEV burn: 核心思想是通过协议内销毁拍卖 (in-protocol burn auction) 拍卖共识层上的「构建区块的权利」。一旦中标者被选中，他们提出的执行区块将被确认消耗至少与他们的出价相同的 ETH。其想法是，出价最高的自然会接近区块内的最大可提取值（MEV），因此大部分 MEV 应该直接销毁。

The Verge

- Verkle tree：由 Merkle tree 演变而来，利用以太坊的弱无状态性（weakly stateless），使得区块验证完全无状态。使用 verkle trie 作为状态承诺方案，因其见证者规模小，验证效率高，gas 成本更改为状态接入成本（或多或少）反映见证者的成本。

- SNARK for L1 EVM：使用 ZK-SNARK 技术来制作类似以太坊交易执行的加密证明，要么让验证以太坊链本身更容易，要么构建与以太坊提供的等价（接近）但更具可扩展性的 zk -rollup。

- Fully SNARKed Ethereum: EVM, consensus, signatures, tree, all of it

- Eventually STARKed Ethereum

The Purge

- EIP-4444 （history expiry）：执行客户端中绑定的历史数据：该提案迫使客户端停止通过 P2P 服务旧的历史数据。明确客户端从其他来源寻找历史数据，而不是依赖于某些可能会导致质量下降的客户端可选行为。

- State expiry：提出 State expiry 机制，核心思想是每个状态周期都有一个状态树（想象一下：1 个状态周期约等于 1 年），当一个新的状态周期开始时，为一个初始化的状态树，所有的状态更新都写入该树，网络中的完整节点只需要存储到最近的两棵树，平均而言，它们只存储了最近 1.5 个周期（约等于 1.5 年）读或写的状态。

The Splurge

- 账户抽象：账户抽象使以太坊从有两种类型的账户（外部拥有的账户和合同账户）变为只有一种——合约账户。合约账户可以发起交易和支付交易费用，为用户体验提供了更大的灵活性。

- EVM 优化

- VDF（可验证延迟函数）：VDF 是一类函数，需要花费一定的时间，即「延迟」，才能产生输出（即使你增加了很多处理器），但是其输出能够被轻松迅速的验证。