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[虚拟币交流] 如何让5年后的以太坊变得像比特币一样简单(转)
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1#
   # b) E' F1 C7 B2 V" F9 J1 D

2 J! c% l5 U+ y- u& V( u1 ? 以太坊旨在成为全球账本,需要可扩展性和韧性。本文聚焦协议简单性的重要性,提出通过简化共识层(3-slot 最终性、STARK 聚合)和执行层(替换 EVM 为 RISC-V
2 @: ~3 W' V! G* a( L, i  L! f" z, U* @6 g( O, h" e* A6 N
或类似虚拟机)大幅降低复杂性,减少开发成本、错误风险和攻击面。建议通过向后兼容策略(如链上 EVM 解释器)平滑过渡,并统一纠删码、序列化格式(SSZ)和树结
( P; d) |( u/ M$ F# |% u
! A1 n* p% l6 ^/ `: @" }构以进一步简化。目标是让以太坊共识关键代码接近比特币的简单性,提升韧性和参与度,需文化上重视简单性并设定最大代码行数目标。
* b6 M2 O& e& B! d, D/ K% ?6 b- T9 U8 _! R
  以太坊的目标是成为全球账本:存储人类文明资产与记录的平台,服务于金融、治理、高价值数据认证等领域。这需要两方面的支持:可扩展性与韧性。Fusaka 硬分叉4 M  Y$ E1 N) r, f
3 M5 U2 I- _; W) v
计划将 L2 数据的可用空间增加 10 倍,而当前提议的 2026 年路线图也计划为 L1 层带来类似的大幅提升。与此同时,以太坊已完成向权益证明(PoS)的过渡,客户端多样, ?* S- E' `& `7 K; y

# |7 q8 S" m8 {, S6 X9 H性迅速提升,零知识(ZK)验证、量子抗性研究也在稳步推进,应用生态日益稳健。5 @  M- t2 G& O0 S

' ^# _. y& b$ w6 @" q, a  本文旨在聚焦一个同样重要却易被低估的韧性(乃至可扩展性)要素:协议的简单性。) p# V$ [1 u( R0 }1 m

; f, i- {- \9 V' H# ]9 H  比特币协议最令人赞叹之处在于其优雅的简洁性:( W. m$ l1 l: B8 Z2 c: v& N. \0 J
) i" B" l1 K1 L' J& p2 C
; [" ?* z" _/ u7 m4 L1 V
  1. 存在一条由区块组成的链,每个区块通过哈希与前一区块相连。
  {5 k* y: b+ J% d
' w; M3 Q! C9 h  2. 区块的有效性通过工作量证明(PoW)验证,即检查哈希值的前几位是否为零。3 d- A6 q% V" i  B# _% }$ M0 h! A. X

* a$ z0 a1 x# Q( f4 H2 I, f  3. 每个区块包含交易,交易花费的币要么来自挖矿奖励,要么来自之前的交易输出。7 N2 S$ r% f; @: u, ]
9 L2 j0 _" o! f+ o, i5 Q
  仅此而已!即便是一个聪明的高中生也能完全理解比特币协议的运作,而一个程序员甚至可以将其作为业余项目编写一个客户端。4 g7 B) y9 V9 N4 _, L
$ C0 E" \. U! Y9 m
  协议的简单性为比特币(以及以太坊)成为可信、中立的全球基础层带来了诸多关键优势:% y. }( n4 `: [! i6 z: m

! ^9 Z" z1 }& f0 l  1. 易于理解:降低协议的复杂性,让更多人能够参与协议研究、开发和治理,减少技术精英阶层主导的风险。
* I' b' g: p) F1 t/ N$ p  o! I& h
  2. 降低开发成本:简化协议大幅降低创建新基础设施(如新客户端、证明器、开发者工具等)的成本。: L' x, T/ _& e

! v; T8 @' Z+ }  r5 w$ Y. I! A  3. 减少维护负担:降低长期协议维护的成本。+ h) o8 }9 ^$ m5 f  n
$ @5 S) q6 U7 H3 X( @4 C
  4. 减少错误风险:降低协议规范及实现中发生灾难性错误的可能性,同时便于验证不存在此类错误。4 a  w5 n4 J; `( d" z6 D

3 ]5 ~  c4 b/ R1 m$ K4 {0 P  5. 缩小攻击面:减少协议的复杂组件,降低被特殊利益集团攻击的风险。6 i1 V$ k6 V3 `8 Q

# g/ [' r2 p( O: H7 e! o8 j: w  历史上,以太坊(有时因我个人的决策)常常未能保持简单,导致开发成本过高、安全风险增加以及研发文化的封闭性,而这些复杂性追求的收益往往被证明是虚幻的。" |3 k* g" m7 R2 v1 H- q1 ]
  f% ]. \: J( h
本文将探讨五年后的以太坊如何接近比特币的简单性。
* X; i, V, f, Z/ t  @) b, J; U) z
  简化共识层) Z+ _1 ^' Y$ [( S
& t3 e  `; O( E; K/ l
- i- X+ R; {; _, _

# z0 }# r- b# J" o  新的共识层设计(历史上称为 “信标链”)旨在利用过去十年在共识理论、ZK-SNARK 开发、质押经济等领域的经验,构建一个长期最优且更简单的共识层。
) [% ?6 K' q% t& ~1 g0 ?, Q- F3 |2 }7 B! Y8 H5 q
相比现有信标链,新设计显著简化:* s) v$ O: S% A0 P: [
/ q* U- `, U. ~0 \! C7 ~9 |& e
  1. 3-slot 最终性设计:移除槽(slot)、周期(epoch)、委员会重组等概念,以及相关的高效处理机制(如同步委员会)。 3-slot 最终性的基本实现仅需& R. t, L# B! t$ D" y( |/ b6 x' l
' n# S0 A  i; F1 \4 f1 g$ a  `
约 200 行代码,且相比 Gasper,安全性接近最优。
7 D$ j) F5 j7 {9 e9 G+ @( _$ l; X8 v( W  }+ Q4 `1 O
  2. 减少活跃验证者数量:允许使用更简单的分叉选择规则实现,增强安全性。
# J+ V4 t3 z+ r2 e- e3 o, G
9 U) X; x& [7 [1 ?* }  3. 基于 STARK 的聚合协议:任何人都可成为聚合者,无需信任聚合者或为重复位域支付高昂费用。聚合密码学的复杂性较高,但其复杂性被高度封装,
# K1 Z( n. I/ o# {
! O; {5 A  M: T" h系统性风险较低。
. I5 r$ r/ K& ^" L5 Q( f5 O1 O9 p$ E! \8 v5 w6 K
  4. 简化 P2P 架构:上述因素可能支持更简单、更稳健的点对点网络架构。2 q. Z# S+ v8 Z* H: a( J
# [. E( E! @" d: C, H
  5. 重新设计验证者机制:包括进入、退出、提款、密钥转换、 inactivity leak 等机制,简化代码行数并提供更清晰的保证(如弱主观性周期)。) H$ x# t. J; {! H
7 p  C6 P4 t; C8 r' j
  共识层的优势在于其与 EVM 执行层相对独立,因此有较大空间持续改进。更大的挑战在于如何在执行层实现类似简化。/ H" m. m- E" S; a5 n" y7 a: s- o

/ L. w: |% s+ v- O! @4 f  简化执行层8 Z" q+ d' s! k0 h# [6 U
' F+ Y, X2 m$ d) b! O) Q0 R( I9 g; @
  EVM 的复杂性日益增加,且许多复杂性被证明无必要(部分因我个人决策失误):256 位虚拟机过度优化了如今已逐渐过时的特定密码学形式,预编译
* k7 Y- G4 ~) B7 ^' C( d. y" j, L( X: C( m; h: s0 Z! t2 Y
(precompiles)为单一用例优化却鲜被使用。
5 g8 O6 R' F/ o. i1 J
! d8 c4 h5 [0 A6 D+ h  逐一解决这些问题效果有限。例如,移除 SELFDESTRUCT 操作码耗费巨大努力,却仅带来较小收益。近期关于 EOF(EVM Object Format)的争论也显
, y7 H4 }6 O3 k' P- P( k% u
! b& x3 P% P# E' I& c+ W- m示出类似挑战。5 l9 V4 n" G$ m9 c- j9 T

0 G/ O8 _3 G1 I4 O  H  我最近提出一个更激进的方案:与其对 EVM 进行中等规模(但仍具破坏性)的更改以换取 1.5 倍的收益,不如向一个更优、更简单的虚拟机过渡,以
% `5 u- ]& |: e4 U- Q, U+ m9 a; A5 Z1 U: \" ]% M
实现 100 倍的收益。类似于 “合并”(The Merge),我们减少破坏性变更的次数,但使每次变更更具意义。具体而言,我建议将 EVM 替换为 RISC-V,或0 R( }  F5 T" \) s! f

! ?; H: q0 u! t) i以太坊 ZK 证明器使用的另一种虚拟机。这将带来:) R6 Y5 b/ m& B$ ~, A, d/ O7 H8 S9 c
3 V" c/ s$ Y: s
  1. 效率大幅提升:智能合约执行(在证明器中)无需解释器开销,直接运行。Succinct 的数据显示在许多场景下性能可提升 100 倍以上。) Z6 `* }9 D) P  ]' ]/ @. p

: G# b. c4 c! N9 @  2. 简单性大幅改进:RISC-V 规范相比 EVM 极其简单,替代方案(如 Cairo)同样简洁。) F  N) a# F% E2 x2 x$ K+ K; H
; s4 E+ t0 Y3 [% f' X
  3. 支持 EOF 的动机:如代码分区、更友好的静态分析、更大代码大小限制等。7 E% I8 _" N# s2 {( l

- S- K' }- n" I; x; J# w9 s$ V  4. 更多开发者选择:Solidity 和 Vyper 可添加后端以编译到新虚拟机。若选择 RISC-V,主流语言开发者也能轻松将代码移植到该虚拟机。
2 ^. W4 }  {1 K6 X- T2 O/ O5 G, s" m5 [' ?) e5 I2 E  U
  5. 移除大部分预编译:可能仅保留高度优化的椭圆曲线操作(量子计算机普及后连这些也将消失)。
; z( Q5 r% e- s% P; L. D. a6 Y# s% N. v5 I( c; _
  主要缺点是,与已准备就绪的 EOF 不同,新虚拟机的收益需较长时间惠及开发者。我们可通过短期实施高价值的 EVM 改进(如增加合约代码大小限制、  P+ m3 z& Q& C( y; k! @

: r* A! @+ A) \0 V" r6 y支持 DUP/SWAP17–32)来缓解这一问题。/ T, r( J1 G9 P, j' N+ G
! ~! J, o6 p* c, R
  这将带来更简单的虚拟机。核心挑战在于:如何处理现有的 EVM?
1 a, F3 X$ p6 H! ^4 X9 @7 U" P
  虚拟机过渡的向后兼容策略5 ]0 V" v. A( R, x

. r1 S/ `9 x, ?, W5 {7 h$ p; b" V  简化(或在不增加复杂性的前提下改进)EVM 的最大挑战在于如何平衡目标实现与现有应用的向后兼容性。
1 Q) O) v1 Q2 ~8 b  G3 j6 G$ R  F
7 U" o# i& `( H  首先需要明确:以太坊代码库(即使在单一客户端内)并非只有一种定义方式。
9 Q1 E, l/ W. m9 l( Y7 `
  m6 L& x7 A1 V# f
" _$ u9 v, B) _  M  目标是尽量缩小绿色区域:节点参与以太坊共识所需的逻辑,包括计算当前状态、证明、验证、FOCIL(分叉选择规则)及 “普通” 区块构建。8 W7 I! s; S8 m  J
" E$ V5 M- h% M3 i& M# ^& J
  橙色区域无法减少:若协议规范移除或更改某执行层功能(如虚拟机、预编译等),处理历史区块的客户端仍需保留相关代码。但新客户端、ZK-EVM 或
9 |% v+ `4 e; [6 k( I
  O# S' d" n; x形式化证明器可完全忽略橙色区域。
9 U3 p3 h7 A6 o" o  G" X' R
, @  B3 P3 o6 F% |% ~1 n, ]6 x  新增的HS区域:对理解当前链或优化区块构建非常有价值,但不属于共识逻辑。例如,Etherscan 及部分区块构建者支持 ERC-4337 用户操作。若我们
. `4 |* Q2 a8 Y( A; e1 [! U$ G8 A0 g4 }( @' L9 a
用链上 RISC-V 实现替换某些以太坊功能(如 EOA 及其支持的旧交易类型),共识代码将显著简化,但专用节点可能继续使用原有代码进行解析。
7 w3 B7 p  v: P3 R5 ]. T! D3 w- u2 Y% r9 Z! A& V
  橙色和HS区域的复杂性是封装复杂性,理解协议的人可跳过这些部分,以太坊实现可忽略它们,这些区域的错误不会引发共识风险。因此,橙色和HS区* y" l- e6 k2 l3 M! C8 Z) J
% |, o6 g6 H- D/ _. {
域的代码复杂性远比绿色区域的复杂性危害小。
$ a5 p% E$ i# |, d- I: k# ~7 P3 \, m7 y/ w+ {
  将代码从绿色区域移至HS区域的思路,类似于苹果通过 Rosetta 翻译层确保长期向后兼容的策略。% e! o4 F4 B8 n0 G8 D

5 p. M% |' \4 t$ G% G  1. 要求新预编译提供链上 RISC-V 实现:让生态系统逐步适应 RISC-V 虚拟机。+ Q7 O- ~8 M' F. @3 h0 z3 D* H
% Q8 L/ x/ _5 p1 g. G- A
  2. 引入 RISC-V 作为开发者选项:协议同时支持 RISC-V 和 EVM,两种虚拟机的合约可自由交互。, B' l8 I$ K3 F# o5 n9 p

9 r+ K' w" V' T2 b! e) z& d4 X, o  3. 替换大部分预编译:除椭圆曲线操作和 KECCAK(因需极致速度)外,用 RISC-V 实现替换其他预编译。通过硬分叉移除预编译,同时将该地址的代码4 }8 ^5 V. f* P
: p$ \$ K, e7 i( _  \
(类似 DAO 分叉)从空更改为 RISC-V 实现。RISC-V 虚拟机极其简单,即使在此止步也净简化协议。0 v7 \! o; p) R5 h; ^! @

" }; k, ?9 [7 F5 C) G  4. 在 RISC-V 中实现 EVM 解释器:作为智能合约上链(因 ZK 证明器需要已进行)。在初始发布数年后,现有 EVM 合约通过该解释器运行。
5 Q, M: c+ J8 W  D8 C1 d
# V- @6 @% Z6 |3 ?# |0 D! W& q9 n& ^  w! p9 {  S3 H( R- j
  完成第 4 步后,许多 “EVM 实现” 仍将用于优化区块构建、开发者工具和链分析,但不再是关键共识规范的一部分。以太坊共识将 “原生地” 仅理解 RISC-V。
1 `1 @; `) F  w8 \; D+ S' ^* c- b0 U- z' A
  通过共享协议组件简化5 o$ h* B5 C: M/ p. `3 Q

) s4 |2 u0 `. `! U  J1 x7 i  降低协议总复杂度的第三种方式(也最易被低估)是尽可能在协议栈的不同部分共享统一标准。不同协议在不同场景下做相同的事情通常毫无益处,但这种
$ ^) B+ O; j  {- k3 ^# E$ m7 a/ d' l. G( y- i+ b
模式仍常出现,主要是因为协议路线图的不同部分缺乏沟通。以下是几个通过共享组件简化以太坊的具体示例。) D3 ]$ ]  x( C, Y8 J

/ m" {6 {- l- H, J+ N  统一纠删码
* z8 @1 e3 r$ f& I8 ~* z9 Q
+ i0 l! X! C0 J; d
7 R5 N! A2 z* n  我们在三个场景中需要纠删码:
# k3 M2 r' T) G) j, F, F
, f. I6 r' F% f0 k  1. 数据可用性采样:客户端验证区块已发布。4 q8 v+ B. S7 K( D0 t( w+ @: Y; T
- m+ B1 f# t; `( F4 }
  2. 更快的 P2P 广播:节点接收 n/2 个片段后即可接受区块,在延迟与冗余间取得平衡。
4 n9 ?' f% n6 ^2 U! `0 x2 _# m7 ?9 ^) E* S) T, q
  3. 分布式历史存储:以太坊历史数据分片存储,每组 n/2 个片段可恢复其余片段,降低单一片段丢失风险。& n& V# x, s+ Z+ w+ n

, S# H* Q6 P  ~6 a& X  若在三种场景中使用同一纠删码(无论是 Reed-Solomon、随机线性码等),将获得以下优势:
  _& O' d* U4 x& i5 I8 f. r4 B" @) G4 q- O% A
  1. 最小化代码量:减少总代码行数。( k1 c2 ?  l9 M

" K$ L5 ?2 F# O+ @/ s) }; Y0 u# J: {  2. 提高效率:若节点为某场景下载部分片段,这些数据可用于其他场景。
( s7 ]# n1 }0 G7 d' l4 T! W
1 R& F7 B( H, q: j9 C  3. 确保可验证性:所有场景的片段均可根据根验证。! O. A2 s5 n- D
7 P7 G0 E) b/ k0 b1 h! p
  若使用不同纠删码,至少应确保兼容性,例如数据可用性采样的水平 Reed-Solomon 码与垂直随机线性码在同一域操作。
" S' R, ?1 I1 u4 Q8 z
- T, E( ?3 h0 I2 C% K8 [  统一序列化格式3 U! J# b0 S0 D( W9 m

% z, T4 i: q; |' R0 Q
5 m' O) U: ^+ a' L: q  以太坊的序列化格式目前仅部分固化,因数据可按任意格式重新序列化和广播。例外是交易签名哈希,需规范格式进行哈希。未来,序列化格式的固化程
: b  x2 B1 y1 H" V' w# \/ v/ X( ^* \0 `& e
度将因以下原因进一步提高:3 {$ s- \1 Q4 M' I0 F' t

$ G- \( r9 Y' K# I  1. 完全账户抽象(EIP-7701):交易完整内容对虚拟机可见。
6 S: K1 V8 h& E  L0 k3 F2 U
2 m9 C( V2 S' {$ h$ `' v  2. 更高的 Gas 限制:执行层数据需放入数据块(blobs)。$ C, [% X5 d) s
7 x9 W/ P1 N! l" }: ^; c
  届时,我们有机会统一以太坊三个层级的序列化格式:执行层、共识层、智能合约调用 ABI。* F; |, b: o. t9 u" n" e. n

0 n6 y' N; E* T4 l( c% y  我提议使用 SSZ,因为 SSZ:1 ?  G' g& I0 M/ V  o& T  i
& x/ a: {& ~. ]! P* n- P
  1. 易于解码:包括在智能合约内(因其基于 4 字节的设计和较少的边缘情况)。
3 F, K( A1 j- ^
/ m( p9 k" e. x. ?3 k) v$ `  2. 已在共识层广泛使用。: ~  \1 V' _: P9 t0 Y8 E
# X) f9 U0 s9 L1 t' ^
  3. 与现有 ABI 高度相似:工具适配相对简单。
) i# s% j7 ^/ n# a
, `( J; Z$ P" o( B% @6 y( P  已有向 SSZ 全面迁移的努力,我们应在规划未来升级时考虑并延续这些努力。- K9 C1 ~( w) |/ n

& K& P6 p8 D& v! y  c& Q  统一树结构
2 U4 O) N7 u9 t4 x% a  N7 _2 F3 @# _& h4 m
( Z3 W% {; |6 i. Q7 b9 C
  若从 EVM 迁移到 RISC-V(或其他可选的最小虚拟机),十六进制 Merkle Patricia 树将成为证明区块执行的最大瓶颈,即使在平均情况下也是如此。迁移" T* |/ b, a8 @* y( p
+ W: x* S! z$ [& j/ G/ t6 A
到基于更优哈希函数的二叉树将显著提升证明器效率,同时降低轻客户端等场景的数据成本。
+ c9 e2 e5 C4 }
# ^# H1 ?) ^6 m  K8 T  迁移时,应确保共识层使用相同的树结构。这将使以太坊的共识层与执行层可通过相同代码访问和解析。
4 ]1 d5 h" L  L# z0 a$ F* `* Q2 L. v1 L
  从现在到未来% f. [  E0 @6 h# i4 {
3 ^; c6 z' ^( N' D9 `
  简单性在许多方面类似于去中心化,二者均为韧性目标的上游。明确重视简单性需要一定的文化转变。其收益往往难以量化,而额外努力和放弃某些耀眼功2 G/ p4 n9 J/ u+ g

' q9 u- {( C1 X' Y( Z能的成本却立竿见影。然而,随着时间推移,收益将愈发显著 — — 比特币本身就是绝佳例证。
5 a& |" _' ^. {& u5 _  ~# K  d! s6 {$ t1 a) r' W
  我提议效仿 tinygrad,为以太坊长期规范设定明确的最大代码行数目标,使以太坊共识关键代码接近比特币的简单性。处理以太坊历史规则的代码将继续存- v1 ~: ?! s/ s) c: X
  N0 ?7 B, _! {( d% D" y; B
在,但应置于共识关键路径之外。同时,我们应秉持选择更简单方案的理念,优先选择封装复杂性而非系统性复杂性,并做出提供清晰属性和保证的设计选择。, p8 w7 a" y& d' U; R4 M, I
8 H! }9 D- R$ j+ ?+ L

/ w9 b1 S- J6 z3 T: E% m! Y
: i1 g4 W( ]* m1 R
avatar
2#
想要简单也是不容易的事情啦。
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3#
建议需要理智的人,要不然的话索性不给更好。
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4#
楼主的理论打法还是很好啊,来收藏下了解下了
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5#
主题回复处广告图案-天策传媒
你估计也是一个理论很内行的玩家,感激你的分享。
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6#
这个理论打法说起来是绝对有用的,我也来学习
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7#
我的成果的功劳都是楼主像这样的理论分享。
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8#
建议什么的与我没有关系,根本不感兴趣了
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这么个的建议我也是要来看看,学到点东西了
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具体的理论打法还得让老哥来解答啊
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给建议还是需要心平静和的人啊,我也是来旁观了
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12#
这样的理论打法是十分科学好有道理哦,我也来学习
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给建议什么的都是大神,我只是来围观一下而已
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理论虽然看起来很利害,但是我还是不行
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15#
谢谢楼主的理论分享,也是可以了解到很多的。
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16#
这样的理论还是可以多多学学一下。
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你的理论打法也是有在记录中的呀?
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