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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#
   
- t' l9 |5 o" K1 ]8 I0 Q# C& O% q
5 D2 p3 Y7 t7 E9 A% B" b4 @- ^ 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
& @* B- E" Y) e% Y9 v
! t' Z+ ]8 L+ }! i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5 r' M! L+ D5 {' C. S; g! u

4 {: y$ u# d( b5 X* }. J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。0 i$ ]9 K& K( h% }) W. K8 z( Y

' }* Y( _) C) }8 K) z2 }5 y# A  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
# W5 Y+ F0 A% D2 o8 b* Z# c# I; a1 J) ]3 Y* ]4 X
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# R& p5 _# z) r

: {: l7 G0 [( U5 H& R) q# F, v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。9 U! Y1 D/ w# y+ ]0 }9 {( Y$ h% d

- n; ~7 D  W0 Y6 b+ ^+ N& e0 `  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。! c3 J. t0 K4 T+ E
* a/ T; X4 z4 |! @6 R9 t
  比特币协议最令人赞叹之处在于其优雅的简洁性:# N6 i# J- [$ m( |: |* ^, |

6 A7 P0 H4 [8 t# q2 {
$ R$ j/ G) P9 L. K  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。9 u) N" V% s& O5 |5 e* A- \
2 H( v1 a6 [% g! T. M- M8 w) M1 z
  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。
4 f; m6 N8 D7 x- v' y' j  d
4 [' K- `% D6 {/ z" N" `; r3 r/ P5 J- u  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。
4 u0 Z! ?9 h) x% g) H" r# X( l/ o, u+ N
  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。3 h8 N- [, F5 |$ y+ p

' a: a6 U, q3 `+ r  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:$ V% S% Z$ q4 T: ~# K
, w8 E2 L) Z; L2 i4 W( S
  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。
) V' @, W: o3 Y3 b1 r
  r% N- w; n7 m4 f  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。
6 F, f/ M% O% j4 u" G4 U
" D$ s, M. A% d& m5 X  3. 减少维护负担:降低长期协议维护的成本。
* B; c+ V4 m7 E0 l! g, o5 ]  _! @% y) s
  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。
5 @1 W1 s6 f& g6 ~* i- f
0 d7 t' o; ]' x$ H  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。( _2 ?6 |  U% u% f, I+ R

) A, I" K0 N0 w. T; f! [  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。
) u6 G# W1 M$ }7 V
: @- z/ w* x. `2 {本文将探讨五年后的以太坊如何接近比特币的简单性。, p5 j* \! l5 S7 e% g8 S7 |

* @% f/ Y3 y" K" I  简化共识层1 T5 t3 o. w% Q- b4 ]6 c! k. |- a

, a" W! K, V5 D9 E3 z1 F/ F
; U( g# {! _0 H. L
+ X) r2 g8 d8 Q7 H- e* N  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。
1 x8 Z. b1 [) [
" M0 B( D  Q( N相比现有信标链,新设计显著简化:* w% Y8 B' K0 b. m  c

9 f) n# C- y. g, D' w5 j  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; A& |% {- N) B4 U; P+ j
; v3 c- l$ k& ^6 J5 y- p' H* o
约 200 行代码,且相比 Gasper,安全性接近最优。
2 q+ _, d) o7 {  v( L
# [! `+ a9 K% o. c# w; n) r# 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。4 v4 U' r% p) j- o9 N
$ l2 [/ u1 `, I
  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,
# i. `0 a2 }7 B  x# l) T- o9 {2 B% [- }
系统性风险较低。
; j& _6 G( \$ C* b  W5 Y
8 U: ~* Z7 g( V6 O( O" k1 l  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。
6 N" t- m9 j# p. X* \) I3 }, \/ m
  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)。
$ Z3 R+ W" i% `- V/ U
1 Z' H  n& t' f1 B& I! M  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。7 X( R. Y: ~* O2 H* Y
9 k# h. c& j. E; E- p
  简化执行层
4 T- f' O# ]/ ^' I) f) N# E& X  T9 D
  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4 G" S' c6 T: d% a' _
$ ]5 i; C* n7 o" a; F' S
(precompiles)为单一用例优化却鲜被使用。4 m+ W- |! w% X: ~8 W

1 S/ {9 G  u% _! C/ O- O' B  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" x7 z; d5 A) x5 d; F+ L) t
) ?( i5 m' ]/ c3 b
示出类似挑战。
# w- x; N' |! H0 \5 ]5 h8 k: C$ w, u2 a( o8 u! T
  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
8 C9 T  C0 }% f1 I- a5 r# O  `
& K1 j/ g  N% g( t8 U; Z# A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& @" E0 K/ X8 u7 X% a. P9 m% R
. C% J. J2 [4 r: f8 z9 d! l6 k. ~
以太坊 ZK 证明器使用的另一种虚拟机。这将带来:5 n" e. e5 u8 _/ @. M. h# s9 V
0 a3 ^9 _1 R. |3 h) y' b- p& s5 d
  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。
9 O2 V. _$ {3 s* ~: W
3 n8 r5 y  V: q/ h) Q( I  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。
$ S9 P5 O  q2 I5 F6 T' v8 m- |6 p! `. m
  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。/ W) d: C* r# G0 l9 g7 I  }
2 n6 T2 f) U; v6 D4 A
  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。$ Q2 I) j6 Z7 Z

8 N' `4 B# Q- J  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)。  ~, ]7 d1 }( x$ D
* Z: x7 h8 w. a$ l) {: B
  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、' a! H1 m5 i/ I# P2 V2 Q$ ]1 J+ W

% ~- b/ h0 P) K# H支持 DUP/SWAP17–32)来缓解这一问题。
. k9 |' ?. p/ K. W# N3 r+ z( P$ \7 g1 ?/ v0 F& [9 f
  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?
3 b5 T$ M( Q& b+ x5 J8 Z9 Q/ x
1 |( Y; s3 ?/ H# b) ]$ B  虚拟机过渡的向后兼容策略
, n- x* y! @& i% U; P- Z; d- y! q  x. V
8 v  h8 H# p3 [, `. H  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 d) y* P8 {; M8 |% ?

5 N" U8 {5 D8 M! m; V  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。
- K0 f( _- |: K* `* s
$ ]; x' a7 t' W, W2 ^7 U- g7 G7 W7 e
  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。. m( }5 A. ]( e8 @7 I7 g. [
3 G$ ^8 g9 K$ ^9 R" m) L4 W
  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! p; p& B7 X! C
4 J, S0 o+ Z* M  V
形式化证明器可完全忽略橙色区域。
. @& I* {/ u" _6 B- U
2 l6 z3 F( h9 b; w2 g4 N7 h+ O  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
9 P5 m. N% N/ G* H6 S6 c; s; T* v/ E9 b- |. H2 n" ^: @( R
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。2 M* |: }$ u) Q3 W" C% ?

5 p' C5 D7 b$ }8 F  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& [  W8 q# |' a9 Y1 H) x, H

7 J! m; ~6 \; g5 G. [7 i域的代码复杂性远比绿色区域的复杂性危害小。
4 t) Y4 b3 z+ E% X% w, d: Z
( _, m" L' H3 o/ B  M  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。) x7 [& b0 l' h4 u3 z8 l

$ U/ h2 t3 ~0 Z+ v- Q5 h  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。1 s$ g9 i5 m# S2 b

( u5 H1 M5 D* g) c0 \' y( P% R- c  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。" M1 l5 l$ D. d; f; U, K

& F! h/ }7 I, a# P& H" W  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
2 I8 s  W8 r: [0 g& a  u+ C8 p) 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。
; R* p/ R: \. j) k! y+ e3 @
2 J3 r0 C2 q" p  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。, Z  N; a& {1 W! P" ]! N) V

2 D; c; ~# }" \' S
' f* G4 A* i5 F  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。
/ B0 h5 A' {( T5 e
) ]* H/ a+ G1 Y1 B) m/ I  通过共享协议组件简化
" i/ F" d) T1 Q/ K% S: X7 |9 s& C+ e
& a0 p' ]: e9 S  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
$ L- e/ S4 f: x, J7 {2 {5 D' o2 W2 }' N) `6 U
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。6 ^5 F2 S1 M* U  U

) Q& {* ?& U3 T! N  统一纠删码( t/ A. V- v0 p' q
3 Y4 X, K- {) }3 ]5 C+ v. \
$ Y# `! r; K2 y) V$ z
  我们在三个场景中需要纠删码:
( R( Q5 J! b& ^
# o) D' d9 k2 \% \& z( t: \9 f$ t  1. 数据可用性采样:客户端验证区块已发布。
+ S' `6 @2 l- r) H# u
# K8 T+ ?! h! h1 e' @  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。
) T: D5 V5 Y  Z% S. c' j; y- u. O3 n' m4 }
  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。
8 i9 P# |, F4 `: u- ]9 o4 m+ |/ @
$ A( x: q# k2 m% R  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:
+ J  g5 o+ m* [1 c- m2 T2 m9 T) ~; c+ q% X0 x3 h
  1. 最小化代码量:减少总代码行数。9 C& H& N4 y6 k

! |- q# R: ~" L$ c; B6 R+ l  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。! y, \. @7 a7 P5 m" ~) P" F
5 `9 D* {- w% H% U9 a: v
  3. 确保可验证性:所有场景的片段均可根据根验证。
. R& b( B2 R8 ~) ~" b8 W4 l  B! W% U0 h) J9 B0 R6 y& v  Q
  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。3 |1 F6 D+ c$ N% E# d
1 B" I+ W9 C- Q
  统一序列化格式) D% B3 s5 Q  v( R/ J& l

& G2 @- Y2 R. _7 u/ c0 e4 I0 o8 t; B- y5 [* ]2 e- Q1 V
  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
( X$ u3 h# y7 p4 Y
" I2 \4 I7 x) b& j& O/ S度将因以下原因进一步提高:
8 p: l  F6 n# l5 @) _: ^* j7 Y  x- k4 v9 ^
  1. 完全账户抽象(EIP-7701):交易完整内容对虚拟机可见。
3 t! v+ m8 z) P; H$ L" O4 S$ J; n% ~# h  D
  2. 更高的 Gas 限制:执行层数据需放入数据块(blobs)。
' [: v; C+ a' a
2 K) g# s' z/ V- J; t  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。
8 A( Z# S& c, D  U" z$ X
$ v6 q/ s9 \% y# u1 U  我提议使用 SSZ,因为 SSZ:8 ^1 c+ H$ k% r4 b$ G

. G6 X$ S" ]2 F  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)。
# e' W' Q  N3 L4 l
/ O- ~: u" ]6 g7 B- h2 `% R1 K6 D3 v! @  2. 已在共识层广泛使用。
0 z( N6 l7 Q5 r) _; ^3 X
+ y% ^! [9 ^+ v) e& |1 L3 w  3. 与现有 ABI 高度相似:工具适配相对简单。$ U( C' ]/ v$ Z; E  @& X* u' e: f

) i6 w( ]( O+ F/ {  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。
+ L) W8 w  ~& \% b8 N
" H! F8 ]9 T+ d1 N5 V: l: d6 i  统一树结构
! I9 E* i9 w4 Q# W# {
/ l) |, D5 a7 ^' g6 F# ?; H; ~0 j1 H2 P/ s% s3 f" }0 b
  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
7 ?+ C7 h+ e/ T  G/ W, Z
) }1 y. T" x" g% b3 u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。
+ a. n" G/ F! m# @$ Z) m: d' y( b5 j# l2 {3 m
  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。1 {8 I0 n5 E* W
- @) t7 }6 i7 m- k# i8 X
  从现在到未来
& m5 w/ f1 }" J5 }, z
0 p4 R$ T! h) C! M( V* u  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
: ^  D0 G; {# b0 S: W& n; O$ m
% S. J8 U; h/ z5 c7 ?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。3 ]8 u8 h% J9 \3 {) r
  ?! E& w" R! G& y$ F6 g
  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) ?1 q5 |4 k/ c, g1 \$ Z
, O1 N/ q/ F2 D& G( S
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。  \% h3 }2 Z% B4 d
) P- w2 S: X- `0 b: |
3 s' P/ S( ^% q

1 A7 U2 z- o' C  b0 ?" E3 a* {
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
avatar
12#
这样的理论打法是十分科学好有道理哦,我也来学习
avatar
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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