The Merge 後以太坊的下一步是什麼？

作者：JOEL JOHN、SAURABH；編譯：QDD，Cointime.com

我們一直在本通訊中追踪遊戲、Web3 社交和支付基礎設施。實現這些應用的部分原因是在協議層面上的改進。我們在之前的文章中介紹了一些改進，如賬戶抽象和序數。但有時候，在協議取得足夠進展時，值得寫一篇關於即將到來的改進的文章。

如果你嘗試交易波動性，可能會受到兩個即將發生的因素的影響。一個是對比特幣ETF 概率的不斷重新定價。另一個是私人市場活動的快速下降。我們將在其他時間討論這兩個因素，但現在讓我們來看看以太坊作為協議正在取得的技術進步。

為什麼要關注這些？截至今年6 月底，所有加密資產的市值約為1.2 萬億美元。其中，約5900 億美元是比特幣，約1300 億美元是穩定幣，其創新進展較慢。如果排除穩定幣和比特幣，以太坊佔據了行業市值的47%。在智能合約平台中（總市值約3400 億美元），有2/3 是以太坊。如果忽視以太坊，就無法建立對行業的全面了解。

序數和ETF 的討論已經引起了對比特幣的極大關注，但事實是以太坊具有最強的動力。在真實資產（RWAs）和中央銀行數字貨幣（CBDCs）之間，我們看到以太坊協議從僅被DeFi 黑客和NFT 愛好者使用的智能合約協議進化為其他用途。

我們已經從「Rollups 將被推出」轉變為「我們需要減少Rollups 在以太坊上發布數據的成本」。本文將介紹最近以太坊的最重要升級，並分享未來的展望。以太坊的路線圖多年來發生了變化，並且隨著技術的成熟和我們獲得新信息，它很可能會繼續變化。

在我們開始之前，先做一個小小的編輯說明。大多數文章都涉及故事情節和更廣泛的含義。我也希望在很大程度上採用這種方式來寫本文。但是技術產品的路線圖不能進行創造性解釋。因此，我們盡可能地給出一個非常客觀的解釋，說明未來可能發生的事情。我們盡量解釋概念，但您可能會注意到，這篇文章比您平常閱讀的文章更加複雜。

今天有什麼新鮮事？

在過去的一個月裡，你可能在你的時間線上看到了很多關於「合併」（The Merge）的內容。這是以太坊從工作量證明（PoW）過渡到權益證明（PoS）的轉變。在PoW 鏈的情況下，外部計算機競爭確定誰有能力找到滿足預定義條件的特定數字來創建一個區塊。過去，PoW 以太坊的能源消耗一直是藝術家和大眾接受以太坊作為協議構建平台的一個爭議點。

合併是在權益證明鏈上運行的平行鏈。大部分以太坊的功能繼續存在於PoW 鏈上，而此後，交易、智能合約指令和余額等功能也被轉移到了PoS 鏈上。在今年年初，合併將以太坊作為鏈的執行和共識功能合併到了基於PoS 的系統中。獎勵不再給礦工，而是給網絡上抵押的個人。

截至2023 年4 月，該網絡開始允許用戶提取他們在網絡上抵押的以太幣。以前，如果你抵押了以太幣，你無法在緊急情況下取出這些代幣。現在你可以，在等待一段時間後。這些轉變還有一些其他的變化。以下是一些值得注意的變化。

• EIP 3651 降低了與訪問coinbase 地址（與接收區塊獎勵相關的地址）相關的MEV 支付的gas 成本。

• EIP 6049 警告人們不要使用SELFDESTRUCT 操作碼，因為開發人員打算改變其使用方式。這些變化在後面的部分中提到。

• EIP 3855 引入了一條新的指令以減少gas 成本。

• EIP 3860 對Initcode（創建合約時執行的代碼）進行了更改，限制了其使用，並引入了gas 費用以避免濫用。

儘管以太坊當前的路線圖需要數年時間，但Cancun-Deneb 升級計劃定於今年晚些時候進行。長期路線圖分為四個部分：可擴展性、安全性、用戶體驗和未來適應性。我們將在下面詳細介紹每個部分的內容。

擴展200 倍

可擴展性是所有去中心化公共區塊鏈的軟肋。以太坊最初的想法是通過分片（將網絡分成多個網絡以實現並行執行）來實現可擴展性。但隨著Rollups 的概念出現，分片的想法被擱置，以太坊的路線圖變得以Rollups 為中心。

當談到以太坊的可擴展性時，你會聽到兩個新術語- Danksharding 和Proto-Danksharding。我們將逐漸解釋這些術語，但知道Danksharding 是最終形式，Proto-Danksharding 是實現它的中間步驟。以Rollups 為中心的以太坊的理念是它應該以一種方式塑造自己，以承載多個Rollups。

在繼續討論上述可怕的術語之前，讓我們簡要回顧一下Rollups 的基本知識。以太坊在需求增加時，速度變慢且費用變高。這裡的需求是指對以太坊的區塊空間和虛擬機（VM）的需求增加。因此，通過將計算轉移到其他地方，我們可以減輕EVM 的負荷。

基於它們在哪裡發布交易數據（是在以太坊上發布還是在其他地方發布）以及它們如何證明所執行的計算符合以太坊的規則，不同類型的Rollups（樂觀型、有效性型、零知識型）被創建出來。如果想進一步了解Rollups，可以參考Vitalik 在2021 年對Rollups 的解釋。

Rollups 將交易數據的輸入批量（壓縮）提交到以太坊。這些輸入被稱為calldata。 Calldata 存在兩個主要問題：

1. 在一個區塊中可以包含的calldata 的數量有限（937,000 字節）。你可能會問，為什麼存在這個限制？原因與以太坊和比特幣每個區塊的大小限制相同- 為了確保運行節點和驗證者的系統要求保持在可控範圍內，以保護去中心化。

2. 出於同樣的原因，我們不能隨意增加calldata 的限制。這個限制也限制了作為解決方案的Rollups 的可擴展性。

3. Calldata 是昂貴的，因為以太坊網絡上的每個節點都要處理它，並永久存儲它，但Rollups 不需要永久存儲這些數據。

Proto-Dankesharding，或稱EIP-4844，是一種提高calldata 限制的方法。這個EIP 提議引入一個被附加到區塊的二進制大型對象（BLOB）空間。所謂附加到區塊，意味著EVM 或執行客戶端看不到這個空間（這意味著EVM 不需要存儲或處理它）。這個blob 空間對共識客戶端可見。當Rollups 將數據發佈到blob 中時，共識客戶端會證明他們已經看到了這些數據。

這些數據將在足夠長的時間（1-3 個月）內可用於所有人查看和驗證Rollups 是否確實發布了正確的數據。在此期限之後，共識客戶端將刪除數據，只留下他們的證明。這樣，共識客戶端確保它們不會因為數據膨脹而受到影響。此外，EIP 還提出了簡化驗證這些數據的方法，以便驗證者不需要復雜的設備來挑戰Rollups。

Rollups 幫助降低以太坊L1 上交易的成本，約為原來的12% 至33%。 EIP 4844 帶來的變化預計將把與Rollups 的L1 交易相關的成本降低到當前費用的5%。目標是將以太坊的交易費用降低到低於0.001 美元。

改善驗證者管理

有兩個正在研究階段的解決方案應該很快有助於提高安全性：提議者增強（proposer boost）和視圖合併（view merge）。有關用視圖合併取代提議者增強的討論正在進行中。下面簡要解釋這兩個術語，如果你想深入了解，你可以從這里和這裡開始。提議者增強意味著給予區塊生成者額外的臨時權重，使重組鏈條和替換區塊變得更加困難。

在視圖合併中，驗證者要合併他們對鏈的狀態的視圖（鏈的狀態就是地址和合約餘額等的完整視圖）之後才能對新的區塊進行確認。這有助於防止依賴於驗證者在鏈的狀態方面沒有臨時共識的攻擊。

攻擊以太坊的一種方式是控制大型驗證者。控制驗證者的密鑰被分散在多個設備上，以避免此類威脅，使獲得其權限變得困難。分佈式驗證者技術（DVT）確保驗證者堆棧中沒有單點故障。

可以將其視為節點的多重簽名。驗證者可以將其私鑰分散在多台計算機上。這實現了兩個關鍵目標。首先，攻擊者現在必須入侵多台計算機才能獲得訪問驗證者私鑰的權限。如果Ronin 使用了DVT，攻擊者可能需要更大的努力來獲取控制橋接資金（價值6 億美元以上）的私鑰。其次，其中一台系統發生硬件故障不會影響驗證者的節點。這樣可以避免由於停機時間而導致的懲罰。

除了控制密鑰，攻擊者還可以確定下一個驗證者，並嘗試用拒絕服務攻擊（DoS）來發送大量請求。秘密領導者選舉（SSLE）只允許被選中的驗證者知道他們已經被選中生產區塊。這確保攻擊者不知道誰將產生下一個區塊。

除了區塊獎勵，最大可提取價值（MEV）對於以太坊的驗證者或區塊生成者來說是重要的收入來源之一。他們通常通過重新排列交易（並引入自己的交易）來從中獲利。

以太坊提出通過引入提議者- 構建者分離（PBS）來更公平地將這些價值分配給驗證者。目前，同一個驗證者創建並廣播區塊。提議者（或構建者）和廣播者（或提議者）通過PBS 分離。後者可以從區塊構建者的市場中選擇一個區塊。

更簡單的交易和輕量級節點

在為客戶設計用戶體驗時，公司會對點擊次數進行優化。這部分有兩個原因：

• 點擊次數越少，用戶的認知負荷越低。

• 更多的點擊意味著更多的時間。當爭奪用戶的時間和注意力時，你最好確保他們沉迷於你的應用。如果一個任務執行時間過長，而其他人在你之前減少了執行時間，你可能會失去用戶。

雖然幾乎所有Web2 公司都是如此，但加密貨幣在實現用戶體驗優化方面還有很長的路要走。如果我們希望用戶使用我們的應用程序，是因為它們本身優秀，而不是僅僅因為去中心化的原因，我們還有很多工作要做。

事實上，我們已經有一些創新者使用我們的產品。向他們推銷區塊鏈技術的基本原理將無法幫助我們實現「大規模採用」。 DApp 必須與傳統應用程序並肩，以吸引大眾。這意味著像以太坊這樣的協議需要在用戶體驗方面做出幾個改變。本文將通過賬戶抽象和改進節點基礎設施的形式來討論交易和賬戶。這樣，普通用戶就可以親身體驗運行節點的感覺，而無需依賴任何集中化的機構來驗證是否收到了他們的資金。

賬戶抽象

改善用戶體驗的最重要的即將推出的升級是賬戶抽象。我們在這篇文章中已經闡述了它的理由。簡單回顧一下，EIP 4337（或使用Alt Mempool 進行賬戶抽象）於2023 年3 月部署到主網，是賬戶抽象的第一步。

它在不改變現有協議的情況下引入了賬戶抽象的元素。可以將4337 視為一種新的層，通過這個層，現有的錢包可以充當智能合約，而不僅僅是地址。它引入了一種特殊的交易類型，稱為用戶操作（user operation），用於與智能合約進行交互。

這些用戶操作被保存在一個單獨的內存池中。打包者或區塊構建者將這些交易打包並提交到網絡中。但這意味著什麼，或者將實現什麼？ B1C0nomy 在這裡對短期無gas 交易、社交登錄、批量交易、以太坊以外的代幣支付gas 等探索了其中的可能性。

我們在過去已經討論過它的工作原理，所以我們將把它作為對AA 採用的複習。截至6 月份，已有超過20,000 個錢包通過啟用AA 功能進行交互。很有可能這個標準將完全驅動下一波遊戲、媒體和Web3 社交應用的出現。如果你想親自嘗試，我們建議下載Vybe 錢包。

更好的節點基礎設施

你是否運行以太坊的節點？很可能不是。它需要顯著的設備，具有相當高的內存、存儲、CPU 和技術知識。為了幫助去中心化節點，我們的目標應該是達到一個硬件要求不會妨礙對運行節點感興趣的人的地步。我們如何實現這一目標呢？以太坊定義了一種稱為「無狀態性」的概念。它不會消除對節點的需求，但會改變它們處理數據的方式。

要理解這個概念，首先我們需要了解什麼是弱狀態和強狀態。弱狀態是指只有塊提議者才有存儲完整狀態的責任，而其他節點在驗證塊時不存儲任何數據。強狀態是指狀態數據不存儲在塊中。但是，難道我們不需要狀態數據來確認塊的有效性嗎？事實上，有一種稱為「證人」的東西。

在了解證人的工作原理之前，讓我們簡要回顧一下驗證塊的過程。使用塊中的狀態數據，節點計算狀態根（通過將交易哈希在一起直到找到一個單一的哈希）。當計算出的根與塊中提供的根相同時，塊就得到了驗證。

證人包含計算根哈希所需的狀態數據片段。有了這個證人，節點可以驗證塊生成者是否正確執行了交易並更新了狀態。

好的，現在我們明白了我們需要證人數據來替換塊中的狀態數據，以便節點可以判斷所提議的塊是否有效。但這也意味著證人數據需要快速傳播到所有節點。如果這些數據的大小較大，只有帶寬連接較高的節點才能驗證塊。這就是中心化的問題所在。

目前，以太坊使用默克爾樹來查找塊的狀態根。問題在於從默克爾樹獲取的證人數據龐大，無法支持無狀態客戶端。作為邁向強狀態無狀態性的一步，我們有了稱為Verkle 樹的東西。與默克爾樹相比，它們的大小僅為其1/23，並且可以提供證人數據，可以快速傳播到整個網絡。

Verkle 樹目前正在測試網上運行。在下一個階段，當客戶端更新以支持它們時，它們將在私有和公共客戶端上運行。通過更快的傳播和較少的存儲需求，我們可能會看到低成本的節點提供商湧入市場。 （如果你在構建這樣的提供商，請告訴我們）。

所有這些變化都在同時進行。當它們投入實際應用時，有些可能會發展成其他形式。我們對路線圖的演進沒有明確的觀點。但目前可以肯定的是，當前的價格可能不反映以太坊團隊的智力密度。當然，可能會有其他L1（或L2），但要復制這些開發人員以這種速度發布的貢獻者網絡可能會很困難。

我們可能會在今年年底看到Cancun-Deneb 升級帶來的技術變化。我們不會深入探討每一個細節，但對於技術傾向的人來說，這裡有一個快速概述。請注意- 涉及到大量的行話。

• EIP 1153- 通過引入新的操作碼與瞬態存儲進行交互。瞬態存儲只是在一次交易中創建和銷毀的臨時存儲。由於此存儲不需要磁盤訪問，其gas 消耗要低得多。

• EIP 4788- 雖然這還在進行中，但旨在使智能合約能夠從EVM 內部訪問信標根。好吧，我知道這聽起來毫無意義。目前，智能合約通過不同的預言機訪問信標鏈的狀態。通過這個EIP，智能合約可以在不依賴預言機的情況下讀取信標鏈的狀態，使智能合約更加不可信。

• EIP 5656- 引入了一個稱為MCOPY 的新指令，允許智能合約將數據從一個地方復製到另一個地方。目前使用的兩個指令MLOAD 和MSTORE 的gas 消耗更大。

EIP 6780- 限制了SELFDESTRUCT 指令的使用。

它目前的用途是銷毀一個智能合約並將其ETH 轉移到指定的地址。它是對2016 年DAO 黑客事件的回應。但是智能合約很少使用它。為了使合約更可預測，6780 限制了該指令僅適用於兩種情況- 使用它來檢索資金的應用程序將繼續工作，以及在同一交易中使用SELFDESTRUCT 創建合約的應用程序將繼續工作。

上述的EIP 4788 和4844 也適用於共識層。

• EIP 7044- 簽名自願驗證者退出（驗證者解鎖其在股權合約中的ETH）僅在兩個網絡升級中有效。該EIP 建議使簽名自願退出變得永久有效。這將簡化股權投資體驗，改善整體股權投資體驗。

• EIP 7045- 將證明可以包含到下一個紀元的最後一個時隙。讓我們解釋一下。驗證者發出的消息稱他們已經看到一個區塊。一個紀元是一個由32 個時隙組成的時間段，每個時隙持續12 秒。以太坊每個紀元重新洗牌驗證者委員會。前面提到的證明僅在某些時隙上有效。這個EIP 增加了證明有效的時隙數量，從而提高了以太坊的安全性。

接下來是什麼

我們一直在內部辯論協議經濟學的問題。人們常常提出一個古老的論點，即SMTP、HTTPS 和RSS 在不需要用戶支付高昂費用的情況下改變了世界。以太坊是否可以有類似的變化？我們正在考慮下一篇文章的答案，但現在可以肯定的是，以太坊是一個知識黑洞，吸引了我們這個時代一些最聰明的人，並實現了我們幾年前無法想像的應用場景。

這些應用程序還處於起步階段，就像在寬帶普及之前的Netflix 一樣。我們看到的EIP 形式的協議變化需要大規模協調開發代碼和部署代碼，確保不會出現故障。我們看著價格圖表，常常會認為沒有什麼事情在發生。但如果這篇文章有什麼要傳達的，那就是一個分佈式開發者團隊正在做大量的工作，這往往被人們視為理所當然。

在十年前，進入Linux 的IRC 服務器並尋求幫助下載不同的操作系統是一種有趣的經歷。 20 世紀90 年代的開發者為這些系統做出了貢獻。我們不再像以前一樣興奮地討論Linux 發行版的變化，因為它們中的許多是穩定的，並在各種設備上使用。以太坊也可能會有一個類似的時刻。用戶可能會認為協議一直在不斷發展，並且他們無需擔心任何事情。但那是最終狀態。我們還沒有到那裡。

我們的行業中的鏈經常出現故障。有些鏈的重組頻率甚至和一個年輕的職場人士的焦慮發作頻率一樣頻繁。還有很多工作要做。

在我們達到那個階段之前，現在是時候構建了。