Vitalik 的合併後以太坊藍圖 (2):目標達成 10 萬 TPS、重拾 Plasma 鏈外擴展、統合 L2 生態系
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隨著以太坊成功完成了備受矚目的合併升級,社群正將目光轉向區塊鏈未來的發展藍圖。以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 在最新文章中,深入探討了以太坊的未來規模擴展策略,特別是其稱為「激增」的階段(The Surge)。這篇文章探討了該階段的目標、挑戰以及已取得的進展,並對未來的技術革新進行了展望。
(Vitalik 的合併後以太坊藍圖 (1) :考慮修改共識提高最終確認速度)
以太坊擴展藍圖:從分片到二層解決方案
自以太坊成立以來,其規模擴展路線圖一直包含兩條主要策略。早期的重點是「分片技術」(sharding),即讓每個節點只需驗證和儲存區塊鏈中的一小部分交易,而不是整個區塊鏈的所有交易。後來,二層協議 (Layer 2) 的概念逐漸興起,這些協議建立在以太坊之上,將大部分數據和計算移到主鏈之外,藉此提升效率。隨著技術的進步,這兩條路徑最終融合,形成了以太坊當前以「Rollup」技術為核心的擴展策略。
激增:以 Rollup 為核心的擴展階段
「激增」是以太坊當前擴展階段的重要里程碑,其核心理念是讓以太坊的第一層 (L1) 專注於成為穩定且去中心化的基礎層,而讓第二層 (L2) 負責擴展生態系統的能力。Buterin 形容這種分工就像法律體系 (L1) 一樣,其主要職能是維護秩序,而企業家 (L2) 則可在此基礎上進行創新。
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在 2023 年,「激增」階段取得了顯著進展,包括實施 EIP-4844 blobs 增加 L1 的數據頻寬,以及多個 Rollup 協議進入首個部署階段。以 Rollup 為核心的擴展策略旨在透過不同的 L2 協議實現分片效果,每個 L2 區塊鏈 (或分片) 擁有自己的內部規則與邏輯。
以太坊正在挑戰可擴展性三難困境
Vitalik 提到了 2017 年首次提出的「可擴展性三難困境」,即在去中心化、可擴展性和安全性之間存在矛盾。在這種情況下,一個系統通常只能優化其中的兩個屬性。為了突破這個困境,Buterin 強調了數據可用性抽樣 (Data Availability Sampling) 和 SNARKs 等技術的關鍵作用,這些技術允許節點在只下載少量數據的情況下,驗證大規模的數據可用性和計算步驟。
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核心目標:實現 100,000+ TPS 並保持去中心化
在「激增」階段,以太坊的主要目標是提升至每秒處理超過 100,000 筆交易 (TPS),並確保以太坊保持去中心化和穩定性。同時,部分 L2 解決方案將完全繼承以太坊的核心屬性,例如去信任性、開放性和抗審查性。此外,Vitalik 還強調了 L2 之間最大化互操作性的必要性,讓整個以太坊生態系統看起來像一個統一的整體,而不是許多不同的區塊鏈。
數據可用性抽樣的進展:PeerDAS 的推出
2024 年,以太坊推出了一項名為 PeerDAS 的技術,這是「激增」階段的重要進展之一。PeerDAS 旨在增加以太坊的數據頻寬,並保持去中心化。這項技術通過讓每個節點只需下載和驗證小部分數據,來提升整體數據可用性。隨著這項技術的逐步實施,以太坊的交易處理能力將達到約 58,000 TPS。
數據壓縮:進一步提升效率
除了增加數據頻寬之外,以太坊還在探索數據壓縮技術,這將減少每筆交易所佔用的數據空間。例如,Vitalik 提到可以將以太坊地址替換為較短的指標 (pointers),並使用簽名聚合技術來減少交易數據量。這些技術的結合有望進一步提升以太坊的可擴展性。
通用 Plasma 技術:推動鏈外擴展
Vitalik 也重新審視了 Plasma 技術,這是一種區塊鏈鏈外擴展解決方案。與 Rollup 不同,Plasma 將數據儲存在鏈外,並使用 Merkle 證明驗證交易。雖然早期的 Plasma 方案僅限於簡單的支付應用,但隨著 SNARK 技術的整合,Plasma 現在變得更具通用性,可以處理更廣泛的資產和應用。
L2 證明系統的成熟:邁向完全去信任的解決方案
當前,大多數 Rollup 協議還不是真正的去信任系統,往往依賴於安全委員會來防止惡意交易。Vitalik 指出,未來的目標是完全依賴加密證明系統,如 ZK-SNARKs,從而消除對第三方干預的依賴,達到真正的去信任狀態。
L2 間互操作性:打造統一的以太坊生態系統
Vitalik 強調,L2 協議之間的互操作性是未來需要解決的重大挑戰。當前,將資產從 L1 轉移到 L2 或 L2 之間往往需要信任中心化的橋樑,這破壞了以太坊去中心化的理念。未來,Vitalik 提出了多種改善互操作性的方案,如鏈特定地址 (Chain-specific addresses) 和輕客戶端技術 (Light clients),這些技術將簡化跨鏈操作,並提升整體用戶體驗。
L1 執行能力的擴展:為未來保留彈性
儘管 L2 的成功是以太坊未來的關鍵,但擴展 L1 的執行能力仍然至關重要。Vitalik 指出,如果 L2 出現故障,用戶仍需要透過 L1 撤回資產。因此,L1 需要保持足夠的能力來應對這些潛在的緊急情況。此外,提升 L1 的效能將增強整個以太坊生態系統的安全性和穩定性。
隨著以太坊「激增」階段的推進,該生態系統正在穩步邁向大規模的擴展。Vitalik 詳細闡述了未來技術發展的路徑,並強調會在確保去中心化和安全性的前提下,實現每秒數十萬筆交易處理的目標。雖然挑戰依然存在,但也顯示著以太坊社群正不斷朝著這一宏大目標邁進。
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