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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#
   2 \7 V8 s0 Q* ]. U0 s

" V" }) R0 N+ \7 M 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
9 V/ T* ]  {: n; W# U% X* g& H3 M6 F* ~0 H8 a
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; f1 J' H5 L0 D+ r& P. q  |' G
, ]' V% {6 g# J, j- l3 Q
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。" }* M% C( s% O8 V
' l) a8 j/ E4 q
  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$ I# ]$ _8 S) R4 o. L) P2 {2 }

& r0 o$ p2 F7 e, j: e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) Z0 ^2 V+ T9 u% P9 k: b
. W) D6 S0 I  V! O: g* ^
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。& H; y/ n; S% i+ p' v% u2 c: F
1 ^6 i, ]4 D' L4 i6 i7 O
  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。& W2 d* ?' X. r/ H: d
( I6 _: O/ S8 i9 O' M
  比特币协议最令人赞叹之处在于其优雅的简洁性:
1 F& P9 T6 m8 ?4 d& p- {- H! Y: S0 c% t& U9 O# Z0 k- W" X
$ R5 p6 v* @/ a- _: x
  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。% h9 R4 F( z* _8 e9 b" y
7 X- e% z8 w" O, C( X
  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。! o; n5 z- \6 {( T, l' B8 \% G
4 r3 U* d' w" K9 E
  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。
8 R4 o$ Y" P* |3 A
/ [8 m( T. X* U: M  ^4 K% V4 ^  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。
$ U8 i, b; {, h/ R9 A# Y
9 Q) _4 O! l! v1 W- C# z, b  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:
3 z) d) x7 @4 P& [2 F# o$ @1 L( S' U% 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。
! c5 ~0 B) h; _6 `7 v  ~3 n
4 y7 `! n* t7 r$ x  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。
+ R* ?3 J; E' T7 I5 g) s  x1 g0 r% z9 {. n# F, g* t
  3. 减少维护负担:降低长期协议维护的成本。* Z+ h- a. b0 Y- Z! j  [
9 o; c( c1 T4 ]) v# Y7 o  U
  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。
- l% r! ^& A; ]3 u9 |
. r' v) {/ }; D) M6 ~9 w1 u: z  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。
1 Z0 L$ p8 C- r9 p( ]+ o% Y, c
/ e' M9 y3 R" j! C/ |  N, f1 l  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。+ `9 i4 t, S. b

/ B: Z4 K7 E2 g) u- Y: A* L8 T本文将探讨五年后的以太坊如何接近比特币的简单性。! h$ Q  q+ j& z# Z: @# S

9 w7 g0 Q" x6 ~  简化共识层1 L. v6 L! j/ M2 \2 p3 S4 f

3 V8 w) N5 b% {& z6 v
! D2 N$ ]* l8 f3 t$ M8 s6 W$ {" i+ `/ ]
  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。: c! E# g- |! U2 t- ?) `* S

5 W& i  p4 T$ `6 j% ^  e相比现有信标链,新设计显著简化:
+ p+ K7 {: y; U: X! {
1 s# d* h; G4 D; E$ K  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
* K7 N* e2 J% H4 G( x1 D9 V3 g' A9 v, P3 j' [
约 200 行代码,且相比 Gasper,安全性接近最优。' n" Q. y/ ^& |' X
& }. o5 F5 _1 t8 K( l" K
  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。. Y  S2 N6 z: n% ]. `
3 ]0 i2 I3 d* Z6 c' e& I. P7 m
  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,
. v) @( L, M  k3 V! `& z! M
/ Q7 F& n6 q. Q7 g3 M: \, h% t系统性风险较低。# B& `2 F, H; Y1 E: p
# k. g9 q' ^% o& [- Q# H) d
  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。- q! D3 K( e) P. j$ ?& v4 L
4 J2 v1 w" F4 r& l  A# P
  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)。5 F) p4 N: E4 {# h& Z# d
0 h' Z. J' r. z, p( V  d
  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。8 c- e. i- Z- p! B. Z9 }! T  [: M
; U; z4 m" d* u0 R
  简化执行层4 j: c  @% a( ^7 \2 U6 U7 J
0 b( s2 n  p$ o( ?. |, k& O+ z  D6 T/ ]
  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
1 m7 }; m) s5 l9 L1 q; x$ l. S) F  ?# i5 S& I$ T
(precompiles)为单一用例优化却鲜被使用。! k$ e" Y  n/ ~* a8 X& Q

. z' I5 N! T" F) L5 e& |  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
: c, X, m9 I0 O/ \$ l* L
+ g, O$ P( c% @$ u- N5 f示出类似挑战。+ s6 o8 P0 u' l4 a- n7 i
. c1 W. L  i4 a! ]- l
  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# F7 z) R+ o1 q9 g# S; `

. p* @! O% L2 z2 g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/ U( K. m+ L9 f- k4 U1 L

$ y" C: q2 t! B  c  ~以太坊 ZK 证明器使用的另一种虚拟机。这将带来:
8 g% j" {7 q; k& A7 F, A
( {1 ~3 l9 Z: ^9 S" q  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。
2 w  M! r+ V% V6 H  Y( K2 I3 U1 N9 O, O  L7 L- @
  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。
8 E. g- Q  W" q) u, j1 N: P* _; X& M' }2 w+ P& K5 T
  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。2 W0 D0 _7 t" b& y6 d2 O
2 G) Q) c8 e  |
  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。
. r) u" s4 j! M6 s: ?; V
; K# e1 [$ l! d. b) M  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 k& s# f: F2 c- w3 D( G
$ m* J$ g3 U1 `  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、
+ m( s4 d7 v1 u+ l- z' m
& V* w. K) j; ^# e5 q* K支持 DUP/SWAP17–32)来缓解这一问题。( ]/ k+ a. p( C
1 E2 s- S3 J  z$ A
  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?- `) c% }* ~. G' i
6 j5 Y3 ], `) K8 T! G) L
  虚拟机过渡的向后兼容策略: w; M; v# ~) f+ v, O( o8 S

8 V% m: J2 {3 ?  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。
+ u+ u$ H  t& m6 l& F9 z2 Q% y
$ O8 x9 @& \3 W" ?- S0 J/ r  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。
) N8 u5 y; ?5 k* a$ g" K0 S
  b& x8 y* n5 u7 }8 z5 o
2 ~$ x% q( R) p% @( C1 M. ?( ]4 W  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。
0 R1 Z5 y+ y) `6 V3 U7 g3 N+ ?
7 L. u1 m+ ~! G  k& k3 ~9 q  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
; ]3 C( j: U7 X7 @) q1 F: G3 a- B5 y$ t8 A) X3 Z! E
形式化证明器可完全忽略橙色区域。
; N, J6 S0 i! f( L# l- D. y
$ @; k( l' A! w  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* l8 E' ?& @! v) J; w% }
0 j  ~8 i0 z! ^. D$ c0 S# G
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。
; ~( I0 X8 h7 ?  X' |( _
: l8 ~1 t. O% E) S$ l6 g: {  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! \. e' d: E4 P7 d: Z
% M# |( G& S- Q0 B5 ~
域的代码复杂性远比绿色区域的复杂性危害小。, K) ~& ]* s, h$ P% @$ j

" r: N  K' P6 f* m9 k  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。
5 V4 L2 s) |! ^) }% r6 A% D5 W
+ l5 k; G4 N0 y3 D! j  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。
5 e4 U2 O) b/ K* R  v0 o7 `4 r% Q) [1 \
  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。
6 i0 q- K" M0 C& A: T8 m( c5 Q! x  L" ?. Z  R- Z4 Y
  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
6 ?8 ?& `; ^, W- i# f3 V2 D6 a) Y7 \
(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。
) Q  v9 b5 g( R% v1 X) d9 T
$ s- \* f! ~* v6 X& K$ e  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。1 O. J' L! ]0 O
% v; ], C) d1 m8 l0 Z/ N
, d! ~3 u. v" j. f! D  o
  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。! P0 u+ @2 l9 R1 |. q) g# n: @* V
- u% W* S6 I, ]6 N# y  n
  通过共享协议组件简化
% e+ P4 x' A0 p5 r
# E3 p2 t9 P) \7 O/ 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9 Q8 k! g- H5 t0 B2 \& p

( G/ d) A. D& z2 K- 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。
8 t& d* X+ P; |& k" n
/ D0 S/ v7 p/ k) [8 Q) J  统一纠删码
0 ~7 R7 t, H1 {0 c, G+ n. b5 Q# h, R; T5 o8 u: T/ Z
) V* T5 g& j# y( D# u' p
  我们在三个场景中需要纠删码:! k+ g" ]0 e' Q+ g9 X$ D+ K
4 I, W8 f2 S' t! |+ `7 ^! v9 x
  1. 数据可用性采样:客户端验证区块已发布。
$ v, N7 `8 Z' i4 W. w- [6 |1 z! _/ T0 g( r7 |! k
  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。, E8 X! _( O4 K8 Q, Q# V$ |5 G9 R" |5 k
& J: z! I8 Y* L1 o) P& O6 j
  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。
" {. |9 S- T$ I& M8 B
; K: n) j# {( x& Z3 u# v/ s/ W5 V4 D  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:4 h7 F* f+ N0 e  \# o% g& G

9 r$ W9 i$ g/ x  P- n4 A3 \$ A$ `  ^  1. 最小化代码量:减少总代码行数。8 e* x3 u1 y) M' g/ C0 H1 ~
* i6 A9 E9 O! w! f- S
  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。8 p, I2 y- L# c3 s

% b" P: [1 s" S% H  3. 确保可验证性:所有场景的片段均可根据根验证。
( j% Q( z* s& c2 b  T
+ H# y% }$ l% A( Y- b  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。' E! e/ a9 {. u. y! ^( p, @: [
8 g! y0 r- q) H. @/ t$ s+ r8 r
  统一序列化格式
  t9 ]9 e% i4 F# O: K7 D0 t6 ?+ }2 S' Q6 R& Z+ ^9 m9 {/ Y

# P" s* @1 V8 E9 f2 g# L  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
8 n+ N6 V/ f+ ^/ o1 m9 S
2 D/ Y. M. ]: Q2 [! \8 E3 Z度将因以下原因进一步提高:
8 ]: m. Y1 i) x! x: V* S
0 v5 X* @3 C- ~  1. 完全账户抽象(EIP-7701):交易完整内容对虚拟机可见。
# Z. `% l' {* X( `9 @* }' Z) q
3 N- y- f. X6 g0 y2 O9 ^3 E  2. 更高的 Gas 限制:执行层数据需放入数据块(blobs)。
: k: Y+ X+ @* k2 N
; i0 D9 w3 S. J4 @2 r6 T# W  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。% C- S: a2 I# _! u: M: I

" a6 c( R! o: [1 ?  我提议使用 SSZ,因为 SSZ:
7 k' k( T* V% s4 ]4 a$ `" \/ ]. e, x
  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)。
6 X0 i; W# c0 ], ?# m
' t  k. S# i* \8 c  2. 已在共识层广泛使用。, y& `) g! q  J  A3 O% ~

  d: P9 c0 c  u, P( y* |( A  3. 与现有 ABI 高度相似:工具适配相对简单。0 F7 r: ?1 k* f0 ?+ z
/ o* n/ O6 M  x& Z4 D
  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。
0 h6 D/ R) f- f) e/ _7 h$ ~( x3 I( X8 x3 b0 J+ t
  统一树结构1 B4 `% H5 z$ w7 @! s

/ z+ ~, ^/ L/ r9 ]  ]
( J0 S; i4 Z9 Z. 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
; k/ V! ~- z. B: G. C* H+ s* }5 T$ l( P2 `# f' G6 f% f
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。
9 M. B* h0 a; ^& y. D; B7 ~7 d9 G4 p( w3 }1 M3 [0 ?
  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。0 f( m6 w+ l8 F, w  \

4 l6 y6 }, M  E7 F, j; @- q. m3 V" O  从现在到未来' k# C/ ~" F* z1 L2 t* H9 i

( V: h5 C& i# A% A8 Y: v( t7 O  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
  u, V7 c5 ]5 ^/ f$ h6 i# N
& w. r* }2 I5 Z0 h  ?. b3 Z3 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。! d" b0 |. c# m0 [0 {) }% I

# e0 E; i' F. X; t# |1 N  }% _" T7 g. C  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% j: l1 b% `& l6 u" O7 ]9 ~
/ L1 o/ N( K9 ~3 |) v
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。/ O, X" ]! l1 H* J2 D& S
$ N  M$ @# q7 s7 x5 z+ U

0 F6 k- @) J! b6 m& d' |" K) Q2 `  y6 I; v* ]- c' Z* Y2 M
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
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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