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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#
   # K0 s" T% R2 e9 J

1 f% k4 P! u; w, r$ [& B 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
: k9 f$ L& n6 O) R3 h" A! g: g; Y6 k* I/ S  X
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- s( H6 s, K$ B

& Z: [2 N+ f2 }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 G- y# Q" s, h& u6 e& K: C5 Y0 C( O2 Q4 b
  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5 e0 \! i0 Y+ L* S3 F0 M* K. R: _

6 _" t$ Z3 n4 K, s: d' L% w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# ~# c: n* S) `! D# `7 k) z0 R

3 c& O- V; ~  A$ P" R2 @5 ]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。
6 k; N+ e7 ?& I8 c
. ^+ X7 G* X. I0 G' m0 \3 Y9 K5 c  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。, i- ^9 i" l: ~% |
# M5 s' R& f% A9 l
  比特币协议最令人赞叹之处在于其优雅的简洁性:
, P7 R4 F$ k% [7 P2 }/ Y& {; \8 i6 O2 `# x% o& x

. C, P- Z. O+ m. J7 Y& c( W  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。
) \, z1 Y4 \6 n  W
% }3 U' B, F2 R0 v0 Z6 \! Z/ N3 o  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。
+ T+ M3 s! f% c: T
" p: Y' z. B7 }9 P7 ]: R" K  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。
: y- i7 q) |# z
7 d3 r! J/ ^( A, r  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。/ a7 U6 c: I0 O$ J, V; Z: r
$ x) u5 s6 h. U& Q2 w6 V/ \* X
  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:. {  z  L: N/ Y( I
9 T+ e# h; P4 w3 p2 N4 H4 T: p
  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。
) i2 `% T4 v8 w4 L! e! p: ^1 Y4 t8 u# y2 R* d6 E9 u
  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。9 W& [0 @9 @/ V9 [

: |5 `$ A* f& F8 N- W; q  3. 减少维护负担:降低长期协议维护的成本。
7 h6 a% ^/ |+ z9 T, U# }' V/ ]
( n4 X3 f4 n, K: h( M  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。
: s5 _+ ?. i' H+ Y
) C: l) U! z9 X& H# m' r  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。
8 @5 D& V4 d5 r  }3 _& c7 T1 ]- ?
! B6 f. I& @  f' 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。. @- f( E# d& g$ U0 ~

" G1 u9 \) w8 t本文将探讨五年后的以太坊如何接近比特币的简单性。
, d4 |! U# |, n! V4 X5 ^1 E: b- }3 i$ m) p
  简化共识层
6 n' T( L6 t4 ]/ W  n( t) d+ }3 z# F& B* n
4 k, |2 }  r) {# P, _. C. m4 V# C+ [

# M; b! z) @3 F3 d5 r0 S: A% m! h' v  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。
9 ]/ p, z. g9 L. S' ]# y6 _' N/ ]( g( `/ H  M# B
相比现有信标链,新设计显著简化:9 b0 W" G& W% J( h% I' r1 I! I
) n3 r- O$ {" m1 ?: V5 i9 }6 b6 {
  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3 q' Y5 {) }5 F

. z2 j& G8 |& q约 200 行代码,且相比 Gasper,安全性接近最优。$ H9 o+ g" L) L% r
  \7 A, L1 F4 F! ?8 i: P3 I& h7 J
  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。6 U6 I% Y1 B/ q" y
" ^, U6 ^0 V5 a
  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,2 b0 m, z8 X, f0 H/ L# g% J, }

" p" i+ a2 n( ?* b4 t/ o8 ]系统性风险较低。
" ~2 A2 h. C7 U6 M1 z
2 h$ f$ L" _" O0 P9 _2 W& h$ e  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。
7 ]9 Q* A% T6 A" u& j( f: Z0 z5 A5 w/ E" M$ n
  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)。
( E/ q7 w- H2 t9 U; D4 S  s& c( t* @4 x! I* |( S
  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。
( d% Z" M0 f- @. S% x) e2 d4 h- t
$ y4 Y+ j# a! N9 N1 e+ @  简化执行层" H( i& R2 r% `6 p' y7 p6 K

! S4 q( A, X- X: p4 T+ R- a  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
8 v! p1 A' a# i- `7 A+ g1 M+ m) ]& S9 v0 i; h
(precompiles)为单一用例优化却鲜被使用。
- `5 i* ^6 B1 l6 @3 c$ l; ^' b
9 Z, L( O& f  v  \* P5 f  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
9 z/ M: Y" I4 J- x  ?* P
- p6 {  U7 C1 l0 x0 Y. T示出类似挑战。
$ b+ l  U; M3 L& A+ K" R+ [  I- [, R! 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
3 a! i% @0 q8 u* g5 O
, u: U5 b( {: q* p2 D, a" Q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
4 x. u% w+ V6 O# ~
  @% n) a2 H3 b2 h" r* g8 {以太坊 ZK 证明器使用的另一种虚拟机。这将带来:: b  i# t% Q: d5 K' Z3 E; ]
  N5 R& i5 N0 ?; N  [
  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。
# k7 u5 e+ Y+ s5 }
) g+ i  l. B7 F  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。
6 g8 \$ `) `6 a% `9 a7 j7 N% k! 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。4 M8 m, x# f/ g+ E: m2 N2 r

/ {( g1 n; g0 c& ?! X7 _' X  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。% u* L9 [7 `" P+ P- B3 }$ ^
, J; ~3 e  `8 z- F: C4 P
  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)。
$ b' w6 p/ {& u6 g( M2 _& v# P) \5 Q6 A4 M) Y' \' [/ o
  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、' D) q, M( \& [8 i
3 h% [. C+ W1 m3 |
支持 DUP/SWAP17–32)来缓解这一问题。
' f# L, D7 r% v7 g" V2 U* [5 Y/ A8 Z- c& |$ G) \
  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?4 U  [% E) ~7 f
# v3 v. F" U, J' T- w  P8 H
  虚拟机过渡的向后兼容策略
0 J$ e! Q( \) Z; H0 H2 C2 N3 }# T' {2 O
  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。
5 Y1 H, T. R8 e! C: t
7 @7 j" I7 Y" K0 O2 y1 D  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。! ?3 e2 `) Z+ T* g$ i, Z  N& J9 i
! m; j, F% ?3 f8 e. V

# t0 _$ N6 t" O  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。
& _7 Y* I( D, Q- l& F% A$ Z/ Q
# l1 |5 k& O& a$ w2 Y  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" {2 i) ]4 @- C) T; u- V" g. _5 t
9 m0 e6 {. s) l9 H, V
形式化证明器可完全忽略橙色区域。
. n4 w+ t6 a/ X5 {$ x- S& f2 ]2 o4 w5 A, S) P3 X0 G' c
  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
; a* @) S) c. y. ^: L" _  w
  e  }) G( K; ~; M  F1 c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。# R# @/ i1 d& d$ ^0 f

- L; c2 q/ k( a. w. t  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# V) s; t  f5 E1 K
2 U& m4 r. I/ |! h! w0 L$ z
域的代码复杂性远比绿色区域的复杂性危害小。
0 Y+ w# |2 w; P  E/ ]% E: N& `. K7 L2 M# q
  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。
% f& Q+ y" d! ~1 G- R) S# [$ E: J
( I! w! z/ J! e& E+ Q& \3 L& e  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。. M6 H4 P7 Z5 m1 c- S7 o

. p( p. v7 D4 z% T  q3 L5 G: Q  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。
% z4 q1 ]7 p- }9 k" m: I: [
4 W, O. `9 l  a4 C% v; U  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" E' J4 \: ~4 P% v4 b/ y8 J  y
7 A/ t9 p" @8 A+ H% C2 p/ @
(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。/ F3 t" u/ l$ |" m* _, O
% E# j" k; |4 N% G/ _( L4 t9 ~3 C' v
  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。& e6 ^2 i8 v$ q8 ~' F) C
2 y: p1 @: g# I% D7 R9 [% y

, T2 L4 ?+ |. z7 H( Z: u& f  r  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。
9 x5 I; s' i, {+ l- L9 X* \
7 Z9 I% j* G# O2 u  通过共享协议组件简化
7 g$ w% r7 I0 c& E; K' _
' u6 }: o- v9 z& C; m4 C  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 ]6 e% z( e$ f" L) a, _

7 ~& I' Y- U6 h* e  `, H: a" ?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。0 J5 ?& k7 U, _4 Q$ N9 \0 V
) Q! a% s7 t- q" I& F, W: r! y
  统一纠删码
3 r7 |* b5 f6 K. O
. [8 G+ H. ?# Q& ^; a0 Z% L3 m
( I- u- M) A  O6 M  我们在三个场景中需要纠删码:1 X: O9 Z3 x* ~$ i* P8 t: w
. B2 n7 b) }2 A# _+ x
  1. 数据可用性采样:客户端验证区块已发布。4 {/ s/ w7 }+ W# A& c

9 N& @; l, o7 g" ^4 |  `1 q8 |  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。6 s- J! u& G( Y
& K( _1 Y, x. e6 H: P
  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。$ `6 P8 N" h. B% A; `
5 {5 i) A! b* e* m( B! o( {- Z
  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:
7 q) G' ^7 r" G3 p' u7 k) D$ |+ a" q2 K9 ]! v
  1. 最小化代码量:减少总代码行数。3 y' Y3 l, D: M2 h  k+ G+ O

" D* W, B; v- r  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。
' t2 H3 A, `- g. o
% S5 [, Y* [' n4 g) u' f  3. 确保可验证性:所有场景的片段均可根据根验证。
" y' V0 Q' R8 n, \( P& c9 X
& i" i6 r) j+ R# B  C" Y) m  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。; i$ N6 v6 q. R. e
% k/ x  B3 p. q% h2 s& E4 `
  统一序列化格式  h9 k. Q. V; f+ |
2 p7 W; a' Q/ Q) m1 _
/ s! N+ r6 y" y9 z+ [
  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
) m4 h% T" O3 V/ \; f# [/ M6 W0 L! i- ?* K
度将因以下原因进一步提高:7 K! U6 i- Y( J
# ~" W5 ~+ H9 q: `
  1. 完全账户抽象(EIP-7701):交易完整内容对虚拟机可见。
4 `: ~7 h, S5 R5 i+ V1 x
0 @7 e7 n- g; V5 L  2. 更高的 Gas 限制:执行层数据需放入数据块(blobs)。
$ K8 A7 d. a- G7 K4 z  ^* y# c
# K+ L3 m- K) i( i/ z  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。
$ |1 z& v6 \# M( F3 q) v9 `
0 P% R/ C3 j% x/ h  我提议使用 SSZ,因为 SSZ:
" s. i4 A) H: P+ M0 V- D# g9 w
  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)。5 E2 T( i1 f/ {2 N7 y. t

1 Z' R* d) j5 E; N  2. 已在共识层广泛使用。
5 T0 X2 l! K2 J3 E) a2 S* c1 `) f% p" T* n
  3. 与现有 ABI 高度相似:工具适配相对简单。! U. ]+ m3 y8 a$ Q

9 f3 U2 R" `( Z& M  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。' M+ p! |3 F* W$ F0 |+ H
+ o' H/ _! [' J. c
  统一树结构# z) e2 M' a3 D, L
$ }1 x5 F3 B; z" [3 q3 I4 @

/ L7 d1 d- U; G8 r  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: |1 F; s. V, R5 Y0 J

& i8 }7 e+ R5 X3 l% j4 U; @1 j4 t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。: G0 @2 d- t9 `

; |2 C' I. S% K+ Q8 f( S; B, q  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 u% Y, f9 a/ }' }

4 C2 A: H: {' j. m  从现在到未来7 W: V5 {0 I5 ]" \0 o& N  l& L" a
3 `9 A/ c8 K* J
  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6 r: Z) l8 S5 L2 j& z

$ \3 ]6 j1 X' v3 e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。, j+ {5 [4 J6 o9 H, q) s& g: q
' q' x$ }1 I0 \* x" S8 ?# v6 O
  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
% W8 M" ?* z5 f
  ^; e/ `1 {0 L# `6 h- I4 Y! y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。) M: K2 E1 Z4 C' z& w

, X& y* w, ?/ d
5 }4 o9 f* P, q4 Y
+ f+ ~% x' N" z5 T8 H/ [# m) u
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
avatar
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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