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以太坊路线图——从合并到挥霍

经过 Modern Eremite20m2022/09/08

太長; 讀書

合并是一个巨大的事件，然而，它是以太坊的五个主要升级中的第一个。该项目将多次发展，以变得更快、更高效，并在此过程中留下历史超载。然而，正如 Vitalik 曾经说过的那样，即使在前两次升级之后，以太坊作为一个生态系统也可能会蓬勃发展数十年。让我们将升级的五个阶段分解为易于理解的隐喻部分。

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合并是一个了不起的事件，然而，它是以太坊的五个主要升级中的第一个。让我们探索以太坊路线图，看看未来会怎样。

二分法

这个巨大的坑将经验丰富的投资者，或者至少是那些在加密领域活跃了一个多周期的投资者，以及那些对游戏不熟悉的投资者，对市场的知识和理解区分开来。

问题来了，如何找到理解这两方概念的中间立场？

在加密 Twitter 空间上呆了很长一段时间，我见过无数次使用火箭表情符号。 🚀

此外，毫无疑问， To The Moon是加密货币中的标志性短语，尤其是在牛市期间。令人惊讶的是，这种体验如何改变了我们的感知，即使是像短语这样的小事。新玩家认为这是真的，而老玩家则认为这是寻找退出流动性并获得可观利润的机会。

感知和市场经验的二分法令人震惊。

然而，这两个群体似乎都熟悉火箭表情符号和月亮短语。那么为什么不使用它们来创建一个隐喻呢？

隐喻

由于我们都同意对火箭图标的熟悉，让我们用它来创建一个描述以太坊路径的隐喻。

在经历了过去七年的艰辛和改进之后，火箭必须经历一系列五次重大升级，才能达到*几乎*最终状态。 *几乎*，因为与五个主要升级相比，开发将一直发生，只是速度较慢。

在整个过程中，火箭将多次进化以变得更快、更高效，并在此过程中留下历史超载。然而，正如 Vitalik 曾经说过的那样，即使在前两次升级之后，以太坊作为一个生态系统也可能会蓬勃发展数十年。那么，在整个系列更新之后，以太坊将有什么能力呢？

让我们将升级的五个阶段分解为易于理解的隐喻部分。

合并-> 火箭进化，改变其核心机制
The Surge -> 火箭冲向太空，稳步加速
The Verge -> The Rocket 变得更简单更高效
The Purge -> The Rocket 清除所有历史数据以优化能源使用
The Splurge -> The Rocket 卸下了多余和过时的零件，同时添加了新功能并达到*几乎*最终状态

历史——以太坊的早期

以太坊白皮书于 2013 年 11 月 27 日发布，项目于 2014 年 7 月 22 日进入销售阶段。公开销售持续了 42 天，直到 9 月 2 日，在此期间你可以用 BTC 购买 ETH。

在筹集资金并看到对该项目的最初兴趣之后，以太坊在 2015 年 7 月 30 日下午 03:26:13 UTC 产生的第一个区块，即创世区块，花费了将近一年的艰苦工作。

不久之后，黑天鹅事件发生了……

2016 年 6 月发生的事情将以太坊社区分成两个对立的阵营，纯粹主义者和进步派。该分裂是由于臭名昭著的 DAO Hack 而发生的，当时有超过 360 万个 ETH 被一个恶意行为者耗尽，根据 Laura Shin 的说法，最终找到了该行为者。

如此灾难性的事件不仅意味着投资者资金的潜在损失，而且对以太坊这样一个年轻的项目在早期的生存来说也是巨大的威胁。

在黑客攻击之后，社区通过链上投票决定以太坊应该执行重组并从黑客攻击之前恢复到链状态。该决定意味着被盗资金将在区块链上恢复，就好像什么都没发生一样。

另一方面，纯粹主义者声称这违反了区块链原则的规则，即使考虑到恶意行为者利用了 The DAO 智能合约中的漏洞这一事实。他们声称不应重组链条，应为错误付出代价。这种立场使得无法弥合两组之间的差距，并导致了硬分叉和以太坊经典的创建。

此外，辩论还围绕着区块链技术的基本原理展开，据说区块链技术是不可变的和抗审查的，使讨论变得有点哲学。

经过激烈的辩论，2016 年 7 月 20 日，在第 192,000 个区块时，以太坊硬分叉实施。

从那一刻起，最初的以太坊社区分裂成两个对立的阵营，对以太坊的未来应该有不同的看法。

上述事件和辩论导致了以太坊经典（ETC）的创建，坚持 PoW 共识机制和以太坊（ETH），旨在成为最强大的 PoS 区块链和加密行业的支柱。

合并后可能会发生类似的分道扬镳，以太坊将过渡到 PoS 共识机制，而 PoW 机制的骨干——矿工——将失业。但是，这是另一篇文章的考虑因素，因为有多种情况在起作用，为了获得不偏不倚的观点，至少应讨论其中的几个。

进化——以太坊改进建议

你可能听说过以太坊历史上的各种 EIP。但是 EIP 是从什么开始的呢？

EIP 代表以太坊改进提案——简而言之，以太坊区块链的升级。虽然一些 EIP 不那么重要，但仍有一些 EIP 成为了以太坊生态系统的游戏规则改变者。让我们深入研究其中的一些。

过去的 EIP：

EIP-721 – 不可替代代币 (NFT) 的标准接口，也称为契约。换句话说，EIP-721 将 NFT 技术引入了以太坊区块链，区分了三个主要用例：

有形财产——房屋、独特的艺术品
虚拟收藏品——独特的小猫图片、收藏卡片
“负值”资产——贷款、负担和其他责任

虽然你们中的大多数人可能会将 NFT 与个人资料图片和 CryptoPunks 联系起来，但不可替代代币的技术远远超出我们任何人的想象，因为我们才刚刚开始了解什么是可能的。

如果你想了解更多关于 NFT 和元界的概念，我强烈建议你看看下面的文章，我将根据 NFT 空间的图标和主导思想 - 朋克讨论 NFT 和元界的未来愿景6529。

根据 Punk6529 的 NFT 和元界的未来

EIP-1559 - 又名London Fork - 有史以来最受炒作的 EIP 之一。 EIP-1559 通过引入固定的每块网络费用来改变 Ether (ETH) 的长期价值，这意味着 Ether 开始以块为单位被烧毁。作为区块链使用的以太坊越多，燃烧的以太币就越多*。

*这是对燃烧理论的过度简化，因为有合理的论据可以提出，冷却“未来的燃烧炒作”和通货紧缩的 ETH 理论。

EIP-3156 – 引入闪电贷。它是通过引入处理单一资产闪贷的可能性而对 DeFi 行业产生重大影响的 EIP 之一。换句话说，用户可以在没有任何抵押品的情况下借入资金，将其用于自己的优势，并在同一笔交易中归还。在 DeFi 领域，它是一个改变游戏规则的机制，如果我们考虑到大多数交易都是由机器人执行的，即使在传统的金融世界，也就是 TradFi 中，它更是如此。

EIP-4400 – 也称为EIP-721 Consumable Extension ，是一个 EIP，它为 NFT 的使用引入了一个新角色，在 EIP-721 中定义。除了纯粹的所有权之外，NFT 还有其他实用程序。您可以使用它们，例如作为土地/地块，并允许各种地址通过支付佣金在其上构建一些东西。换言之，正是此次升级为未来 NFT 的演进奠定了基础。

即将推出的 EIP：

EIP-3675 – 期待已久的以太坊主网上权益证明升级。

EIP-4337 – 帐户抽象，即用户的操作将转到单独的内存池（内存池，即等待交易/操作的池），通过避免对共识层协议进行更改来简化以太坊的整体维护.

EIP-4444 – 验证者无需下载和存储历史数据，因为验证新区块不需要历史数据。与今天至少有 1TB 的磁盘空间来存储数据相比，这是朝着在智能手机上拥有 Validator 节点的愿景迈出的一大步。

可以在此处访问 EIP 的完整列表 – https://eips.ethereum.org/

路线图 - 五个 Prime 升级

正如 Vitalik 本人在最近在巴黎举行的 EthCC 活动中所展示的那样，以太坊正在进入加速发展和引入重大变化的阶段。

系统能力增长的预测放缓并不表示对开发网络的兴趣降低。它强调了将在短时间内发生的快速和突破性变化的融合，与之后将发生的平均发展速度形成鲜明对比。

以下是按估计实施顺序排列的以太坊升级的名称：

合并
激增
边缘
清洗
挥霍

虽然这些名字一开始可能听起来很有趣，但如果我们将它们放在隐喻的上下文中，这些词就具有重要意义。此外，记住名称和相关升级更容易。

让我们回顾一下文章开头的比喻。

合并 -> 火箭进化并起飞
The Surge -> 火箭涌入宇宙
The Verge -> The Rocket 变得更简单更高效
净化 -> 火箭卸下不必要的部件以走得更远
挥霍 -> 火箭增加了各种新功能

好的，好的，但是这些升级会改变什么？我为什么要在乎？

好吧，如果您将资金投入到您几乎不了解或根本不了解的资产中，那纯属投机行为。您不能称自己为投资者，因为投资是基于先前研究的有意识的决定。

此外，看到实时发生的突破性变化令人着迷，不是吗？

好的，现在我们看到了上下文，更容易将即将发生的变化与其意义以及它们对以太坊区块链的影响联系起来。

合并 -> 完全过渡到 PoS
The Surge -> 通过分片机制大幅提升 Rollups 的可扩展性*
The Verge -> 使用 Verkle 树优化数据结构
清除 -> 消除历史数据和技术债务
挥霍->杂项，但重要的附加功能，例如后量子解决方案

*Sharding 本身是一个单独的多阶段升级，而 The Surge 是其中的一部分。

在确定了即将到来的升级之后，让我们分别深入探讨它们并讨论它们将引入的变化。

合并——完全过渡到权益证明

期待已久的从 PoW 到 PoS 的过渡在前几年被推迟了五次之后，终于要发生了。

切换到 PoS 的主要影响之一是 ETH 发行量的减少。关于发行量将下降多少，有很多不同的估计，从 40% 到 90% 的下降。事实是，目前每天约有 13,000 ETH 被创建来支持 PoW 中的矿工。一旦我们进入 PoS，所有的 ETH 发行量都会下降。相反，我们将让 PoS 中的验证者每天发行约 2000 ETH，未来可能会增加到约 5000 ETH。尽管如此，ETH 的每日供应量仍显着下降。

顾名思义，在权益证明机制中，任何持有 ETH 的人都可以将其质押并获得 ETH 的百分比奖励，而不是美元 - 这是一个非常重要的区别。如果您持有 32ETH，您甚至可以成为验证者并通过运行自己的节点来提议区块*。如果您持有的 ETH 少于 32，您可以将您的 ETH 质押在 Lido 质押、Rocket Pool 或其他将出现的质押协议提供的池中。

*请注意，为了运行节点，除了具有 1-2 TB 可用数据存储和互联网连接的计算机之外，您不需要任何经济承诺。但是，如果没有质押 32ETH，您将无法向网络提出区块并获得协议奖励。任何人运行节点的能力对于维持以太坊网络的去中心化至关重要，因此成为验证者的方式不同。

**对于所有想要用他们所有的法定货币购买和质押 ETH 的大肆炒作的人来说，一个重要的注意事项 - 你必须考虑到数字变化的可能性。您今天看到的任何 APY 或 APR 在未来都可能大不相同。质押的 ETH 越多，个人的 % 奖励就越少，在质押 100/120M ETH 时甚至可能下降到 0.1%。

关于质押的 ETH，The Merge 不会立即释放所有质押的 ETH，因为它将在上海更新之后发生，预计在过渡到 PoS 后大约六个月推出。

一旦上海更新实施，所有验证者将被激励将其质押的 ETH 提取到低于 32ETH 的门槛，因为这些将不会获得额外收益，否则将被无缘无故锁定。

此外，质押的 ETH 不会立即释放以向市场充斥流动性，而是会稳定释放大约一年或更长时间。这一切都归结为提款机制，每个时期（每 6.4 分钟）只允许六个验证者退出，将每日 ETH 提款限制在 14,250,406ETH* 质押中的 43,200ETH。这一利率限制可防止大量资金外流涌入市场。

*质押的 ETH 数量可能会发生变化。

此外，这种机制可以防止潜在的攻击者在将其作为惩罚之前在同一时期内犯罪并退出他的股份。

The Merge 带来的另一个重大改进是单一秘密领导人选举（SLE）。简而言之，谁会产生下一个区块是未知的，因此潜在的黑客无法指定恶意攻击哪个验证者。

The Surge – 扩展以太坊

第二次升级旨在通过使用在 EIP-4844 中引入的称为“共享 Blob 交易”的分片机制来扩展以太坊区块链，或者正如大多数加密货币人所知的那样，“ Proto-Danksharding ”。

需要指出的是，The Surge 搭建了脚手架和实现分片所需的大部分逻辑，但本身并没有引入分片机制。

分片交付后，以太坊的第 1 层将只需要解释数据，而不需要计算数据。

但是你可能会问，分片机制是什么？

简而言之，数据保持在链上，而计算和存储离开链，从而将 Rollup 的带宽从数学 POV 增加到每秒 100,000 笔交易。

此外，我们可能会将分片视为水平拆分数据库以通过将处理汇总所需的大量数据的负担分配到整个网络来分散负载的过程。它不仅增加了交易的带宽，还有助于分散整个区块链。

随着作为分片升级一部分的可用性采样的引入，即使是以太坊的小用户也可以通过成为验证者来成为以太坊城市的守护者。

带宽将增加，平均交易成本可能会降低，但正如 Vitalik 所说，长期可能发生的一项重大变化是，随着时间的推移，对于普通个人用户而言，Layer 1 变得越来越昂贵。这种价格动态将使以太坊生态系统的增长从建立在第 1 层转变为建立在第 2 层项目上，如 Arbitrum、Optimism、StarkNet 或 zkSync，这不必被视为负面的东西。这更像是一个生态系统的重组，类似于成年子女从父母那里承担更多责任的情况。

该网络的另一项重大升级将是提议者-构建者分离 (PBS)。

为了澄清所使用的命名法，我们需要了解谁是或将是以太坊区块链中的建设者和提议者。

Block Proposer 与 PoW 链上的 Miner 角色相同。作为区块提议者，您可以利用矿工可提取价值 (MEV) 机制，通过指定对您来说最有利可图的交易来挑选要包含在区块中的交易。

如果您之前偶然发现了首字母缩写词 MEV，但对检查它的含义没有任何兴趣，这里有一个简短的解释。

MEV 顾名思义，矿工/验证器/定序器等可以提取的价值，因为能够在他们产生或提议的区块中任意包含、排除或重新安排交易，使以太坊区块具有很高的价值效率.

这一切都归结为以最有利可图的方式尽可能多地包装的问题。数据是健壮的，而块存储是有限的。

构建器是一类新的参与者，他们从块提议者那里以 crList 的形式获得交易列表。该列表说明了哪些交易构建者必须包括限制他们的块操作能力。建设者仍然可以重新排序交易以最大化 MEV，但他们将无法排除/审查任何内容。这种机制将抵消 MEV 最负面的方面之一，即审查和排除用户交易的神一样的权力。

PBS 旨在最大限度地发挥 MEV 对以太坊生态系统的优势和盈利能力，同时消除其对用户的障碍。这是一个双赢的局面。

边缘——改变树木

数据结构通常被呈现并称为特定类型的树。数据树最突出的例子之一是 Merkle Trees 和 Verkle Trees。两者的区别可以用以下方式描述——在默克尔树中，父节点是其子节点的哈希值。在 Verkle 树中，父节点是其子节点的向量承诺。

嗯？

用简化的语言，在默克尔树结构中，为了创建节点的有效证明，我们需要包括所有姐妹节点——共享父节点的节点——这可能是一个非常消耗数据的操作。

另一方面，Verkle 树不需要提供所有的姐妹节点。相反，您必须提供从给定节点到沿父节点的根注释的路径，并提供验证路径的小证明。

下面的两张图取自 Vitalik Buterin 的博客文章Verkle trees ，并说明了我们必须遵循的路径，以证明给定的数据是正确的并且源于给定的根。

与 Merkle Trees 相比，使用 Verkle Trees 的优势在于产生更轻的证明大小约 6-8 倍，与目前以太坊使用的 Merkle Patricia Trees 相比小 20-30 倍。

毫无疑问，转向 Verkle 树将是一项巨大的密码学挑战，正如 John Kuszmaul 在 2018 年提出的那样。学习如何充分利用给定技术的潜力并不长。尽管如此，如果一切顺利，这将是以太坊区块链效率的一次巨大升级。

Verge 还通过无状态客户端为去中心化带来了许多好处，允许在以太坊上运行轻节点。

轻节点仅包含块头链，不执行任何交易或它验证的链的相关状态。当一个节点上线时，它将是完全无状态的，因为它将持有关于链状态的零信息。您可以将轻节点视为验证绝密文件标题的个人，而无需了解和处理内容。

清除 - 留下历史超载

清除将引入上述 EIP-4444 改变以太坊客户端的游戏规则。

为了继续，我们必须澄清以太坊客户是谁或什么。

以太坊客户端是允许以太坊节点读取以太坊区块链和基于以太坊的智能合约上的块所需的软件。 “节点”是客户端软件的运行部分。

EIP-4444 将引入什么？

如 EIP 描述中所述，它将消除客户端存储和下载超过一年的历史数据的需要。

伙计们……所以它从以太坊区块链中删除了历史？什么样的区块链可以做到这一点？这与这个想法背道而驰，不是吗？

在某种程度上，您是正确的，因为从客户端删除数据，或者只是在成为新客户端时不再需要下载数据，并不意味着数据丢失。所有历史数据都将由 The Graph 等第三方项目存储，该项目已经为一些区块链项目服务。

提起 Vitalik 的比喻——区块链就像一个广告牌。它显示您需要的当前信息，因为您不必知道过去的所有广告。

抛开历史超载对以太坊来说将是非常有利的，因为它将允许更多人在他们的机器上运行以太坊客户端，无需下载和存储数百 GB 的数据。

这是在智能手机上有效运行以太坊客户端的又一步。

挥霍——零知识

与以太坊路线图的前几个阶段相比，The Splurge 可能没有主要的“主题”升级。它更多的是杂项升级，带有一些非常雄心勃勃的长期附加功能，例如 ZK-SNARKing 一切，致力于后量子区块链安全性和引入 EIP-1559（Burning EIP）改进。

如果您不熟悉零知识 (ZK) 假设，它可以让您在不披露任何关键信息的情况下提供某些证据。

想象一下，有一个只有一个出口的密闭房间，并且必须证明您可以打开门进入房间。在没有人看到你输入密码甚至进入房间的情况下，你可以通过唯一的出口离开房间，这将是有密码打开封印的证明。

在现实世界中使用零知识证明的可能性令人震惊，因为我们必须披露我们在当今官僚世界中所做的几乎每一步的敏感信息。它不仅可以提高行政工作的时间效率，而且可以极大地改善欺诈保护，并将比大多数人想象的更常见的数据泄露风险降到最低。

虽然零知识用例的愿景令人着迷，但该技术仍处于起步阶段。很难估计开发和学习如何正确使用零知识技术需要多少时间，但我们看到 zkSync 或 StarkNet 做出了大胆尝试，使用零知识证明在以太坊上构建第 2 层项目.

仔细研究这些项目并参与其中可能会获得宝贵的经验，并且在未来可能会变得非常有利可图。

在听 Bankless 与 Vitalik 谈论以太坊的 Endgame 时，我听到了 ZK 的一个很好的描述，参考了一个古老的 Snake 游戏。

让我们把以太坊想象成蛇。它消耗的数据越多，由用户提供，它就越难操作。使用 ZK 技术，蛇只需要一个小证据证明它*确实*有一个身体附在它的头上。不需要身体的细节来有效地运作。

简而言之，我们将只有一条蛇的头部，整个身体将被 ZK-SNARKed，确保头部一切安然无恙。

挥霍——后量子

如 Vitalik 在 Twitter 上发布的以太坊路线图所述，The Splurge 中上述雄心勃勃的升级之一是“后量子一切”。

毫无疑问，量子计算机在目前的安全状态下对区块链技术构成了巨大威胁。风险来自量子机器将拥有的计算能力的巨大激增，这使得改变区块链的状态、对其进行攻击或在需要或想要时简单地删除它成为可能。

虽然大多数加密行业都专注于当前趋势，但一些区块链项目（如 Algorand 或以太坊）正在研究抗量子解决方案，试图领先一步。

关于量子抗性，它可以通过使用特定类型的零知识证明来实现，因为有不同版本的 ZKP 使用各种密码学解决方案。我们将考虑两种类型的 ZKP——zk-SNARK 和 zk-STARK。

虽然首字母缩略词可能很容易记住，但就含义而言，它们还有更多含义。

SNARK - 简洁的非交互式知识论证
STARK - 简洁透明的知识论证

仅仅一封信就意味着该技术的应用方式存在巨大差异。简而言之，STARK 不需要依靠抗碰撞哈希函数来建立一个安全或可信的环境；因此它可以是透明的。另一方面，SNARK 被设计为在给定协议的可信环境中工作，其中证明者和验证者之间的交互仅限于交换一个证明。

虽然据说 zk-STARK 证明目前估计是抗量子的，但有些人认为 zk-SNARKS 容易受到量子攻击。

如前所述，零知识仍处于起步阶段，未来可能会发展很多，可能使 zk-SNARK 证明具有量子抗性。

更重要的是，由于多项式承诺中的椭圆曲线密码学，据说 zk-SNARK 证明是量子脆弱的。这就是为什么像 zkSync 创建的 Redshift 这样的项目使用 zk-SNARK 证明，但使用散列机制而不是使用椭圆曲线，使其*可能*抗量子。

总而言之，很难说某些零知识技术是否具有量子抗性，因为如果手头没有可用的量子计算机，就很难对其进行实战测试。我们只能就特定项目的量子抗性提出假设。此外，ZKP 技术一直在发展，不断进步并改变过去的假设，就像 zkSync 对 Redshift 所做的那样，使得他们的 zk-SNARK 解决方案可能具有量子抗性。