Vitalik Buterin:探討以 Rollup 為中心的以太坊發展路線

2021-01-06 金色財經

Optimism 團隊不久前發布了其測試網的第一階段,及其通向主網的路線圖。除此之外,Fuel 也在推進測試網進程,Arbitrum 也已經登陸測試網。在 ZK Rollup 領域中,Loopring、Zksync 以及基於 Starkware 技術的 Deversifi 已經正式在主網上線,並且聚集了一定的用戶。隨著 OMG network 推出其主網 bata 版本,plasma 也有所進展。

與此同時,Eth1 鏈上的 gas 費已經達到了新高,以至於非金融類 DApps 被迫停止運行,其他應用也只能在測試網中運行。

Eth2 的發展目標之一就是增強擴容性,我們已經非常接近 Eth2 前期階段了,但要為應用提供基礎層擴容性,我們還需要等到數年之後 Eth2 最後一個主要階段 (譯者註:即階段 2) 的實現。諷刺的是,Eth2 作為 Rollups 數據可用性層的可用性在階段 1 就能實現,而在許久之後 Eth2 才能真正用於「傳統」的 L1 應用。

將這些事實結合起來,我們可以得出一個結論:以應對近期和中期的擴容性需求,整個以太坊生態系統需要將發力點集中到 Rollups 上 (以及 plasma 和通道技術)。

如果以此為前提,我們就能得知以太坊中心開發和生態系統發展應該優先考慮的問題,而這多多少少與當前的發展路徑有所不同。那麼我們應該優先考慮哪些問題呢?

短期:推進 Eth1 基礎建設以支持 Rollups

在短期內,這樣做的一個主要結果在於:針對以太坊基礎層的擴容工作將主要集中於擴大區塊的數據容量,而不是優化鏈上計算或 IO 操作的效率。Rollup 擴容性的決定性因素在於該鏈能包含多少數據,如果能夠在當前約 60 kB/ 秒的基礎上有所提升,Rollups 的擴容性則能得到進一步優化。

在基礎層上,以下因素需要持續重視:

EIP 2929:在當前 gas 情況下保證以太坊區塊鏈能夠抵禦 DoS 攻擊

EIP 1559:一是推動 ETH 銷毀,二是優化交易效率,並且幾乎能夠確保交易被打包到下一個區塊中 (Rollups 仍然需要等待確認)

新的橢圓曲線預編譯,以實現對 ZK Rollups 編程的完全支持

無狀態客戶端的相關工作,包括從十六進位樹轉換為二進位樹等 (無論我們如何使用以太坊區塊鏈,無狀態客戶端都非常有意義)

帳戶抽象 (account abstraction) 不太迫切,因為無論 L1 是否支持,我們都能在 L2 上實現。還有其他「巧妙的基礎層功能」目前相對來說都沒那麼重要。

Eth1 客戶端可以被重新定義為 Optimistic Rollup 客戶端。Optimistic Rollups 仍然需要全節點,並且如果 Rollup 的內部狀態轉換規則本質上仍然是以太坊式的,只是進行了一些修改 (例如 Optimism 的目標),那麼我們可以使用現有代碼來運行全節點。

目前 eth1+eth2 合併工作已經實現將共識引擎從狀態轉換引擎中分離出來,而這項工作也有助於達成該目標。請注意,這也意味著類似 TurboGeth 的項目仍然非常重要,高吞吐量的 Rollup 客戶端 (而非 Eth1 客戶端) 將成為最大受益者。

短期:調整基礎設施以支持 Rollups

目前,用戶的帳戶、ENS 域名、以及應用等等都在 L1 上,這些都需要改變。我們要將用戶的主要帳戶、餘額、資產等等都放在 L2 中。隨之而來的是以下幾個需求:

要維持當前的信任模型,L2 成為錢包本身的一部分 (metamask、status 等等) 是最理想的情況。這類支持應該進行標準化,因此支持 zksync 支付的應用也能隨即兼容內置 zksync 的錢包。

我們也可以考慮對形式驗證友好的中間語言,能夠處理諸如變量之類的概念,還能保證基本不變量,從而使所有被編譯的高級語言都更易進行形式驗證。

以 Rollup 為中心帶來的經濟可持續性

加密貨幣項目必須具備經濟上的可持續性,這是無法迴避的事實,在 2020 年這意味著數百萬甚至數千萬的融資金額。其中的一部分能夠由公共物品募資平臺提供 (如 Gitcoin Grants 或以太坊基金會),但這些機制的規模不足以覆蓋這個等級的融資。

但是 Layer 2 項目能夠通過發布自己的代幣來解決這個問題,前提是其代幣具備真正的經濟價值,即未來 L2 所捕獲到的價值。

如果路線圖以 Rollup 為中心,隨之而來的另一個好處是為 L2 協議留出了開闊的空間,這些 L2 協議有能力通過收費或是 MEV 形式來獲取發展資金,無論是直接還是間接地 (即代幣發行)。

以太坊基礎層非常需要保持中立,這就使得在協議內進行公共物品募資 (public good funding) 變得十分困難,但 L2 具備自己的公共物品募資機制,這樣一來爭議就會大大減少。因此,在這個方面留出空間對於整個以太坊長期的經濟可持續性來說可能是一個不錯的戰略舉措。

除了募資問題,具有創造力的研發人員通常都傾向於在他們自己的領域中擁有影響力,而不是針對以太坊的整體協議進行無足輕重的爭辯。此外,有許多現有的項目正在嘗試創建各種平臺。以 Rollup 為中心的路線圖使得所有這些項目有機會成為以太坊生態系統的一部分,同時仍能保留高度的經濟和技術自主權。

長期視野

除了上文提到的短期考慮外,路線圖以 Rollup 為中心還可能意味著我們要重新構想 eth2 的長遠未來:每個人都可以進行處理的強安全性單一執行分片,以及可擴容的數據可用性層。

要理解為什麼是這樣,需考慮以下因素:

當前以太坊的 TPS 約為 15

如果大家都遷移到 Rollups 上,TPS 很快可以達到 3000

一旦階段 1 到來,Rollups 的數據存儲遷移到 eth2 分片鏈上,理論上 TPS 最高能達到 10 萬左右

最後,階段 2 實現之後為 eth2 分片鏈提供本地計算,TPS 達到 ......1000-5000

在我看來,階段 2 最終到來時,基本上沒有人會在意。無論我們是否願意,所有人都已經適應了以 Rollup 為中心的世界,到了那時,比起將大家召回沒有任何強處且擴容性低 20-100 倍的基礎鏈,繼續沿著這條路走下去會更加容易。

這意味著 eth2 的「phase 1.5 and done」道路,精簡基礎層並且工作有所側重,即共識和數據可用性。

實際上這對於 eth2 來說是更好的發展方向,因為分片數據可用性相對分片 EVM 計算要安全得多。雖然分片 EVM 計算的不誠實多數證明 (dishonest-majority-proof) 驗證需要欺詐證明,這需要有潛在風險且嚴格的 2 epoch 同步假設,但在異步情況下,數據可用性採樣 (如果使用 ZKP 或多項式承諾) 是安全的。

這將有助於以太坊擁有比其他分片型 L2 鏈更強壯的安全模型,而這些分片型 L2 鏈都朝著某種形式的分片執行方向發展;eth2 將是功能強大的基礎層,強大到足以提供功能逃逸速度 (functionality escape velocity) 就足夠了。

長期來看 eth2 的工作重點有哪些?

折衷方案

如果你並沒有被說服接受「phase 1.5 and done」這個發展方向,也有自然的折衷方案:使用少量分片作為執行層 (例如 4-8 個),其他的分片則作為數據層。目標是使執行分片的數量足夠低,以至於在特殊情況下,常規計算機將能夠對所有分片進行完全驗證,但是與當前的基礎層相比,其空間仍然要大得多。

基礎層空間不能被最小化太多,因為用戶和應用程式仍然有需求,例如:在 Rollups 之間切換、提交欺詐證明、在 ZK Rollups 中提交零知識證明、發布 ERC20 代幣根合約 (確保大多數用戶將在 Rollups 中活動,但基礎合約必須有安放之處)。如果每筆交易的成本為 140 美元,則大大破壞了用戶體驗。因此,如果有必要的話,使用 4-8 個執行分片可以顯著減輕負擔。一臺計算機設備仍然可以驗證所有分片。

如今,驗證每 13 秒產生的 eth1 區塊大約需要 200-500 毫秒,因此在短時間內驗證這種執行的八個線程是完全可行的。我們可以想像客戶端採取這些規則:如果網絡延遲很低,或者委員會人數 > 80%,則可以依靠欺詐證明和委員會,而在特殊情況下直接驗證所有分片。

原文標題:《Vitalik:以 Rollup 為中心的以太坊路線圖》撰文:Vitalik Buterin來源:ETH 中文網

聲明:本文由入駐金色財經的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,絕不代表金色財經贊同其觀點或證實其描述。

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