以太坊技術升級之The Surge:提升可擴展性的關鍵一步

以太坊聯合創始人Vitalik Buterin近期發布了一系列關於以太坊未來發展的文章,其中The Surge作爲路線圖的第二部分,重點討論了以太坊的可擴展性和長期發展規劃。The Surge的核心目標是將以太坊的交易處理能力提升至每秒10萬筆以上,同時保持去中心化和安全性。

以太坊的核心願景

以太坊致力於成爲去中心化互聯網的基礎設施,通過智能合約支持復雜的去中心化應用。然而,目前以太坊在可擴展性方面存在局限,每秒僅能處理15-30筆交易,遠低於傳統支付網絡的處理能力。這導致網路擁堵時gas費用高昂,限制了以太坊成爲全球基礎設施的潛力。The Surge正是爲解決這一問題而提出。

以rollup爲中心的擴展方案

The Surge採用以rollup爲核心的擴展策略。rollup在鏈下進行交易打包,再將結果提交至以太坊主網,可顯著提高吞吐量。Vitalik預計rollup可將以太坊的處理能力提升至每秒10萬筆以上,同時保持去中心化特性。

今年rollup取得了重要進展:EIP-4844 blobs的推出大幅增加了以太坊L1的數據帶寬,多個以太坊虛擬機(EVM)rollup已進入第一階段。每個L2作爲獨立分片存在,分片實現方式的多樣化已成爲現實。

數據可用性採樣(DAS)的進一步發展

數據可用性採樣(DAS)是The Surge的另一個關鍵技術,旨在解決數據可用性問題。DAS允許節點在不訪問完整數據集的情況下驗證數據,從而提高可擴展性和效率。

Vitalik強調了PeerDAS和2D DAS兩種形式。PeerDAS有望增強rollup的安全性。2D DAS不僅在blob內進行隨機抽樣,還在blob之間進行抽樣,利用KZG承諾的線性屬性擴展區塊中的blob集。

未來還需要進一步研究2D DAS的理想版本,並證明其安全屬性。Vitalik提出了三種可能的長期路徑:實施理想的2D DAS、堅持使用1D DAS以犧牲效率換取簡單性,或完全轉向Plasma架構。

Plasma和其他解決方案

除rollup外,Plasma作爲另一種L2解決方案也受到關注。Plasma創建獨立處理交易的子鏈,定期向主網提交摘要。雖然Plasma的開發進度落後於rollup,但Vitalik仍將其視爲以太坊可擴展性工具包的重要組成部分。

此外,改進數據壓縮技術和加密證明也有助於進一步提高rollup和其他L2解決方案的效率。這些技術改進可能在提升以太坊吞吐量方面發揮關鍵作用。

跨L2互操作性的改進

當前L2生態系統面臨的一個主要挑戰是跨L2互操作性較弱。爲改善用戶體驗,需要在以下方面取得進展:

• 實現特定鏈的地址,包含鏈信息
• 標準化特定鏈的支付請求
• 建立跨鏈兌換和Gas支付的開放協議
• 開發L2輕客戶端,提高驗證能力
• 創建共享代幣橋,降低跨L2轉帳成本
• 實現同步組合性,提高DeFi協議效率

這些改進不僅涉及技術問題,還需要L2、錢包和L1的廣泛合作。

繼續擴展以太坊L1

Vitalik認爲,擴展以太坊L1本身仍然十分重要。L1擴展可採取三種策略:

1. 改進技術以提高驗證效率,進而提高Gas限制
2. 降低特定操作成本,在不增加風險的情況下提高平均容量
3. 實現原生Rollups,創建EVM的多個並行副本

這些策略各有權衡,需要根據具體情況選擇。

去中心化與安全性的平衡

在追求可擴展性的同時,Vitalik強調必須保持以太坊的去中心化特性。與一些高性能區塊鏈不同,以太坊的擴展策略確保任何人都可以運行節點,以真正去中心化的方式保護網路。

隨着以太坊走向以rollup爲中心的未來,確保這些系統的無需信任性變得至關重要。雖然rollup和DAS等技術已被證明有效,但仍需嚴格測試和迭代,特別是在廣泛採用時。

The Surge的前景展望

The Surge完成後,以太坊有望實現高度可擴展性,同時保持去中心化、安全和可持續性。這一願景不僅包括通過rollup和DAS擴展L1,還包括構建更高效的共識算法、改進開發工具以及培育蓬勃發展的dApp生態系統。

以太坊的路線圖充滿挑戰,包括大規模實施rollup、確保L2解決方案安全性以及爲量子計算時代做準備等。然而,如果成功克服這些障礙,以太坊將鞏固其作爲Web3核心基礎設施的地位。

在快速發展的區塊鏈領域,以太坊專注於在不犧牲去中心化的前提下提升可擴展性,這是其獨特之處。The Surge的成功實施可能會在未來幾年再次改變區塊鏈技術的格局。