以太坊的未来:迈向“加密世界计算机”
以太坊正在朝着维塔利克·布特林所称的“加密世界计算机”迈进,计划在Hegotá升级后进行重大变革,包括验证、共识、隐私和状态管理。布特林在9月27日的文章《加密世界计算机》中指出,以太坊正接近一个阶段,简单地将其描述为区块链已变得越来越不完整。他预计未来的以太坊架构将结合区块链共识、零知识证明、数据抽样、隐私技术和去中心化的链外计算。
Hegotá升级的意义
布特林提到,计划于明年的Hegotá升级可能是以太坊最后一次“正常”的分叉,指的是一种技术对于熟悉2015年以太坊的开发者来说仍然可识别的升级。加密世界计算机:试图用相对简洁的术语表达Hegotá之后以太坊计划发生的一切的真正含义。它不再仅仅是一个区块链,而是一个混合体……以太坊的官方路线图目前将Hegotá定于2027年,在2026年第四季度的Glamsterdam之后。
Hegotá升级的提案
Hegotá升级仍在规划中,其完整范围尚未最终确定。目前已有两个提案安排在内。FOCIL,即EIP-7805,是共识层的重点。它允许一个验证者委员会创建包含交易的列表,区块构建者必须包含这些交易。该机制旨在减少单个构建者排除有效交易的能力。以太坊的Hegotá路线图表示,该功能可以增强抗审查能力并改善第二层结算保证。
Frame Transactions,即EIP-8141,是第二个计划中的功能。它允许以太坊账户决定如何授权其交易,而不是要求每个用户使用相同的固定签名结构。该设计可以在协议层面支持社交恢复、支出控制、赞助燃气费和未来的抗量子签名系统。
未来的验证模型
以太坊开发者已开始将Hegotá视为通向后量子基础设施和重新设计共识的更长序列的一部分。布特林在最新的文章中进一步描述Hegotá为以太坊现有架构与预期后续加密系统之间的分界线。最大的变化之一涉及网络参与者如何验证区块。传统的区块链验证要求节点下载区块链数据并自行执行交易。布特林预计,以太坊将越来越依赖SNARK验证和PeerDAS数据抽样。
新技术的引入
PeerDAS已经通过Fusaka进入以太坊。该系统允许节点通过抽样数据集的部分来验证数据可用性,而不要求每个节点下载每个数据块。以太坊基金会随后将其开发重点转向基于证明的验证的下一个阶段。正如crypto.news之前报道的以太坊的Lean重建,递归STARKs位于减少重复执行同时保持验证无信任的计划中心。
布特林将最终的验证模型更简单地描述为从“下载和重新执行”转向抽样数据和验证加密证明。这种方法可以减少寻求强验证保证的用户的硬件要求。他的2030年比较表示,节点仍应在存储较少历史和执行较少冗余计算的情况下获得共识和有效性保证。
EIP-8288的潜力
布特林特别提到EIP-8288作为可能改变以太坊在交易进入区块之前处理交易方式的技术之一。EIP-8288目前是布特林和托马斯·科拉杰的草案提案。它引入了在内存池中对加密签名和STARK证明的聚合。该设计扩展了Frame Transactions,并允许交易声明加密依赖关系。
内存池节点可以将多个签名和证明组合成一个递归STARK,然后将其传递给区块构建者。构建者可以选择包含一个聚合证明,而不是独立处理每个大型证明。该提案部分是围绕未来的抗量子签名设计的,这些签名可能需要比以太坊当前签名系统更多的数据和计算。
隐私与共识的演变
布特林预计网络隐私将并行发展。他的2030年比较包括洋葱路由、混合网络和其他网络隐私方法,以及用于交易和账户隐私的零知识证明。正如crypto.news在8月报道的那样,布特林已将隐私和量子安全提升到以太坊路线图的更高位置,因为加密工具逐渐成熟。
共识本身也预计会发生变化。以太坊目前使用权益证明,最终性发生在多个时代中。研究人员正在朝着一种更简化的共识模型努力,该模型能够更快地达到最终性。以太坊的安全路线图表示,围绕单槽最终性的研究后来发展为三槽最终性,并且现在正在通过Minimmit,一个在Lean以太坊计划下的一轮共识设计,进行进展。
量子安全的目标
量子安全已成为以太坊最明确的长期目标之一。以太坊基金会协议集群在9月7日表示,计划在2029年12月之前实现执行、共识和数据层的量子抗性。基金会将这一日期描述为故意激进的。其规划假设加密相关的量子计算机可能在2030年早期出现,同时承认大多数估计将这一可能性推迟到更晚的时间。
以太坊正在努力替换对足够强大的量子计算机易受攻击的密码学。正在审查的领域包括BLS验证者签名、ECDSA账户签名、用于数据可用性的KZG承诺以及一些零知识证明系统。
未来的架构与计算
布特林的“世界计算机”描述并不意味着以太坊会将所有内容迁移到第一层。他的文章描述了一种架构,其中区块链专注于需要排序的数据和状态变化,而其他工作则在主要执行路径之外并行进行。“结构化计算使区块链能够更有效地专注于其工作,”他写道。
在该模型下,签名和证明可以在进入区块之前进行聚合,历史数据可以在参与者之间分发,专门的计算可以在基础执行层之外进行。然后,网络将以加密方式验证输出。布特林认为,现代证明系统使以太坊能够分配计算,而不要求每个参与者信任执行每个工作环节的人。
总结
以太坊下一个计划的里程碑仍然是Glamsterdam,Hegotá计划在2027年之后进行。Crypto.news报道了Glamsterdam测试风险,开发者正在为其下一轮测试阶段做准备。Hegotá计划的功能目前包括FOCIL和Frame Transactions,而其他提案仍在以太坊的研究、测试和治理过程中。