The Merge 后 以太坊的下一步是什么 ？

作者：JOEL JOHN、SAURABH；编译：QDD，Cointime.com

我们一直在本通讯中追踪游戏、Web3 社交和支付基础设施。实现这些应用的部分原因是在协议层面上的改进。我们在之前的文章中介绍了一些改进，如账户抽象和序数。但有时候，在协议取得足够进展时，值得写一篇关于即将到来的改进的文章。

如果你尝试交易波动性，可能会受到两个即将发生的因素的影响。一个是对比特币 ETF 概率的不断重新定价。另一个是私人市场活动的快速下降。我们将在其他时间讨论这两个因素，但现在让我们来看看以太坊作为协议正在取得的技术进步。

为什么要关注这些？截至今年 6 月底，所有加密资产的市值约为 1.2 万亿美元。其中，约 5900 亿美元是比特币，约 1300 亿美元是稳定币，其创新进展较慢。如果排除稳定币和比特币，以太坊占据了行业市值的 47%。在智能合约平台中（总市值约 3400 亿美元），有 2/3 是以太坊。如果忽视以太坊，就无法建立对行业的全面了解。

序数和 ETF 的讨论已经引起了对比特币的极大关注，但事实是以太坊具有最强的动力。在真实资产（RWAs）和中央银行数字货币（CBDCs）之间，我们看到以太坊协议从仅被 DeFi 黑客和 NFT 爱好者使用的智能合约协议进化为其他用途。

我们已经从「Rollups 将被推出」转变为「我们需要减少 Rollups 在以太坊上发布数据的成本」。本文将介绍最近以太坊的最重要升级，并分享未来的展望。以太坊的路线图多年来发生了变化，并且随着技术的成熟和我们获得新信息，它很可能会继续变化。

在我们开始之前，先做一个小小的编辑说明。大多数文章都涉及故事情节和更广泛的含义。我也希望在很大程度上采用这种方式来写本文。但是技术产品的路线图不能进行创造性解释。因此，我们尽可能地给出一个非常客观的解释，说明未来可能发生的事情。我们尽量解释概念，但您可能会注意到，这篇文章比您平常阅读的文章更加复杂。

今天有什么新鲜事？

在过去的一个月里，你可能在你的时间线上看到了很多关于「合并」（The Merge）的内容。这是以太坊从工作量证明（PoW）过渡到权益证明（PoS）的转变。在 PoW 链的情况下，外部计算机竞争确定谁有能力找到满足预定义条件的特定数字来创建一个区块。过去，PoW 以太坊的能源消耗一直是艺术家和大众接受以太坊作为协议构建平台的一个争议点。

合并是在权益证明链上运行的平行链。大部分以太坊的功能继续存在于 PoW 链上，而此后，交易、智能合约指令和余额等功能也被转移到了 PoS 链上。在今年年初，合并将以太坊作为链的执行和共识功能合并到了基于 PoS 的系统中。奖励不再给矿工，而是给网络上抵押的个人。

截至 2023 年 4 月，该网络开始允许用户提取他们在网络上抵押的以太币。以前，如果你抵押了以太币，你无法在紧急情况下取出这些代币。现在你可以，在等待一段时间后。这些转变还有一些其他的变化。以下是一些值得注意的变化。

• EIP 3651 降低了与访问 coinbase 地址（与接收区块奖励相关的地址）相关的 MEV 支付的 gas 成本。

• EIP 6049 警告人们不要使用 SELFDESTRUCT 操作码，因为开发人员打算改变其使用方式。这些变化在后面的部分中提到。

• EIP 3855 引入了一条新的指令以减少 gas 成本。

• EIP 3860 对 Initcode（创建合约时执行的代码）进行了更改，限制了其使用，并引入了 gas 费用以避免滥用。

尽管以太坊当前的路线图需要数年时间，但 Cancun-Deneb 升级计划定于今年晚些时候进行。长期路线图分为四个部分：可扩展性、安全性、用户体验和未来适应性。我们将在下面详细介绍每个部分的内容。

扩展 200 倍

可扩展性是所有去中心化公共区块链的软肋。以太坊最初的想法是通过分片（将网络分成多个网络以实现并行执行）来实现可扩展性。但随着 Rollups 的概念出现，分片的想法被搁置，以太坊的路线图变得以 Rollups 为中心。

当谈到以太坊的可扩展性时，你会听到两个新术语 - Danksharding 和 Proto-Danksharding。我们将逐渐解释这些术语，但知道 Danksharding 是最终形式，Proto-Danksharding 是实现它的中间步骤。以 Rollups 为中心的以太坊的理念是它应该以一种方式塑造自己，以承载多个 Rollups。

在继续讨论上述可怕的术语之前，让我们简要回顾一下 Rollups 的基本知识。以太坊在需求增加时，速度变慢且费用变高。这里的需求是指对以太坊的区块空间和虚拟机（VM）的需求增加。因此，通过将计算转移到其他地方，我们可以减轻 EVM 的负荷。

基于它们在哪里发布交易数据（是在以太坊上发布还是在其他地方发布）以及它们如何证明所执行的计算符合以太坊的规则，不同类型的 Rollups（乐观型、有效性型、零知识型）被创建出来。如果想进一步了解 Rollups，可以参考 Vitalik 在 2021 年对 Rollups 的解释。

Rollups 将交易数据的输入批量（压缩）提交到以太坊。这些输入被称为 calldata。Calldata 存在两个主要问题：

1. 在一个区块中可以包含的 calldata 的数量有限（937,000 字节）。你可能会问，为什么存在这个限制？原因与以太坊和比特币每个区块的大小限制相同 - 为了确保运行节点和验证者的系统要求保持在可控范围内，以保护去中心化。

2. 出于同样的原因，我们不能随意增加 calldata 的限制。这个限制也限制了作为解决方案的 Rollups 的可扩展性。

3. Calldata 是昂贵的，因为以太坊网络上的每个节点都要处理它，并永久存储它，但 Rollups 不需要永久存储这些数据。

Proto-Dankesharding，或称 EIP-4844，是一种提高 calldata 限制的方法。这个 EIP 提议引入一个被附加到区块的二进制大型对象（BLOB）空间。所谓附加到区块，意味着 EVM 或执行客户端看不到这个空间（这意味着 EVM 不需要存储或处理它）。这个 blob 空间对共识客户端可见。当 Rollups 将数据发布到 blob 中时，共识客户端会证明他们已经看到了这些数据。

这些数据将在足够长的时间（1-3 个月）内可用于所有人查看和验证 Rollups 是否确实发布了正确的数据。在此期限之后，共识客户端将删除数据，只留下他们的证明。这样，共识客户端确保它们不会因为数据膨胀而受到影响。此外，EIP 还提出了简化验证这些数据的方法，以便验证者不需要复杂的设备来挑战 Rollups。

Rollups 帮助降低以太坊 L1 上交易的成本，约为原来的 12% 至 33%。EIP 4844 带来的变化预计将把与 Rollups 的 L1 交易相关的成本降低到当前费用的 5%。目标是将以太坊的交易费用降低到低于 0.001 美元。

改善验证者管理

有两个正在研究阶段的解决方案应该很快有助于提高安全性：提议者增强（proposer boost）和视图合并（view merge）。有关用视图合并取代提议者增强的讨论正在进行中。下面简要解释这两个术语，如果你想深入了解，你可以从这里和这里开始。提议者增强意味着给予区块生成者额外的临时权重，使重组链条和替换区块变得更加困难。

在视图合并中，验证者要合并他们对链的状态的视图（链的状态就是地址和合约余额等的完整视图）之后才能对新的区块进行确认。这有助于防止依赖于验证者在链的状态方面没有临时共识的攻击。

攻击以太坊的一种方式是控制大型验证者。控制验证者的密钥被分散在多个设备上，以避免此类威胁，使获得其权限变得困难。分布式验证者技术（DVT）确保验证者堆栈中没有单点故障。

可以将其视为节点的多重签名。验证者可以将其私钥分散在多台计算机上。这实现了两个关键目标。首先，攻击者现在必须入侵多台计算机才能获得访问验证者私钥的权限。如果 Ronin 使用了 DVT，攻击者可能需要更大的努力来获取控制桥接资金（价值 6 亿美元以上）的私钥。其次，其中一台系统发生硬件故障不会影响验证者的节点。这样可以避免由于停机时间而导致的惩罚。

除了控制密钥，攻击者还可以确定下一个验证者，并尝试用拒绝服务攻击（DoS）来发送大量请求。秘密领导者选举（SSLE）只允许被选中的验证者知道他们已经被选中生产区块。这确保攻击者不知道谁将产生下一个区块。

除了区块奖励，最大可提取价值（MEV）对于以太坊的验证者或区块生成者来说是重要的收入来源之一。他们通常通过重新排列交易（并引入自己的交易）来从中获利。

以太坊提出通过引入提议者 - 构建者分离（PBS）来更公平地将这些价值分配给验证者。目前，同一个验证者创建并广播区块。提议者（或构建者）和广播者（或提议者）通过 PBS 分离。后者可以从区块构建者的市场中选择一个区块。

更简单的交易和轻量级节点

在为客户设计用户体验时，公司会对点击次数进行优化。这部分有两个原因：

• 点击次数越少，用户的认知负荷越低。

• 更多的点击意味着更多的时间。当争夺用户的时间和注意力时，你最好确保他们沉迷于你的应用。如果一个任务执行时间过长，而其他人在你之前减少了执行时间，你可能会失去用户。

虽然几乎所有 Web2 公司都是如此，但加密货币在实现用户体验优化方面还有很长的路要走。如果我们希望用户使用我们的应用程序，是因为它们本身优秀，而不是仅仅因为去中心化的原因，我们还有很多工作要做。

事实上，我们已经有一些创新者使用我们的产品。向他们推销区块链技术的基本原理将无法帮助我们实现「大规模采用」。DApp 必须与传统应用程序并肩，以吸引大众。这意味着像以太坊这样的协议需要在用户体验方面做出几个改变。本文将通过账户抽象和改进节点基础设施的形式来讨论交易和账户。这样，普通用户就可以亲身体验运行节点的感觉，而无需依赖任何集中化的机构来验证是否收到了他们的资金。

账户抽象

改善用户体验的最重要的即将推出的升级是账户抽象。我们在这篇文章中已经阐述了它的理由。简单回顾一下，EIP 4337（或使用 Alt Mempool 进行账户抽象）于 2023 年 3 月部署到主网，是账户抽象的第一步。

它在不改变现有协议的情况下引入了账户抽象的元素。可以将 4337 视为一种新的层，通过这个层，现有的钱包可以充当智能合约，而不仅仅是地址。它引入了一种特殊的交易类型，称为用户操作（user operation），用于与智能合约进行交互。

这些用户操作被保存在一个单独的内存池中。打包者或区块构建者将这些交易打包并提交到网络中。但这意味着什么，或者将实现什么？B1C0nomy 在这里对短期无 gas 交易、社交登录、批量交易、以太坊以外的代币支付 gas 等探索了其中的可能性。

我们在过去已经讨论过它的工作原理，所以我们将把它作为对 AA 采用的复习。截至 6 月份，已有超过 20,000 个钱包通过启用 AA 功能进行交互。很有可能这个标准将完全驱动下一波游戏、媒体和 Web3 社交应用的出现。如果你想亲自尝试，我们建议下载 Vybe 钱包。

更好的节点基础设施

你是否运行以太坊的节点？很可能不是。它需要显著的设备，具有相当高的内存、存储、CPU 和技术知识。为了帮助去中心化节点，我们的目标应该是达到一个硬件要求不会妨碍对运行节点感兴趣的人的地步。我们如何实现这一目标呢？以太坊定义了一种称为「无状态性」的概念。它不会消除对节点的需求，但会改变它们处理数据的方式。

要理解这个概念，首先我们需要了解什么是弱状态和强状态。弱状态是指只有块提议者才有存储完整状态的责任，而其他节点在验证块时不存储任何数据。强状态是指状态数据不存储在块中。但是，难道我们不需要状态数据来确认块的有效性吗？事实上，有一种称为「证人」的东西。

在了解证人的工作原理之前，让我们简要回顾一下验证块的过程。使用块中的状态数据，节点计算状态根（通过将交易哈希在一起直到找到一个单一的哈希）。当计算出的根与块中提供的根相同时，块就得到了验证。

证人包含计算根哈希所需的状态数据片段。有了这个证人，节点可以验证块生成者是否正确执行了交易并更新了状态。

好的，现在我们明白了我们需要证人数据来替换块中的状态数据，以便节点可以判断所提议的块是否有效。但这也意味着证人数据需要快速传播到所有节点。如果这些数据的大小较大，只有带宽连接较高的节点才能验证块。这就是中心化的问题所在。

目前，以太坊使用默克尔树来查找块的状态根。问题在于从默克尔树获取的证人数据庞大，无法支持无状态客户端。作为迈向强状态无状态性的一步，我们有了称为 Verkle 树的东西。与默克尔树相比，它们的大小仅为其 1/23，并且可以提供证人数据，可以快速传播到整个网络。

Verkle 树目前正在测试网上运行。在下一个阶段，当客户端更新以支持它们时，它们将在私有和公共客户端上运行。通过更快的传播和较少的存储需求，我们可能会看到低成本的节点提供商涌入市场。（如果你在构建这样的提供商，请告诉我们）。

所有这些变化都在同时进行。当它们投入实际应用时，有些可能会发展成其他形式。我们对路线图的演进没有明确的观点。但目前可以肯定的是，当前的价格可能不反映以太坊团队的智力密度。当然，可能会有其他 L1（或 L2），但要复制这些开发人员以这种速度发布的贡献者网络可能会很困难。

我们可能会在今年年底看到 Cancun-Deneb 升级带来的技术变化。我们不会深入探讨每一个细节，但对于技术倾向的人来说，这里有一个快速概述。请注意 - 涉及到大量的行话。

• EIP 1153- 通过引入新的操作码与瞬态存储进行交互。瞬态存储只是在一次交易中创建和销毁的临时存储。由于此存储不需要磁盘访问，其 gas 消耗要低得多。

• EIP 4788- 虽然这还在进行中，但旨在使智能合约能够从 EVM 内部访问信标根。好吧，我知道这听起来毫无意义。目前，智能合约通过不同的预言机访问信标链的状态。通过这个 EIP，智能合约可以在不依赖预言机的情况下读取信标链的状态，使智能合约更加不可信。

• EIP 5656- 引入了一个称为 MCOPY 的新指令，允许智能合约将数据从一个地方复制到另一个地方。目前使用的两个指令 MLOAD 和 MSTORE 的 gas 消耗更大。

EIP 6780- 限制了 SELFDESTRUCT 指令的使用。

它目前的用途是销毁一个智能合约并将其 ETH 转移到指定的地址。它是对 2016 年 DAO 黑客事件的回应。但是智能合约很少使用它。为了使合约更可预测，6780 限制了该指令仅适用于两种情况 - 使用它来检索资金的应用程序将继续工作，以及在同一交易中使用 SELFDESTRUCT 创建合约的应用程序将继续工作。

上述的 EIP 4788 和 4844 也适用于共识层。

• EIP 7044- 签名自愿验证者退出（验证者解锁其在股权合约中的 ETH）仅在两个网络升级中有效。该 EIP 建议使签名自愿退出变得永久有效。这将简化股权投资体验，改善整体股权投资体验。

• EIP 7045- 将证明可以包含到下一个纪元的最后一个时隙。让我们解释一下。验证者发出的消息称他们已经看到一个区块。一个纪元是一个由 32 个时隙组成的时间段，每个时隙持续 12 秒。以太坊每个纪元重新洗牌验证者委员会。前面提到的证明仅在某些时隙上有效。这个 EIP 增加了证明有效的时隙数量，从而提高了以太坊的安全性。

接下来是什么

我们一直在内部辩论协议经济学的问题。人们常常提出一个古老的论点，即 SMTP、HTTPS 和 RSS 在不需要用户支付高昂费用的情况下改变了世界。以太坊是否可以有类似的变化？我们正在考虑下一篇文章的答案，但现在可以肯定的是，以太坊是一个知识黑洞，吸引了我们这个时代一些最聪明的人，并实现了我们几年前无法想象的应用场景。

这些应用程序还处于起步阶段，就像在宽带普及之前的 Netflix 一样。我们看到的 EIP 形式的协议变化需要大规模协调开发代码和部署代码，确保不会出现故障。我们看着价格图表，常常会认为没有什么事情在发生。但如果这篇文章有什么要传达的，那就是一个分布式开发者团队正在做大量的工作，这往往被人们视为理所当然。

在十年前，进入 Linux 的 IRC 服务器并寻求帮助下载不同的操作系统是一种有趣的经历。20 世纪 90 年代的开发者为这些系统做出了贡献。我们不再像以前一样兴奋地讨论 Linux 发行版的变化，因为它们中的许多是稳定的，并在各种设备上使用。以太坊也可能会有一个类似的时刻。用户可能会认为协议一直在不断发展，并且他们无需担心任何事情。但那是最终状态。我们还没有到那里。

我们的行业中的链经常出现故障。有些链的重组频率甚至和一个年轻的职场人士的焦虑发作频率一样频繁。还有很多工作要做。

在我们达到那个阶段之前，现在是时候构建了。