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[虚拟币交流] 如何让5年后的以太坊变得像比特币一样简单(转)
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& R( y% j( B8 J" k. H/ ^. ^9 Q& p1 O1 J5 @! d: b4 P# A/ c' p+ V" t1 B
 以太坊旨在成为全球账本,需要可扩展性和韧性。本文聚焦协议简单性的重要性,提出通过简化共识层(3-slot 最终性、STARK 聚合)和执行层(替换 EVM 为 RISC-V
; C" f1 E: q- a+ A, u$ A+ C" l3 O2 Q  W* C
或类似虚拟机)大幅降低复杂性,减少开发成本、错误风险和攻击面。建议通过向后兼容策略(如链上 EVM 解释器)平滑过渡,并统一纠删码、序列化格式(SSZ)和树结
0 y8 p+ t# N% z3 T1 A
, s' x  g0 w# M0 q7 l! H构以进一步简化。目标是让以太坊共识关键代码接近比特币的简单性,提升韧性和参与度,需文化上重视简单性并设定最大代码行数目标。
+ W9 L6 L; m/ V# F7 x8 h+ q, |+ ?0 S: |- j8 j, Q  t
  以太坊的目标是成为全球账本:存储人类文明资产与记录的平台,服务于金融、治理、高价值数据认证等领域。这需要两方面的支持:可扩展性与韧性。Fusaka 硬分叉
& w* e& x6 C. x' t7 h8 |
. u7 \7 U( e  N9 `3 }/ U! o! ?计划将 L2 数据的可用空间增加 10 倍,而当前提议的 2026 年路线图也计划为 L1 层带来类似的大幅提升。与此同时,以太坊已完成向权益证明(PoS)的过渡,客户端多样
( i1 K; u& J; N* t* u% i" A0 @8 O2 o& l
性迅速提升,零知识(ZK)验证、量子抗性研究也在稳步推进,应用生态日益稳健。
  D. U) I3 R5 g" r' B) d' G" E$ W& G' X; A3 S+ X
  本文旨在聚焦一个同样重要却易被低估的韧性(乃至可扩展性)要素:协议的简单性。( n! M# U. m3 X1 i4 |8 W  r

. S2 j4 b$ o" n1 j  比特币协议最令人赞叹之处在于其优雅的简洁性:. Z: m8 _: d9 E- v" p4 h# H

+ p! C5 t% }0 Q0 @$ e, n
- d' t& d) ?& E/ h: N1 Z; F0 ?  1. 存在一条由区块组成的链,每个区块通过哈希与前一区块相连。
8 D! @! F+ l. o& m& y; C
1 \) d5 w5 A% w) ?2 L2 I0 N, b  2. 区块的有效性通过工作量证明(PoW)验证,即检查哈希值的前几位是否为零。
1 v+ @& R" c' }( J+ L& t6 s
1 o6 p+ y0 l8 e: `& s  3. 每个区块包含交易,交易花费的币要么来自挖矿奖励,要么来自之前的交易输出。
, z* L; N, o+ s
1 ~/ o0 e) w8 p+ r9 c  仅此而已!即便是一个聪明的高中生也能完全理解比特币协议的运作,而一个程序员甚至可以将其作为业余项目编写一个客户端。
# {: ]  g8 _5 b' O" j* {! S2 X) f; g7 S) U+ B1 `% v/ ^5 _; N
  协议的简单性为比特币(以及以太坊)成为可信、中立的全球基础层带来了诸多关键优势:
3 r" E' D3 y' ~6 W. r
9 i- L6 U) r: z* K& \  1. 易于理解:降低协议的复杂性,让更多人能够参与协议研究、开发和治理,减少技术精英阶层主导的风险。+ i9 p# \- l0 N. b1 E7 R! Q3 n  n

% q% m8 D' X/ ]# ?* q1 F1 k2 ^  2. 降低开发成本:简化协议大幅降低创建新基础设施(如新客户端、证明器、开发者工具等)的成本。
3 q! B/ A4 u1 I* R( \8 P8 D* r" H3 {  Z5 K& h& L0 b# H! J
  3. 减少维护负担:降低长期协议维护的成本。
7 n+ t. J) s  y) L; o
; i! X1 ~" m/ x4 R+ l3 y2 |  4. 减少错误风险:降低协议规范及实现中发生灾难性错误的可能性,同时便于验证不存在此类错误。
" Z2 n7 J; J% A, Y; o
) U$ C4 H9 S/ v  ^7 M  5. 缩小攻击面:减少协议的复杂组件,降低被特殊利益集团攻击的风险。
( {: U, e6 t/ q7 R( o; r+ c  `" k0 `; b
  历史上,以太坊(有时因我个人的决策)常常未能保持简单,导致开发成本过高、安全风险增加以及研发文化的封闭性,而这些复杂性追求的收益往往被证明是虚幻的。) L6 E. }& N' o- q$ U" q' }

6 m- x( L+ D2 V- q本文将探讨五年后的以太坊如何接近比特币的简单性。; [" }) o2 Z: @

7 W4 s7 L6 D. z0 \7 m5 c' k  简化共识层. F- A' f! x* @( ~' j7 _9 g
3 c7 J' ^: `' ]! R: y# \
/ H5 |/ T  z( U* a. I  m6 l
) Z1 u7 G4 w/ l
  新的共识层设计(历史上称为 “信标链”)旨在利用过去十年在共识理论、ZK-SNARK 开发、质押经济等领域的经验,构建一个长期最优且更简单的共识层。
3 A3 m/ I$ B3 h! l0 O
) W$ |2 S  D0 o* \相比现有信标链,新设计显著简化:
9 I/ }6 T( M0 T- }- u; V
3 q0 s" j  c; ~- \$ F  1. 3-slot 最终性设计:移除槽(slot)、周期(epoch)、委员会重组等概念,以及相关的高效处理机制(如同步委员会)。 3-slot 最终性的基本实现仅需
2 s  F# n6 b+ _" q8 `2 ?! P& k: w8 R4 G. w4 [9 x
约 200 行代码,且相比 Gasper,安全性接近最优。" P' F$ j5 v  w- G- {
& t# @! q: c% q7 _5 c: L' j
  2. 减少活跃验证者数量:允许使用更简单的分叉选择规则实现,增强安全性。
! S) }) K. ^7 r
& M7 `1 r7 r3 A: I+ j) T: p7 T  3. 基于 STARK 的聚合协议:任何人都可成为聚合者,无需信任聚合者或为重复位域支付高昂费用。聚合密码学的复杂性较高,但其复杂性被高度封装,+ ]0 L& ]& `6 b! B) K$ ?2 A0 D
6 x% E/ r" b8 T3 I) r' l
系统性风险较低。
! W6 u" l9 d% y& J
1 x6 Z6 F; g$ r  |' t/ `  4. 简化 P2P 架构:上述因素可能支持更简单、更稳健的点对点网络架构。' c+ ^8 p4 W1 I1 L- a  H

* |  P: M/ B6 [; E) o, H5 z  5. 重新设计验证者机制:包括进入、退出、提款、密钥转换、 inactivity leak 等机制,简化代码行数并提供更清晰的保证(如弱主观性周期)。" _, r# J7 k) Y9 _9 G! W7 C3 I( k

9 H2 c4 [+ j8 \8 f  共识层的优势在于其与 EVM 执行层相对独立,因此有较大空间持续改进。更大的挑战在于如何在执行层实现类似简化。6 C! Q2 Q. b# [5 e1 o

" j6 P, Q/ F' H/ L$ t- c" o  简化执行层
; y1 M7 ], Z. U, d. T& ~# h9 z' [0 G! e  _7 ]4 E" D2 t0 _
  EVM 的复杂性日益增加,且许多复杂性被证明无必要(部分因我个人决策失误):256 位虚拟机过度优化了如今已逐渐过时的特定密码学形式,预编译
/ @% [7 g  \* l& o# n6 q
; X! u3 n4 s* N5 P(precompiles)为单一用例优化却鲜被使用。
7 x3 j+ e4 j; k0 X. n: w9 H' _1 a. ^6 J. @
  逐一解决这些问题效果有限。例如,移除 SELFDESTRUCT 操作码耗费巨大努力,却仅带来较小收益。近期关于 EOF(EVM Object Format)的争论也显
, B, O: @' @* X
3 Z; i6 g' ~& U示出类似挑战。
. r; m8 O" C$ i0 P1 A5 C$ J, M8 g4 C$ w. K/ S
  我最近提出一个更激进的方案:与其对 EVM 进行中等规模(但仍具破坏性)的更改以换取 1.5 倍的收益,不如向一个更优、更简单的虚拟机过渡,以9 D  b4 _9 E( S6 K, L0 h5 q% b

8 Q7 w0 u0 a4 [! `4 p" G9 }实现 100 倍的收益。类似于 “合并”(The Merge),我们减少破坏性变更的次数,但使每次变更更具意义。具体而言,我建议将 EVM 替换为 RISC-V,或
" w) z% R. n7 Q+ u# D+ B* |# `+ V0 q+ L% b; M
以太坊 ZK 证明器使用的另一种虚拟机。这将带来:1 n& y# X% y0 A& @' M5 k, C
7 e0 N; u. Q: Y9 s
  1. 效率大幅提升:智能合约执行(在证明器中)无需解释器开销,直接运行。Succinct 的数据显示在许多场景下性能可提升 100 倍以上。6 k- z% l" T* q  ?, B! w

* v- a  d+ C0 Z+ {3 A/ J8 N  2. 简单性大幅改进:RISC-V 规范相比 EVM 极其简单,替代方案(如 Cairo)同样简洁。
" x) L# P9 C9 M" Z  F& w4 a, D  o  w5 v
  3. 支持 EOF 的动机:如代码分区、更友好的静态分析、更大代码大小限制等。
0 l! |$ q- e, G( A- G
6 }6 |% }6 @1 [. c: R  4. 更多开发者选择:Solidity 和 Vyper 可添加后端以编译到新虚拟机。若选择 RISC-V,主流语言开发者也能轻松将代码移植到该虚拟机。
1 d/ N7 h% u7 I: g5 }$ L  R1 u$ y8 V4 ~  E
  5. 移除大部分预编译:可能仅保留高度优化的椭圆曲线操作(量子计算机普及后连这些也将消失)。% |$ F0 V/ I" m4 K. {
4 Z  q5 k! A6 x5 A+ k  t# Y
  主要缺点是,与已准备就绪的 EOF 不同,新虚拟机的收益需较长时间惠及开发者。我们可通过短期实施高价值的 EVM 改进(如增加合约代码大小限制、( Y# u) _4 @0 D

. K! r, g1 v4 X! U+ c  h支持 DUP/SWAP17–32)来缓解这一问题。. Y6 l* C6 b( c8 Y7 L- W# Q
# U1 E7 V  m' E: ]# w  h
  这将带来更简单的虚拟机。核心挑战在于:如何处理现有的 EVM?, g- d, n6 P. @/ {; z' z4 x/ q! r

3 q4 E; D' B- t, r8 D* z' Y) ^  虚拟机过渡的向后兼容策略
1 W4 _4 B$ t6 _3 J# F+ D* x' C* Q3 l
  简化(或在不增加复杂性的前提下改进)EVM 的最大挑战在于如何平衡目标实现与现有应用的向后兼容性。
6 F/ Z; v; b6 p6 l
: I0 V! Q8 e: \  首先需要明确:以太坊代码库(即使在单一客户端内)并非只有一种定义方式。# _3 P* h6 z7 z7 V4 F6 D4 y1 R

8 m2 o9 Z- B$ W
, j  `% F1 u: |# k1 t( s5 L  目标是尽量缩小绿色区域:节点参与以太坊共识所需的逻辑,包括计算当前状态、证明、验证、FOCIL(分叉选择规则)及 “普通” 区块构建。. E6 I% Y: H# ]$ W& g0 [- L
2 x8 N# ]7 t5 n
  橙色区域无法减少:若协议规范移除或更改某执行层功能(如虚拟机、预编译等),处理历史区块的客户端仍需保留相关代码。但新客户端、ZK-EVM 或
0 G% _! c: x3 P- _+ n. D) y- p
/ ~) [# _% t% s- R形式化证明器可完全忽略橙色区域。7 S. W8 {/ d  n, B3 I" S
0 `# t6 b3 Q* a$ G' f2 b+ e4 c
  新增的HS区域:对理解当前链或优化区块构建非常有价值,但不属于共识逻辑。例如,Etherscan 及部分区块构建者支持 ERC-4337 用户操作。若我们
, n, ]: B' e4 L6 e: h5 g/ W* V9 E8 g( H4 d% O4 d( d  Y
用链上 RISC-V 实现替换某些以太坊功能(如 EOA 及其支持的旧交易类型),共识代码将显著简化,但专用节点可能继续使用原有代码进行解析。
8 S; n! C- r. n  j$ X( C2 x
) L1 g0 G) o; e: U* Y, n; B! ?" q' Q  橙色和HS区域的复杂性是封装复杂性,理解协议的人可跳过这些部分,以太坊实现可忽略它们,这些区域的错误不会引发共识风险。因此,橙色和HS区
+ j% p! y4 O" y* v$ N+ z, [, k: B+ ]
: Z8 r, R1 X; y* Y% Z% a域的代码复杂性远比绿色区域的复杂性危害小。
) K* u  z4 Z9 H8 H) x4 G0 L! r
# w3 u* G5 @0 r% D1 f* D  将代码从绿色区域移至HS区域的思路,类似于苹果通过 Rosetta 翻译层确保长期向后兼容的策略。
1 f7 I# x( l7 Q# F$ A+ P; `3 b4 ~6 n
  1. 要求新预编译提供链上 RISC-V 实现:让生态系统逐步适应 RISC-V 虚拟机。/ _; o# I, q7 W8 V7 _

$ y. Y' V! n8 i! H! M  2. 引入 RISC-V 作为开发者选项:协议同时支持 RISC-V 和 EVM,两种虚拟机的合约可自由交互。& ^3 `! ]' M+ o" ]( Y+ H

7 m! }! T6 j0 d+ n5 L1 J2 `2 k6 Y2 Z# v$ x  3. 替换大部分预编译:除椭圆曲线操作和 KECCAK(因需极致速度)外,用 RISC-V 实现替换其他预编译。通过硬分叉移除预编译,同时将该地址的代码
* s! G" D$ C. ?4 E+ K. R/ o3 Y& E
/ \4 S1 y; v8 \8 A(类似 DAO 分叉)从空更改为 RISC-V 实现。RISC-V 虚拟机极其简单,即使在此止步也净简化协议。
& x& d, d% b) |0 C) Y) `# W% G  V
: O! R- V+ C( n9 q4 ^# f  4. 在 RISC-V 中实现 EVM 解释器:作为智能合约上链(因 ZK 证明器需要已进行)。在初始发布数年后,现有 EVM 合约通过该解释器运行。3 ?9 F" M- I/ B# W+ M4 L- I

0 o: H+ R7 L3 d
" n0 T; S6 R0 z) k1 c  完成第 4 步后,许多 “EVM 实现” 仍将用于优化区块构建、开发者工具和链分析,但不再是关键共识规范的一部分。以太坊共识将 “原生地” 仅理解 RISC-V。' R. n: \  c; x
" _. x/ O% B1 O$ R* ~0 U5 r
  通过共享协议组件简化
( m/ U1 H9 Q1 C# p! g3 B% j, T+ k1 {4 l5 ], A- c% F% R
  降低协议总复杂度的第三种方式(也最易被低估)是尽可能在协议栈的不同部分共享统一标准。不同协议在不同场景下做相同的事情通常毫无益处,但这种
8 S$ U" O1 o! q
* P) s/ F- G) E模式仍常出现,主要是因为协议路线图的不同部分缺乏沟通。以下是几个通过共享组件简化以太坊的具体示例。( Y7 }* c' U2 E0 [" R, q

% a; T" V: n; u8 U+ H: Q; H) G- f  统一纠删码3 W5 M  z5 E9 S  ?3 a; \

; e% e; I& j- g) D7 X+ f3 @! V$ l
8 j0 F- Y3 E# V  我们在三个场景中需要纠删码:( {, E8 f( J' c  {! j
& B$ ^$ L! D9 ^
  1. 数据可用性采样:客户端验证区块已发布。
/ G8 C) e3 Z: s+ K: `8 q# c2 e' J! T" ^$ Z
  2. 更快的 P2P 广播:节点接收 n/2 个片段后即可接受区块,在延迟与冗余间取得平衡。+ T8 C" F1 a# x8 i

/ L) k8 B) u% _+ G/ Z: B  3. 分布式历史存储:以太坊历史数据分片存储,每组 n/2 个片段可恢复其余片段,降低单一片段丢失风险。
+ l6 J8 G0 k$ V/ C3 k" H8 z0 S, h& o
  若在三种场景中使用同一纠删码(无论是 Reed-Solomon、随机线性码等),将获得以下优势:
; s/ a/ @) R* m" y
  N  v, z+ C. Q& L  1. 最小化代码量:减少总代码行数。( T8 R  F+ m/ n1 Z

2 P% R" m$ E, G( C9 r  ~8 G( ~3 W  2. 提高效率:若节点为某场景下载部分片段,这些数据可用于其他场景。
  Z% ^6 e4 M6 {: ?$ t
$ U' G6 ?7 O: E% b0 i  3. 确保可验证性:所有场景的片段均可根据根验证。
' d+ F2 H* H$ {1 A; l0 p0 r& y# i
$ l: O! y! D/ F0 t4 c  若使用不同纠删码,至少应确保兼容性,例如数据可用性采样的水平 Reed-Solomon 码与垂直随机线性码在同一域操作。
% ^0 H9 }: Y3 D- q* s: _) ~5 V2 D) Y
  统一序列化格式& f  T+ _; {" S$ t+ w/ [0 h

2 L8 t3 ^& L, D9 d( \; c  d( x7 K4 {+ `. Y2 y3 |  M
  以太坊的序列化格式目前仅部分固化,因数据可按任意格式重新序列化和广播。例外是交易签名哈希,需规范格式进行哈希。未来,序列化格式的固化程# U4 L6 p- b& S' N
, z0 x7 ]! m2 e8 h* B
度将因以下原因进一步提高:
+ z9 p' _6 d; g7 U  h8 v+ D' G0 q
  1. 完全账户抽象(EIP-7701):交易完整内容对虚拟机可见。2 O. y& H( H% a4 B' n

2 z  C  {( [' r7 q6 L  2. 更高的 Gas 限制:执行层数据需放入数据块(blobs)。
8 ]( @3 w% U( d* s% f
9 `7 u% w8 |% \  届时,我们有机会统一以太坊三个层级的序列化格式:执行层、共识层、智能合约调用 ABI。* s% e5 o4 U- q1 c& ]' U

1 v' c- l0 T# ^5 k4 ~5 g8 A  我提议使用 SSZ,因为 SSZ:
0 r; d. i8 C2 B+ U: r' ]9 ?8 u: i' l
  1. 易于解码:包括在智能合约内(因其基于 4 字节的设计和较少的边缘情况)。; V1 E; L* I8 q: Q

* ?7 h' Y; J- h9 w3 A5 _( ^0 g  2. 已在共识层广泛使用。
1 }/ ~* o" x' F* w, ]: O: T$ @+ ?' P8 X
  3. 与现有 ABI 高度相似:工具适配相对简单。
0 l0 c" h" O% R" A' w6 Y; ~( P5 X# G0 u' C- u6 G
  已有向 SSZ 全面迁移的努力,我们应在规划未来升级时考虑并延续这些努力。
; v; s6 a: F$ f" [
- u# `6 }& Z( z% p# Z! k  统一树结构
. |9 }+ x# k  h. }5 U4 L% a' q3 h- y' o$ ]
6 i- y5 D' H& g/ p3 S
  若从 EVM 迁移到 RISC-V(或其他可选的最小虚拟机),十六进制 Merkle Patricia 树将成为证明区块执行的最大瓶颈,即使在平均情况下也是如此。迁移
; g2 q8 X) u- |' @* I5 R* m1 T- c% T; X  w4 L  i- D& d
到基于更优哈希函数的二叉树将显著提升证明器效率,同时降低轻客户端等场景的数据成本。$ \7 k1 X9 D% y" _: ~+ M
% G" I0 q# a/ e: q: M% p, i" y
  迁移时,应确保共识层使用相同的树结构。这将使以太坊的共识层与执行层可通过相同代码访问和解析。
+ _; `+ G4 ^  i3 q7 B
' G5 h% g& R3 [, K: P1 [  从现在到未来  }! N: M' c! i8 S, Y- Q. [
. m# _! e! y4 t: ^$ @
  简单性在许多方面类似于去中心化,二者均为韧性目标的上游。明确重视简单性需要一定的文化转变。其收益往往难以量化,而额外努力和放弃某些耀眼功
: B: b' W' b1 `# G5 w0 r( M$ X
+ x2 `* j* V  K/ W+ Z0 h4 O, [1 V能的成本却立竿见影。然而,随着时间推移,收益将愈发显著 — — 比特币本身就是绝佳例证。
4 U! x" ?8 Q* p- A
$ m/ Z! \- |) p5 ^  我提议效仿 tinygrad,为以太坊长期规范设定明确的最大代码行数目标,使以太坊共识关键代码接近比特币的简单性。处理以太坊历史规则的代码将继续存6 ~# R1 z4 c: M

2 ]' Q7 L- [$ h1 k* d在,但应置于共识关键路径之外。同时,我们应秉持选择更简单方案的理念,优先选择封装复杂性而非系统性复杂性,并做出提供清晰属性和保证的设计选择。
3 W" V7 Y; I8 z* \9 j( O$ t9 H6 |0 Q
3 `3 C5 c8 A8 M/ u' I* U" i7 ^

  H7 \: w% k: P8 P- Y* R
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2#
想要简单也是不容易的事情啦。
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3#
建议需要理智的人,要不然的话索性不给更好。
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4#
楼主的理论打法还是很好啊,来收藏下了解下了
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5#
主题回复处广告图案-天策传媒
你估计也是一个理论很内行的玩家,感激你的分享。
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6#
这个理论打法说起来是绝对有用的,我也来学习
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7#
我的成果的功劳都是楼主像这样的理论分享。
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8#
建议什么的与我没有关系,根本不感兴趣了
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这么个的建议我也是要来看看,学到点东西了
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具体的理论打法还得让老哥来解答啊
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给建议还是需要心平静和的人啊,我也是来旁观了
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12#
这样的理论打法是十分科学好有道理哦,我也来学习
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给建议什么的都是大神,我只是来围观一下而已
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理论虽然看起来很利害,但是我还是不行
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15#
谢谢楼主的理论分享,也是可以了解到很多的。
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16#
这样的理论还是可以多多学学一下。
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你的理论打法也是有在记录中的呀?
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