Vitalik 的文章：回顾以太坊的中短期扩张路线图

译者注：今年以来，Rollup 作为一个极具潜力的扩容计划，受到了广泛关注。几个使用 rollup 技术的二线项目已经在主网或测试网上启动。Vitalik 本人曾多次呼吁社区关注此事。使用汇总。本月初，Vitalik 在以太坊魔术师论坛上详细写过一篇文章，如果以 Rollup 作为以太坊未来的发展中心，以太坊的路线图应该如何调整？

需要注意的是，以太坊社区采用集市式的开发模式——没有中心化的中心，而是透明公开的讨论。也就是说，Vitalik 自己发了这个帖子后，并不代表以太坊的路线图会随之改变。集市模式极大地增强了以太坊的包容性和进化过程中集体智慧出现的可能性，所以当 Rollup 在区块链世界的进化过程中逐渐展现出潜力时，Vitalik 发起的讨论势必会成为rollup 在以太坊的演进中扮演着更重要的角色。

为了更好地说明文章中观点的背景，Vitalik在多个场合做了更详细的补充说明。我们将Vitalik在社交媒体上的相关言论放在本文开头作为背景介绍和总结；魔术师论坛的帖子放在中间作为正文；最后，我们还摘录了 Vitalik 在月初 ETHGlobal 活动上的问答，供读者参考。

分片没有取消，只是叠加

当前的 ETH2.0 路线图包括 3 个阶段：

阶段 0：PoS（这个阶段正在实施，即将实施） 阶段 1：数据分片，但不包括计算分片（即分片链将“包含”高达 2 MB/秒的数据，但数据都是哑数据对象，不是事务）阶段2：事务分片（碎片化事务处理功能） 目前以太坊的TPS大约是15-45，使用Rollup可以提高100倍的吞吐量。Sharding可以提高64倍的吞吐量。这两种技术实现的吞吐量是叠加的，也就是说在sharding的基础上叠加rollup，吞吐量可以提高6400倍。但目前的路线图会带来一个有趣的惊喜：实现分片应用的愿景要到第二阶段才能实现，但是在Phase 1可以实现sharding rollup，因为rollup只需要在主链上存储数据，不需要主链来实现计算功能。因此，在ETH2.0完全实现之前，以太坊具备扩容6400倍的条件。因此，不是用汇总代替分片，而是将汇总叠加在分片上。也就是说，在实现 sharding 之前，rollup 已经可以实现 100 倍的吞吐量提升，所以尽快使用 rollup！以汇总为中心的以太坊路线图 汇总叠加在分片上。也就是说，在实现 sharding 之前，rollup 已经可以实现 100 倍的吞吐量提升，所以尽快使用 rollup！以汇总为中心的以太坊路线图 汇总叠加在分片上。也就是说，在实现 sharding 之前，rollup 已经可以实现 100 倍的吞吐量提升，所以尽快使用 rollup！以汇总为中心的以太坊路线图

上周，Optimism 团队宣布启动 Optimism 测试网第一阶段（中文翻译），同时公布了主网启动路线图。Optimism 并不是唯一实施最佳汇总的团队，Fuel 的汇总也正在进入测试网，Arbitrum 也在进行汇总。Loopring 和 zkSync 实现的基于 zk-rollup 的 rollup 解决方案已经上线，基于 Starkware 技术的 Deversifi 也已经上线，部分用户已经在主网上使用了这些产品。OMG 主网 Beta 的推出表明，Plasma 也在向前发展。

同时，eth1 上的 gas 价格不断攀升至新高，以至于一些非金融类 dapp 被迫关闭，一些 dapp 只能在测试网上运行，错过了主网。

系统的可扩展性是Eth2的本质，Eth2的早期阶段正在快速推进。但是对于使用基础层的应用程序，可扩展性要到 Eth2 的最后一个主要阶段（阶段 2））才会出现，这还需要几年的时间。具有讽刺意味的是，在 Eth2 的 Phase 1 中，Eth2 可以用作 rollup 的数据可用性层，这远远早于 Eth2 可以被“传统”层应用程序使用。

总结这些因素，得出了一个特别的结论：以太坊生态系统可能会全力以赴（加上一些等离子和状态通道方案）作为可扩展性的近期和中期战略。以这个结论为前提，我们将得出一些关于以太坊核心开发和生态发展的优先级的结论，从某种意义上暗示了与当前路线图不同的方向。具体来说，我们可以得出什么结论？

短期路线图：围绕 rollup 推进 ETH1

关于短期方向，一个主要的收获是以太坊基础层的可扩展性将主要集中在扩展每个块可以容纳的数据量，而不是链上计算或 IO 操作的效率。因为对于汇总，其可扩展性的唯一决定因素是链上可以容纳多少数据。超出当前数据容量（大约 60 kB/秒）的任何​​扩展都将有助于进一步提高汇总的可扩展性。

从这个角度来看，以下基础层的改进仍然是有意义的（有助于提高 rollup 的可扩展性）： EIP 2929 ，以确保以太坊主链在当前 gas 设置下能够抵抗 DoS 攻击 EIP 1559 ，EIP 1559 既可以实现销毁ETH 还可以让一笔交易更容易被下一个区块打包（rollup 系统需要依赖主链上确认的交易） 新的椭圆曲线预编译，这样 ZK rollup 的潜在性能可以更充分地利用了 Hex->Binary tree 的变化，以及其他推动更好地支持无状态客户端的变化（无论主链如何使用，无状态客户端都是有价值的） 账户抽象不太重要，因为无论 L1 是否有账户抽象支持的可以在 L2 上实现。其他类似的“智能基础层功能”也将变得相对微不足道。

Eth1 客户端可以被乐观汇总客户端重用。一个optimistic rollup仍然需要有全节点，如果rollup内部的状态转换规则和以太坊类似，只是做了一些修改（这是Optimism的目标），那么就可以复用已有的代码来运行rollup full nodes。将共识引擎与状态转换引擎分离的工作已经在 Eth1+Eth2 合并的背景下进行，也有助于实现上述目标。

需要注意的是，像 TurboGeth 这样的项目仍然非常重要，只是受益最大的将是高吞吐量的汇总客户端，而不是基础层的 eth1 客户端。

短期路线图：围绕 Rollup 调整相应的基础设施

目前用户的账号在L1，ENS域名在L1，应用也在L1上运行。一切都需要改变。我们需要适应一个用户的主账户、余额、资产等完全在 L2 中的世界。这就导致了这些情况：ENS需要支持L2上的域名注册和转移；可以在此处找到有关如何执行此操作的可能建议。

L2 层协议应该内置在钱包中，而不是像 dapp 一样放在网络上。目前以太坊价格发展历史回顾，L2 集成到 dapp/dapp-like（如 Gitcoin 集成 zksync）需要用户完全信任 dapp，这比现状安全性要低得多。理想情况下，让 L2 成为钱包本身的一部分（元掩码、状态等），这样我们就可以维护当前的信任模型。这种支持应该标准化，以便支持 zksync 支付的应用程序将立即支持 zksync-inide-Metamask、zksync-inide-Status 等。

当资产在不同的 L2 之间转移时，我们需要在跨 L2 转移方面做更多的工作，以使用户体验尽可能即时和无缝。更明确地将 Yul 或类似的东西标准化为中间编译语言。

Ethereum 的底层 EVM 和 Optimism 的 OVM 使用的编译目标略有不同，但都可以通过 Solidity 编译。为了支持具有不同编译目标的生态系统，但同时避免 Solidity 的单一文化并拥抱多种语言，将 Yul 之类的东西更明确地标准化为中间语言可能是有意义的，这样所有高级语言都可以（通过编译成中间语言）被编译成 EVM 或 OVM。

我们还可以考虑一种更明确的形式验证友好的中间语言，它可以处理变量等概念并确保基本不变量，使形式验证更容易。

Rollup 中心主义的经济可持续性优势

加密货币项目必须在财务上可持续，这是一个不可回避的事实。到2020年，这意味着一个项目需要数百万甚至数千万美元的资金。其中一些可以由常见的公益资助实体提供，例如 Gitcoin Grants 或以太坊基金会，但它根本不足以达到上述资金水平。第 2 层项目可以通过推出自己的代币来筹集资金——当然，前提是代币有实际经济价值支持（即，L2 有望获得未来的费用）。

以汇总为中心的路线图的第二个重要好处是，它为 L2 协议留下了开放空间，这些协议可以直接或通过发行代币间接收取费用/MEV，以获得开发资金所需的东西。以太坊基础层的一个重要要求是信任中立性，这使得在协议内部很难为公益提供资金（想象一下谁应该得到多少钱很难达成一致），但是 L2 建立了自己的公益资助机制（你也可以在 Gitcoin Grants 上）的争议要小得多。因此，留出这个空间对于以太坊整体的长期经济可持续性来说是一个很好的战略举措。

撇开资金问题不谈，最具创造力的研究人员和开发人员通常希望在自己的地盘上产生影响，而不是在影响力不大的情况下与其他人争论以太坊协议的未来。此外，已经有许多现有项目试图创建各种平台。以汇总为中心的路线图为所有这些项目成为以太坊生态系统的一部分提供了明确的机会，同时仍保持高度的经济和技术自主权。

长期路线图

除了上述这些短期路线图级别的考虑之外，以汇总为中心的路线图可能意味着重新构想 Eth2 的长期未来：每个人都可以处理的高安全性执行分片，以及可扩展的数据可用性层。要理解为什么可以这样说，请考虑以下数据：以太坊当前的 TPS 约为 15。

如果每个人都搬到 rollup 上，TPS 就是 3000。一旦 Eth2 的 Phase 1 实施，rollup 就会转移到 Eth2 分片链上进行数据存储，理论上最大 TPS 可以达到 100,000。最终实现Eth2的Phase 2，在sharding的基础上实现计算。此时的TPS约为1000-5000 TPS。在我看来，当 Eth2 Phase 2 最终实施时，没有人会关心。到那时，不管我们喜不喜欢，每个人都已经进入了一个以 rollup 为中心的世界。到那时，继续走之前的路会比在 Eth2 完成后试图让每个人都迁移到基础链上要容易得多，因为在 Eth2 完成后迁移到基础链上并没有明显的好处，可扩展性会降低 20-100 倍。这意味着 Eth2 进入“阶段 <

这可能是 Eth2 更合适的目标，因为数据可用性分片比 EVM 计算分片安全得多。需要欺诈证明来验证分片 EVM 计算的不诚实多数证明，这需要严格且有潜在风险的两轮同步假设，但数据可用性采样（如果使用零知识证明或多项式承诺完成）在以下情况下是安全的异步假设。这将有助于将以太坊的安全模型与其他在执行级别分片的分片 L2 链区分开来。Eth2作为基础层的功能只需要恰到好处（中文翻译），不需要很强大。

从长远来看，Eth2 应该做什么？错开不同分片上的出块时间，以便在任何时候总会有一些分片在几百毫秒内产生块。这允许跨多个分片运行的超低延迟汇总以太坊价格发展历史回顾，而不会使链本身暴露于超低延迟的风险。改进和巩固其共识算法 调整 EVM 以对防欺诈验证更友好（例如，这可能意味着某种“框架”功能以防止代码突破沙箱，或允许重新映射 SLOAD/SSTORE 指令将存储以外的其他内容作为其数据源）。

更妥协的提议

如果你不认同上面“一路”到“Phase 1.5 is done”的发展方向，那么自然有一个折中的路径：让Eth2有少量的执行分片（例如4- 8）和更多的数据分片。我们的目标是执行分片的数量仍然足够小，在特殊情况下，普通计算机可以完全验证所有执行分片，但基础层空间仍将远大于路线图中当前设置的空间。

基础层空间不能太小，因为用户和应用程序仍然需要使用基础层进行一系列操作，比如在不同的 rollup 之间移动、提交欺诈证明、在 ZK rollups 中提交 ZK 证明、发行根 ERC20 代币合约（当然，大多数用户大部分时间都会使用 rollup，但是基础层合约必须存储在基础层的某个地方……）等等。而如果这些操作所涉及的每笔交易的成本是 140 美元，那么用户体验仍然很差。

因此，如果有必要，拥有 4-8 个执行分片而不是 1 个可以大大缓解这个问题。一台计算机仍然可以验证所有分片。如今，以太坊上每 13 秒就可以挖出一个块，平均验证一个块大约需要 200-500 毫秒，因此在短时间内验证 8 个线程是完全可行的。可以想象，客户端会有这样的对策：“只要网络延迟低，或者委员会达到全数的80%，依靠欺诈证明和委员会，特殊情况下可以直接验证所有分片” .

关于 ETHGLOBAL 这篇文章的问答

Q：L2致力于解决扩容问题。它在社区中已经研究和讨论了很多年，但之前的尝试似乎不太成功。你对汇总有多大信心？这次的扩张尝试与上一次有何不同？

答：我在一篇博文中更详细地讨论了这个问题（中文翻译）。我的主要观点是汇总不同于状态通道和等离子。扩容需要扩容两个方面，扩容和数据可用性。

我的观点是，状态通道和等离子都不能解决数据可用性问题，他们试图用一类特殊的用例相关技巧来解决它。与前两者不同的是，rollup 并不是把所有东西都放在链下，而是把计算放在链下，而是将一定量的数据（比如 10、16、50 字节）存储在链上，这就是为什么rollup 的扩展性能是有限的。也就是说，Rollup 更加妥协，为了支持任意状态机，牺牲了一些可扩展性。

对于 Plasma，起初我们认为我们可以解决在 Plasma 中运行任意状态机的问题，但最终我们意识到这是不可能的。但是对于rollup来说，有一些数学和技术上的证明可以证明rollup可以实现这些功能——任意状态机，也就是某种图灵完备性。实际上，rollup 已经成功运行了一段时间。例如，已经有 3 个 DEX 使用 rollup。你也可以在进行 gitcoin 捐赠时使用汇总。sythentix 等项目在支持 evm 的测试网中进行测试。

可以说状态通道和Plasma中没有解决的问题，我想在rollup中已经逐渐解决了。

问：目前 L1 是可组合/可互操作的，您认为未来还会提供吗？从另一个角度来说，你认为未来会有多个 rollup 并存，还是赢家通吃？

答：这是一个很好的问题。我认为最终会有一些汇总占主导地位。我认为汇总具有网络效应和反网络效应。主要的逆网络效应是：TPS越大，运行一个rollup全节点就越困难，这会在一定程度上降低其可用性。另一方面，目前rollup有几种不同的技术路线。希望这些技术路线和相应的技术特点在中短期内得到检验。从长远来看，也许一次汇总会是赢家通吃，但我还不确定

问：您在文章中概述了一个可能的愿景，您认为以太坊基础层何时会稳定下来？还是会继续迭代改进？

A：在我提出的路线图中，我希望以太坊2.0在1.5阶段达到一个基本稳定的状态，这也是我在文章《1.5阶段》中提到的完成了”的理由。但在此之后还会有持续的技术迭代，主要包括增加更多的零知识证明以提高安全性和效率，将共识机制从FFG更改为CBC，将密码原语切换为后量子密码学学习原语。这些改进不会影响以太坊的经济系统和基本的安全功能。我绝对期待技术会在很长一段时间内不断迭代优化，当然这些优化更接近运维层面。