ARK:一文读懂最新版以太坊发展路线图

原文标题：《AnnotatedEthereumRoadmap》

原文编译：domothy，ETH?中文站

本文基于最新以太坊路线图进行内容注解，旨在为读者了解以太坊路线图上各个部分提供入口点，每一部分都做了简单的概要介绍。

注意：如路线图上箭头所示，所列出的各个部分并非连续进行的工作，它们的推进是并行的。

TheMerge

目标：实现一个理想化的、简洁的、拥有鲁棒性的以及去中心化的PoS共识机制。

已完成工作

2020年12月1日—信标链启动

引入以太坊PoS共识层，由验证者质押ETH来维护该层网络安全；

信标链在共识规范中被称为阶段0?；

2021年10月27日—热身分叉-共识层客户端开发者们在协调硬分叉升级方面进行了一次试运行。

Altair引入了同步委员会来支持轻客户端，并对惩罚进行了一些调整；

Altair主网升级公告；

Altair规范；

「What’snewinETH?2?」中对Altair进行解释的那期；

2022年9月15日—合并！PoW退休-在区块高度15537394处完成共识层和执行层的合并。

下一步的工作

提款—允许验证者提取全部或者部分质押金

Capella分叉指定共识层中的变更；

EIP-4895?指定执行层中的变更；

TimBeiko关于提款的FAQ；

提款元规范和其他信息；

分布式验证者—「多签，不过是用于质押的」，这项技术中，n人共享同一个验证者并且m-of-n必须就其行为方式达成共识。

通过防止意外的罚没来强化质押机制，并使其更加容易参与；

这并非协议内的工作，SSV和?Obol等团队正致力于这项研究；

美国得州电网前CEO：比特币挖矿对德克萨斯州有好处:金色财经报道，美国得克萨斯州电网前CEO表示，比特币挖矿对德克萨斯州有好处，它稳定了价格，并促使更多可再生能源进入我们的系统。[2023/3/7 12:45:53]

视域合并—调整分叉选择规则以减轻一类攻击。

本质上就是「强制」诚实的验证者能够看到正确的链头，以减少作恶验证者分裂投票并重组对其有利的区块的机会；

ethresear.ch帖子中有许多关于这项研究的背景；

改良的聚合—以太坊努力支持尽可能多的验证者，但是让每个验证者对每个区块投票太占用带宽了。退而求其次就是聚合签名，但这也有其局限性，而且可以做得更好。

关于BLS聚合签名的好处的解释帖子；

潜在的候选签名技术：Horn；

单个slot实现最终确定性—每隔一个slot敲定一次链状态，而不是每隔一个epoch。

通往单个slot实现最终确定性之路；

除了改良签名聚合之外，我们还必须弄清楚两件事：

???????-SSF共识算法-现有的与SSF兼容的算法是不够的，我们想要一个即便是超过1313名验证者离线也能保持链的活性的算法；

????????-SSF验证者经济学-如果我们最终不得不限制验证者的数量，我们如何限制参与率，以及我们需要做出什么牺牲？

秘密领导选举

目前，被选中提议一个区块的验证者是稍微提前知道的，这使得潜在的DoS攻击能够专门针对即将到来的区块的领导者；

ethresear.ch有一篇帖子是关于基于随机混洗的单一秘密领导选举的协议：除了领导者自己，没有人知道谁将是这个slot的领导者，直到他们将自己的区块与领导者证明一起公布出来；

非单一秘密领导者选举可能也是一种选择；

支持更多验证者—正在进行的长期努力：安全地支持更多的验证者始终是我们的目标。

Coinbase Support：正在处理以太坊网络存款延迟问题:金色财经报道，Coinbase Support表示，正在处理以太坊网络存款延迟问题。资金是安全的。[2023/1/5 10:23:02]

量子安全的、聚合友好的签名—在量子计算机成为一个合理的担忧之前，使以太坊成为量子安全的是我们长期努力的一部分。

所用的BLS签名方案基于的密码学已知会被量子计算机破解，但已知是量子安全的替代签名方案并不像BLS那样有效地聚合签名；

两个主要的量子安全方案是基于STARK的和基于Lattice的；

TheScourge

目标：确保可靠且可信中立的交易打包过程，避免MEV带来的中心化以及其他协议上的风险。

相关链接：

以可信的中立为指导原则；

关于MEV的多条推；

关于MEV和PBS的文章；

关于PBS的链接清单；

已完成工作

协议外的MEV市场—MEV-Boost中间件允许普通验证者从MEV中获利，而无需自己运行复杂的MEV策略。

这个解决方案本身不完整，因为它有审查问题；

阅读文章「TheCostofResilience」和「TheFutureofMEVisSUAVE」，了解使得这些协议外的MEV市场更加有弹性的计划；

下一步的工作

打包列表或者备选方案—让区块提议者对区块构建者进行限制，即强迫他们纳入交易。

打包列表相关笔记；

研究如何在不增加提议者负担的情况下约束构建者；

协议内PBS—将区块构建市场直接写入协议内。

MEV销毁—让区块链获取原本从链上经济中提取的价值。

通过提议者拍卖来直接进行MEV销毁的提案；

委员会驱动MEV均匀分配让协议意识到MEV；

福布斯：Game Space加速Web2游戏公司进入 Web3，帮助粉丝通过 NFT 在娱乐领域创收:9月26日消息，福布斯就粉丝如何通过 NFT 在娱乐领域创收进行了刊文报道。文中提到，迄今为止世界上一些最大的娱乐平台和特许经营权拥有者都在利用 NFT 和元宇宙。对于大多 Web2 企业来说，换到到Web3需要对自身基础设施进行大调整，而Game Space提供了一种更快速、更低成本采用 NFT 和元宇宙技术，进入Web3的解决方案。

福布斯称，许多公司都在不断尝试如何转型进入Web3，利用NFT可能会让他们在未来几年处于娱乐行业的前沿。但并非每个Web2企业都有专业能力或预算去做，Game Space提供的技术可帮助当前的Web2游戏公司不到一周的时间内切换到Web3，即刻拥有 NFT 功能、创建交易市场并部署多链功能，而无需从头开始构建。

?[2022/9/26 22:30:06]

通过经济激励措施设置验证者子集的上限，将通过负增发间接销毁MEV；

应用层MEV最小化—这个工作与L1没有直接关系，它涉及到开发者在设计他们的dapp时需要记住MEV。这里有几个采用MEV最小化策略的DApp的例子。

分布式构建者路线。由于区块提议过程是保持去中心化的，我们现在有一个单独的问题，即区块构建变得中心化。即便路线图上的所有其他部分都旨在最大限度地减少区块构建中心化可能带来的最坏情况，能够将区块构建分布在许多节点中仍然是一个很大的好处。

Blob结构-寻找方法来减轻数据分片在许多节点上的高带宽和处理要求，而这些节点是普通消费者级别的硬件可以运行的；

预确认服务-给予用户强有力的保证，他们的交易将被打包进下一个区块中；

抢跑保护-尽量减少有的MEV，如三明治攻击，使得分布式的构建过程保持可信的中立；

这依然是一个活跃的研究领域，具有非常开放的设计考虑，所以目前还不清楚前面两个框框是否应该被写入协议内。

相关链接：

Celsius：7000万美元的现金救济将加强今年生存的能力:金色财经报道，加密借贷平台Celsius Network表示，新发现的7000万美元现金可能会帮助该公司继续运营到2022年底。根据该公司的法律伙伴Kirkland & Ellis周四提交的一份文件，在美国纽约南区破产法院举行的第三次破产听证会上，Celsius预计偿还美元计价贷款的收益约为7000万美元。在听证会上，Kirkland & Ellis的一名律师说，这些贷款被误认为是与美元挂钩的稳定币，贷款人本来不能用这些稳定币来为其业务融资。

根据Celsius的规定，它预计将在10月7日前收到大部分的还款。预测显示，到11月底，其可支配现金余额将达到4200万美元。推断其每周的净现金流，现金堆将只能勉强维持到今年年底。[2022/9/3 13:05:53]

关于合并后区块构建的演讲，提到了去中心化区块构建

关于去中心化构建者的演讲

关于分布式区块构建的一些想法

TheVerge

目标：验证区块应当超级容易—下载N个字节数据、执行一些基本计算、验证一个SNARK然后你就完成验证了。

这一部分基本上是关于通过使得轻客户端最终可行，以填补「客户端方面的不足」：并非每个人都想或者能够运行一个全节点。TheVerge的目标是引入去信任或者信任最小化的替代方案，这种节点易于运行，不需要大量的存储和带宽。TheVerge的最终目标是让这些轻客户端提供与目前全节点相同的安全保障。

这一切都依赖于零知识技术，如SNARKs和STARKs，它们本身依赖于多项式承诺方案。这里有一些关于这方面的链接：

介绍zk-SNARK为什么可能

剖析STARK

假设你是懂一些数学和编程的人，向你解释zkSNARK

多项式承诺方案在扩容以太坊中的作用

已完成的工作

解决了最严重的EVMDoS问题—主要是Gas定价问题，已在柏林升级中解决。

约50名加密和隐私倡导者在荷兰抗议Tornado Cash开发者Alexey Pertsev被捕:8月21日消息，一个由大约50名加密和隐私倡导者组成的团体在荷兰阿姆斯特丹水坝广场抗议Tornado Cash开发者Alexey Pertsev被捕，其妻子帮助组织并参加了这次示威活动，抗议者认为Alexey Pertsev不应该对编写开源代码负责，无论不良行为者如何使用它。

此外未来几周伦敦可能会举行第二次抗议活动，目前已有近1500人签署请愿书参与抗议。（The Block ）[2022/8/21 12:38:28]

基本的轻客户端支持—多亏了同步委员会，很容易构建遵循共识层的轻客户端。

了解Helios客户端是如何利用同步委员会的；

下一步的工作

EIP-4844实现—在主网部署EIP-4844?

将需要一个「仪式」来创建受信任初始化：解释、预估时间线、规范；

EIP-4844实现时间线概览；

基本的Rollup扩容—依赖于下面的工作：

EIP-4844-所实现的可扩展性依然被认为较基础/有限，这是因为「每一个节点下载所有数据」的性质限制了blobspace的可用容量；

rollup的有限辅助轮阶段；

完整的Rollup扩容—依赖于下面的工作：

DAS的P?2?P设计：涉及数据分片网络连接问题的一些工作以及研究；

数据可用性采样客户端：开发轻量级客户端，可以通过对几千字节的随机采样快速判断数据是否可用；

有效的DA自我恢复：能够在最恶劣的网络条件下有效地重建所有数据

不使用辅助轮的Rollup：完全去中心化的定序者、去信任的欺诈证明、不可变的合约等等；

量子安全的、无需受信任初始化的承诺—在量子计算机成为一个合理的担忧之前，使以太坊成为量子安全的是我们长期努力的一部分。

虽然高效且强大，但到处使用的多项式承诺并不是量子安全的，并需要一个受信任初始化。对更理想的长期使用的承诺的研究正在进行中，最终目标是在底层对KZG进行热转换；

SNARK/STARK专用集成电路—专门用来创建证明的硬件。

Verkletree—将用于全局状态的数据结构替换成一个更高效的版本。

VerkleTree的链接清单

关键的好处是能够生成非常简洁的证明，轻客户端可以只通过区块头很容易地验证这些证明，以核实像账户余额这样的东西-它们已经可以利用同步委员会来验证给定区块头实际上是主链的一部分；

需要编写出合适的规范、确保安全地迁移，以及搞清楚它将如何影响更新/编辑状态的EVMGas开销；

基于SNARK的轻客户端—对同步委员会的状态转换生成SNARK证明，以快速证明哪些验证者组成当前的同步委员会。

完全基于SNARK的以太坊—以下3项加在一起构成了「以太坊最终图景」的一个重要里程碑，即实现极其高效以及去信任的区块验证：

用于Verkle证明的SNARK-通过将Verkle证明合并进单个SNARK中，区块将包含一个关于它们修改的部分状态的简短独立证明，因此不需要验证区块N-1的整个状态来验证区块N是否正确修改了它；

用于共识状态转换的SNARK—从信任最小化的同步委员会转变为对共识层上发生的所有事情进行完全去信任的验证；

用于L1EVM的SNARK—利用rollup团队在zk-EVM上所做的工作，将zk-EVM直接集成到L1中：

-?阅读关于写入协议内的Rollup的帖子；

提高L1Gas上限—通过消除目前「每个节点都需要存储所有东西」的负担来实现去信任地验证区块，这将更容易地形成更大的区块以获得更多L1可扩展性。

转向量子安全的SNARK—在量子计算机成为一个合理的担忧之前，使以太坊成为量子安全的是我们长期努力的一部分。

SNARK基于的密码学是已知能够被量子计算机破解的，而STARK不是；

ThePurge

目标：简化协议、清楚技术债和通过清理历史数据限制参与网络的成本。

已完成工作

清除大多数Gas返还—所有的Gas重新定价工作已在柏林升级完成。

信标链快速同步—从最近敲定的epoch同步而不是从创世开始同步，这方面的所有开发工作已完成。

EIP-4444规范—阅读EIP规范了解。

下一步的工作

历史数据休眠—通过让旧的历史状态休眠来降低存储需求、减少同步时间和代码复杂性。

阅读此条推特长文；

依赖于EIP-4444的实现，即通过其他方式来访问历史状态的替代方案；

Vitalik针对历史数据休眠的AMA；

状态休眠—关于状态，修复「一次性支付，数据永久储存」的问题。

这个想法主要关于让状态未使用的部分自动休眠，只保留一个verkletree根，如果需要的话，用户可以用它来激活休眠的状态；

Vitalik针对状态休眠机制的AMA；

依赖于这些工作：

-基本的状态休眠规范：我们打算如何实现它，请看这个潜在的路线图；

-地址空间扩展：增加地址尺寸大小，从20字节增加到32字节，以防止冲突，并增加关于状态周期的数据；

-应用分析：搞清楚它会如何破坏当前的应用/合约，以及这些应用/合约需要如何适应；

日志改革—简化事件日志的工作方式，以便更有效地搜索历史事件。

序列化协调—执行层使用RLP进行数据序列化，而共识层使用SSZ，这将会使得逐渐抛弃RLP，而使用SSZ。

移除旧的交易类型—停止支持旧的交易类型以移除客户端的代码复杂性。

EVM简化路线

取消SELFDESTRUCT—这个操作码是许多问题的根源：

-《消除SELFDESTRUCT的实用解决方法》解释了为什么以及怎么样移除这个操作码；

-相关EIP：EIP-4758?、EIP-4760?以及讨论；

简化Gas机制—涉及移除许多与Gas相关的EVM功能，在此处提及过；

预编译->EVM实现—舍弃预编译合约，采用直接EVM实现；

TheSplurge

目标：完善其他东西。

所有那些不需要更高优先级的好东西都属于TheSplurge这一部分中。最大的一项就是账户抽象，但也有对现有内容的小调整。

已完成的工作

EIP-1559?—这个著名的EIP带来了许多好处，而不仅仅是销毁ETH。

ERC-4337规范—?这个ERC旨在不修改核心协议的情况下引入账户抽象

ERC-4337的解释；

下一步的工作

EIP-1559的最终形式—通过使其变得多维度的来完善EIP-1559?，更像一个AMMCurve和感知时间的。

EVM完善路线和ThePurge中的简化路线一起形成了EVM的最终形式。

EVM对象格式—一组多个EIP，允许在部署EVM字节码时对其进行验证和版本控制。请看这篇解释文章和推特帖子；

大型模运算—路线图中的许多密码学依赖于大量数字的模运算，这可以直接在EVM中更有效地完成；

进一步完善EVM—任何其他值得添加以改进EVM的东西，或者移除一些东西以消除复杂性；

实现账户抽象最终形式的账户抽象路线。有关以下内容的详细信息，请参阅Vitalik的描述：

ERC-4337—开发兼容的、实际获得采用的智能钱包；

自愿对EOA账户进行转换—通过一个EIP，允许普通账户不可逆地添加代码将其转换为合约，即成为4337兼容的智能钱包；

写入协议内—对所有现有账户强制进行上述转换；

可验证延迟函数(VDFs)—本质上是「非并行的工作量证明」，这将增强PoS和其他东西中使用的随机性。

参阅这篇贴文，介绍VDFs以及其潜在用途

探索针对老旧账户的解决方案—拯救这些「尘封的资产」需要花的Gas成本超过它们本身的价值——在这里看到一堆想法。

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