ROLL:以太坊基金会研究团队AMA回顾：扩容专题

原文来源：以太坊基金会研究团队

编者注：2022年7月7日，以太坊基金会研究团队在Reddit上举行了第八次AMA。

ECN对这次AMA的大部分问题进行了整理和编译。需要注意的是，基金会研发团队成员就某些话题存在个人的看法和推测，为避免曲解，请以原贴为准。

由于篇幅较长，文章分主题整理，本文为扩容专题。

JonCharbonneau提问：

你能解释一下enshrinedrollup怎么运作以及它们在以太坊的潜在发展路径吗？(optimistic和zkEVM？)

(译者注：L2扩容研究者Polynya在这条推文中解释“enshrinedrollups”vs."独立(discrete)rollup"之间的区别就好比“公共部门”和“私营部门”)

还有就是你认为这可以带来的最大的好处和坏处是什么，因为有很多人在这一点上有不同的看法。

以太坊基金会JustinDrake回答：

enshrinedrollups

“Enshrinedrollups”是一个非常有趣的话题:)“Enshrinedrollups”指在L1上享有某种共识集成(consensusintegration)的rollup。而智能合约rollup?(见L2Beat和zkrollups.xyz中列出的例子)与其不同——完全在L2上运行，在共识之外。

共识集成可以给enshrinedrollup赋予超强的能力，但也要付出重大的代价——请看下文对好处和坏处的详细讨论。广泛地看，enshrinedrollup和智能合约rollup是互补的。我希望两者都能在“以rollup为中心的以太坊路线图”中发挥关键作用。

它们在以太坊的潜在发展路径(optimistic和zkEVM？)

目前的计划就是直接往enshrinedzk-rollup的方向发展。这是Vitalik发布的可视化路线图中“对所有东西生成ZK-SNARK证明”的一部分。以太坊基金会有一个由BarryWhitehat负责的大约10人的团队，致力于将规范的EVM实例升级为一个enshrinedzkEVMrollup。也就是说，构建一个状态根完全等同的zkEVM，为L1以太坊区块提供简洁的加密证明(SNARKs)，证明相应的状态根是有效的。这带来了各种好处：

前谷歌CEO：以太坊合并表明加密行业正在齐心协力，加密监管还为时过早:9月29日消息，前谷歌首席执行官 Eric Schmidt 在纽约 SmartCon 会议上表示，以太坊合并表明加密行业正在齐心协力。但他仍对 Web3 感到一些不满，认为目前的智能合约性能很差劲，同时 Web3 整体营销策略有点超前。

此外，Eric Schmidt 呼吁不要过早对加密新兴技术进行监管，他认为加密监管还为时过早，因为该技术仍在发展，加密的潜在问题尚未全部揭示。(Decrypt)[2022/9/29 22:38:44]

无需重新执行：验证者和其他全节点不再需要重新执行交易以验证一个区块。这为验证者移除了计算这一共识瓶颈，可能是一次提高EVMgaslimit的机会。移除重新执行的需求也加速了大多数同步策略。

共识更简洁：从共识中移除执行意味着验证者可以运行超简单的执行客户端，在这种客户端中，数以万计的共识关键的EVM执行代码缩减成几百行SNARK验证代码。

无需状态见证：无状态执行客户端不再需要下载见证(如Merklepaths或者Verkleproofs)——下载状态差异就足够了。这大大地提高了验证者的共识带宽效率，并释放出更高的EVMgaslimit。

更安全的轻客户端：轻客户端可以快速过滤无效的状态根，而不像使用欺诈证明筛出无效状态根那么缓慢。这使得“以太坊-L1”的桥接更加安全。

将目前的单一实例EVM升级为enshrinedrollup是一项需要多年努力的巨大工程。之后相对容易的步骤是部署多个(如64个)并行的enshrinedzkEVM实例(消耗的是blob数据)。这是L1同质化执行分片的一种形式(之前被称为“阶段2”)。

EnshrinedzkEVM的工程工作对于技术迷来说尤其有趣，它涉及加密证明系统、电路设计和审计，以及软件和硬件加速。

最大的好处和坏处是什么

好处

数据：以太坊桥TVL达到198.8亿美元:金色财经报道，Dune Analytics数据显示，以太坊桥当前TVL达到198.8亿美元。其中锁仓量最高的5个桥分别是PolygonBridges（54.79亿美元）、AvalancheBridge（50.2亿美元）、FantomAnyswapBridge（46.5亿美元）、RoninBridge（34.47亿美元）、ArbitrumBridges（28.35亿美元）。[2022/1/30 9:23:31]

社会共识：Enshrinedrollups继承了L1的社会共识，不再需要治理代币来执行rollup升级。相比之下，大多数智能合约rollup可能会受到治理攻击。

对证明验证有补贴：Enshrinedrollups可以补贴用于结算的证明验证成本(每个区块的成本固定)。相反，智能合约rollup必须为结算支付EVMgas。

结算延迟：Enshrinedrollups自然而然地从每个区块结算延迟中受益。

最优活性：许多智能合约rollup可能会选择利用外部共识机制来对交易进行排序，以及作为一个链上的逃生舱口。这种定序基础设施会受到次优活性的影响，因为外部共识可能会失败，而逃生舱只会在超时后激活。

EVM状态根等效性：EnshrinedzkEVM的工具和轻客户端可开箱即用。许多智能合约rollup可能不会选择具有EVM状态根等效性，而是选择兼容Solidity的VM(如，zkSync)或者一个字节码等效的EVM(如，Scroll)。

网络效应：规范的EVM实例享有作为先行者的网络效应，而升级到enshrined则保留了这些网络效应。

坏处

没有公共物品资助：EnshrinedzkEVMrollups将在资助公共物品的自由裁量权方面受到限制。不像Optimism那样具有为任何公共物品提供资助的治理机制，enshrinedzkEVMs将被限制在为L1安全性提供资助和为ETH的稀缺性做出贡献。

BHEX完成部分以太坊映射发行的HBC销毁，HBC流通总量降至814万枚:BHEX官方消息，Bluehelix主网已经正式上线安全运行1个月24天，由于原ERC20?HBC是主网上线前发行的ERC20代币，现根据市场上各交易所ERC20代币流通使用情况，决定将以太坊网络上映射发行的ERC20?HBC代币部分销毁，实现ERC20 HBC流通量缩减到400万枚的目标。

本次共计完成15,005,351枚HBC的销毁，其中有10,862,449枚HBC代币属于公司过去通过自有资金回购、股东持有和团队持有的期权代币，这些代币销毁后将不再流通到二级市场，而是通过在Bluehelix主网通过节点挖矿和流动性挖矿的方式按经济模型定义重新铸造产出，之前已经通过回购销毁的HBC不会再挖矿产出。[2021/8/31 22:50:13]

次优的压缩：智能合约rollup可能会选择在链上结算，而不是每个区块结算一次，从而实现更好的数据压缩。智能合约rollup也可以有一个自定义或者经常更新的字典，以改善数据压缩。

虚拟机缺乏灵活性：一个以太坊enshrinedVM很可能是一个EVM。相比之下，智能合约rollup可以选择采用一个更加普遍使用的VM(如，WASM、RiscV、MIPS)或者创建一个新的VM(如，Cairo)。一个自定义的zkVM可能比zkEVM能实现更好的数据压缩。

更难的预确认：智能合约rollup可以选择一个中心化的定序者来提供即时(~100毫秒)的预确认来给用户一个良好的交互体验。这种快速的预确认使用去中心化的定序系统很难实现，不管是enshrinedrollups还是智能合约rollup。

后发者：由于L1的缓慢和保守性，enshrinedzkEVM将会是所谓的后发者。为了对冲电路漏洞的可能性，可能需要一个冗余的多电路设置或笨重的形式验证。

TheTrueBlueTJ提问：

理论上，全球支付系统是否有可能使用以太坊来作为流通货币？无论是通过L1还是rollup？当然，要考虑到未来可扩展性的改进。

数据：以太坊非零地址数量突破5620万个，创历史新高:Glassnode数据显示，以太坊非零地址数量创下历史新高，达到了56,215,680个。[2021/3/29 19:24:43]

以太坊基金会JustinDrake回答：

理论上，全球支付系统是否有可能使用以太坊来作为流通货币？

完全有可能。目前以太坊可以达到10TPS(每秒交易笔数)，这是一个粗略的数量级。而将来会有3次100倍的增长，将使我们达到1000万TPS(足够每人每天进行100次交易)：

100倍增长来自rollups

100倍增长来自分片

10年内带宽增长100倍(尼尔森定律)。

我的论点是，由于网络效应，最安全的共享安全平台的需求将趋于饱和。一个合理的走向是，如果以太坊能够保持经济安全方面的领先优势，并同时扩展到1000万TPS，那么以太坊就有可能作为互联网的结算层。

AllwaysBuyCheap追问：

带宽的提高怎么提高以太坊交易速度？更多的区块空间？

以太坊基金会JustinDrake回答：

在共识中存在着各种计算瓶颈：

磁盘I/O：通过无状态来移除(以及enshrinedzkEVMs)

存储：通过无状态来移除(以及enshrinedzkEVMs)

计算：通过enshrinedzkEVMs来移除

带宽：根本的

因为带宽是根本的共识瓶颈，带宽的提高可以释放更多区块空间。

not_a_disaster提问：

从长远来看，什么更好？是单个rollup占主导还是有几个小的rollup方案？

我看到双方的论点是：

一个占主导的rollup意味着用户不需要桥接资产并且会有更佳的用户体验

数据：以太坊链上NFT总量就已超过1.2亿美元:根据加密研究公司Messari的数据，以太坊链上NFT总量就已超过1.2亿美元。随着OpenSea的数量和用户都达到新的高度，NFT需求在第三季度激增。9月，与OpenSea进行交互的用户总数超过25000，总交易额为200万美元。[2020/10/21]

然而，如果有一个占主导的rollup，那么其他L2就没有意义了。但话又说回来，长期来看，EF团队一直都只推崇zkRollup(理想情况是具有zkEVM)。

以太坊基金会AnsgarDietrichs回答：

这是个好问题！任何将其吞吐量扩容到一定程度的链(L1或者L2)都会使普通用户无法完全验证该链。L1和L2之间的主要区别在于，L2可以利用其底层的基础层来弥补这一点：

在zk-rollups上，基础层保证了状态转换的有效性和相应数据的可用性。如果你不能自己处理rollup交易，唯一不能保证的是你可以访问当前状态(以便你可以发送有效的rollup交易)。所以唯一的额外信任假设便是存在一个状态提供者(中心化或去中心化的)。

Optimisticrollup引入了一个小的额外信任假设。你不仅需要相信有人在处理rollup交易并使得当前的状态可用，而且你还要相信在出现欺诈的状态转换时，这些处理rollup的实体中至少会有一个实体提交相应的欺诈证明。通常optimisticrollups会给大家一些经济激励让大家提交这些欺诈证明，所以这与zk-rollups的区别很小。

从概念上说，之所以能够不用过多破坏去信任的情况下扩容rollup，是因为L1和L2之间的关系。只要用户信任基础层的状态，他们就能分辨出正确与不正确的L2行为(例如，状态提供者的响应总是会附带一个针对rollup状态根的证明，这个证明存储在L1上)。

另一方面，对于基础链，非常重要的一点是每个用户都能自己处理链。如果你不运行自己的节点并向一个外部状态提供商询问状态，那么你就无法判断所提供的状态是否真实的。类似地，如果存在恶意的状态转换，那么就没有一个可以解决争端的结算层——你必须亲自选择信任哪一方。

所有这些原因让我们决定将以太坊L1变为rollup的结算层，其重点是要让每个用户都能轻易地处理交易。我个人对于即将过渡到Verkletrees感到十分兴奋，它将允许完全无状态的客户端实现(想象一下你的Metamask能够运行自己的嵌入式节点)。这样，随着时间的推移，基础层就会变成L2生态系统的“信任根”。

希望我的回答能够解释为什么rollup的吞吐量有潜力远远超过L1，而不需要做不合理的信任权衡。所以我个人预计最后会有吞吐量非常高的L2。然而，是否会有单个占主导的rollup仍待观察。

以太坊基金会JustinDrake回答：

从长远来看，什么更好？是单个rollup占主导还是有几个小的rollup方案？

长期来看，rollup将能够实现每秒处理数百万笔交易，所以并行性是有必要的。我们可以设想一种rollup内部并行(如，通过一个多核rollup虚拟机)和一种rollup外部并行(如，同一个虚拟机的并行实例)。

共享安全性的zk-rollups(比如，共享相同数据可用性的zk-rollups)具有同步的可组合性，所以“rollup内部并行”和“rollup外部并行”之间的界限开始模糊，那么最终的结果也不会差太远。

not_a_disaster提问：

你认为应用专用型L2/rollup存在哪些问题？

如果现在一个拥有大量用户基础(1000万--1亿名用户)的Web2公司想要使用区块链，但仍然想要实现去中心化，那么应用专用型链/rollup几乎是唯一好的可替代选项。

你认为这样做有什么缺点？

以太坊基金会JustinDrake回答：

你认为应用专用型L2/rollup存在哪些问题？

我鼓励开发者基于通用型的rollup(比如，Arbitrum、Optimism；很快就是zkrollups)构建应用，而不是部署一个应用专用型rollup。这将加速开发，一起摊销结算开销，促进可组合性，减少工具摩擦性。话虽如此，通用型rollup的愿景当然也会有烦恼。

Rollup将会有被攻击的漏洞。我们已经遭受过数千万美元损失的交易所攻击，以及数亿美元损失的跨链桥接攻击——预计rollup会有数十亿美元攻击。在EIP-4844或EIP-4488被实现之间，交易费不会像我们希望的那样低。工具在一段时间内会表现欠佳，网络效应可能会缓慢发挥作用。

Vitalik回答：

如果现在一个拥有大量用户基础(1000万--1亿名用户)的Web2公司想要使用区块链，但仍然想要实现去中心化，那么应用专用型链/rollup几乎是唯一好的可替代选项。

我觉得这种情况下，他们应该使用validium。他们会依赖于一个中心化服务器或者一个委员会以获得活性，但是他们能够受到区块链提供的安全保证。

AllwaysBuyCheap提问：

1.为什么在EIP-4844开发的同时，EIP-4488没有被实施？

2.长远来看，你们认为哪一种技术会赢，Snarks还是Starks？

Vitalik回答：

STARKs是一种量子证明，它们有更佳的证明时间，在你使用的领域有更多灵活性。

SNARK证明要小得多。我预计前量子、SNARK和在某些情况下STARK的SNARK(具有STARK的优势但证明尺寸更加小)将会占主导，后量子STARK将会占主导。但是不同的人对此有不同的观点。

以太坊基金会JustinDrake回答：

为什么在EIP-4844开发的同时，EIP-4488没有被实施？

正如你所指出的，EIP-4844和EIP-4488并非相互排斥。我倾向于在合并不久后，并且在EIP-4844之前实现EIP-4488。因为EIP-4844需要数年时间才能结出可用的果实。实际上，即便EIP-4844上线主网之后，我们也可能需要等待几个月，rollup才真正能选择使用bolob数据。

长远来看，你们认为哪一种技术会赢，Snarks还是Starks？

长期来看，我们想要的是后量子SNARK。这种先进的后量子SNARK是基于哈希的，碰巧是STARK，即，一种透明的SNARK(“透明”意味着无需受信任初始化)。

egodestroyer2提问：

对于L2开始结算交易并且将业务从主链中抢过来，你怎么预测近期、中期和长期的费用市场？

以太坊基金会JustinDrake回答：

费用市场波动较大，并且与ETH价格呈正相关趋势。因此，预测收费市场在很大程度上是猜测的。

短期内(7月、8月、9月)，我预计费用市场会在熊市中保持相对平静

近期内(即合并后的几个月)，我预计以太坊和ETH的热度将会升温，费用市场将会显著增长

中期来看(即2-3年)，由于rollup被大量采用并且区块空间的供应大过需求，gas价格可能会暂时平静下来

长远来看(3-10年)，由于rollup和分片，我预计每笔交易费用很小，但总费用量会很高(可能是10亿美元/天)

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