以太坊的未来发展(6) The Splurge:多样化拼图实现终局状态

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以太坊共同创办人Vitlaik Buterin 的以太坊未来蓝图写到了第六章,「The Splurge」这个计画主要是用来完成「其他」多样化的独特目标,但它们也不适合被归类在更大的子分类中。

Vitlaik 表示,自2013 年诞生以来,以太坊已经历多次升级,而每一项更新都在推动其在智能合约和去中心化应用(DApps) 中的领导地位。 「The Splurge」是2023 年开始的最新计划,它致力于全面提升以太坊虚拟机(EVM) 的性能和可扩展性,并解决当前交易费用经济学和加密技术方面的问题。

  • 以太坊蓝图(1) 考虑修改共识提高最终确认速度
  • 以太坊蓝图(2):目标达成10 万TPS、重拾Plasma 链外扩展、统合L2 生态系
  • 以太坊蓝图(4) The Verge:Verkle Trees 施行无状态验证,Apple Watch 都可当节点
  • The Splurge 的关键目标

    Vitlaik 在文中解释,The Splurge 并非仅仅是一项简单的技术优化,它主要包括四个关键目标,旨在推动以太坊实现更稳定、性能更佳的「终局状态」:

    1. 提升EVM 的性能与稳定性:目标是达到终局状态,使之不仅仅能支持目前的智能合约生态,也为未来的高效加密功能打下基础。
    2. 帐户抽象的内建支持:促进更加安全和便捷的帐户管理,让每位用户受益。
    3. 优化交易费用机制:通过改进以提升可扩展性,并降低风险。
    4. 探索先进加密技术:利用最新加密技术,以推动以太坊协议在长期内更具竞争力。

     

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    改善EVM:从效率到加密功能

    问题在哪里?

    当前的EVM 在静态分析(statically analyze) 上存在困难,这不仅影响性能,还使得验证代码和持续扩展变得困难。此外,EVM 在进行许多先进加密操作时效率低下,除非专门支持前置编译。

    解决方式是什么?

    为应对这些挑战,EVM 物件格式(EOF, Object Format) 即将推出。 EOF 的特点包括:

    • 代码与数据隔离,减少不必要的资源占用。
    • 禁用动态跳转,仅允许静态跳转(static jumps)。
    • 引入明确的子程序机制,进一步提升性能。

    未来,EVM 还将加入模数算术扩展(EVM-MAX, EVM Modular Arithmetic Extensions) 和单指令多数据(SIMD) 功能,这两者能显著提高加密算法的运行效率。此举将使以太坊能更轻松地实现蒙哥马利乘法(Montgomery multiplication)、椭圆曲线加密等高效加密技术。

    帐户抽象:多功能帐户的支持

    当前帐户验证方式的局限

    当前的以太坊帐户系统仅支持椭圆曲线数位签名算法(ECDSA) 验证,而帐户抽象旨在将更多的验证方式集成到协议中,让多签名钱包、社交恢复钱包等能成为现实,并让用户更方便地切换密钥以增强安全性。

    ERC-4337 与EIP-7702 的进展

    EIP-7702 作为下一个硬分叉计划的一部分,将会扩展帐户抽象功能,使得包括EOA 在内的所有帐户均能受益。 ERC-4337 则引入了验证和执行的双阶段处理,以解决潜在的拒绝服务攻击风险,并引入了「Paymaster」与「聚合器」功能,为更灵活的帐户管理提供支持。

    改进 EIP-1559:多维度燃料机制

    问题在哪里?

    2021 年引入的EIP-1559 虽然改善了平均区块处理速度,但仍有待改进之处。当前的公式导致了约50-53% 的区块使用率,而在极端情况下的适应性仍不够。为了解决这些问题,「多维度燃料」概念被引入,以适应不同的资源需求,从而减少燃料费用的波动性。

    提案:EIP-7706 和EIP-7623

    这些提案针对不同的资源维度引入单独的燃料价格,透过解决平均情况与最坏情况间的差距来提高资源的使用效率。多维度燃料机制还可帮助以太坊处理未来对计算资源的需求,例如STARK 哈希树,并让以太坊的资源需求更具可预测性。

    可验证延迟函数(VDF):改进随机性生成

    问题在哪里?

    目前以太坊的随机性生成依赖RANDAO 方法,但其具有一定的操控风险。可验证延迟函数(VDF) 则是解决此问题的一个潜在方法,透过其序列执行的特性减少随机数据生成的可操纵性。

    运作机制与进展

    VD F的挑战在于避免硬体加速和意外的并行优化,并在保证实用性的前提下,保持其随机性的可信度。未来,开发VDF 特定ASIC 可能是一个可行的方向,但仍需大量的研究和测试。

    混淆技术与一次性签名:密码学的未来

    多方应用的安全需求

    随着技术的进步,智能合约和多方应用程序的需求也在快速增长。混淆技术和一次性签名提供了一种极具潜力的解决方案,它能让协议具备近乎完美的安全性与隐私保护。

    加密技术的应用潜力

    未来,随着可区分混淆(Indistinguishability Obfuscation) 和一次性签名技术的成熟,以太坊将能应用于更广泛的隐私和安全应用中,包括私有EVM、分散式匿名选举和量子安全的密码系统等,彻底改变以太坊在隐私、去中心化和多方信任上的应用范围。

    The Splurge 将治疗各种毛病

    The Splurge 计划的推出,标志着以太坊在性能、帐户管理、安全性和扩展性上的一次全面提升。这些提案不仅仅解决了当前协议中的技术难题,还开启了以太坊在未来应用和多功能性上的无限可能性。

THE END
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