ARK:一文了解以太坊路线图的实施进展

原文作者：domothy,由DeFi之道翻译编辑。

注：本文档旨在作为以太坊路线图上各个项目的入口点，为那些想要深入研究的人提供快速的摘要以及链接。

它是一份动态文档，请如果此处提供的任何信息不清楚、不准确、过时或缺少更好的链接，请随时与我联系。

正如路线图上的箭头所示，列出的各个阶段不是首尾相接的，各种努力是并行进行的。

一、合并

目标：拥有一个理想的、简单的、健壮的以及去中心化的权益证明共识。

已经完成了什么

1、2020年12月1日-信标链启动。

引入由验证者质押的ETH保护的以太坊共识层；

在共识规范中称为阶段0?；

2、2021年10月27日-预热分叉(Altair)-共识客户端开发人员试运行了一次协调硬分叉升级。

Altair引入了同步委员会?来支持轻客户端，并调整了一些惩罚措施；

Altair公告；?

Altair规范?；

关于Altair的“What’snewinETH2”文章；

3、2022年9月15日-合并！不再有PoW——共识层和执行层在区块高度达到15,537,394?时进行了大合并。

下一步是什么

1、提款–使验证者能够提取全部或部分质押ETH权益。

Capella分叉?指定共识层的变化；

EIP-4895?指定了执行层的变化；

TimBeiko关于提款的常见问题解答?；

带有其他信息的提款元规范?；

2、分布式验证器——引入多重签名，其中n个人共享同一个验证器，m-of-n必须就其行为方式达成一致。

通过防止意外罚没使其更易于访问来增强质押；

Litentry宣布推出身份管理工具IdentityHub Alpha:4月6日消息，Litentry宣布推出IdentityHub Alpha，其将隐私和安全放在首位的身份管理工具。IdentityHub (IDHub) Alpha使用户能够链接他们的身份、维护信任评分并生成可验证的凭证，以控制对区块链应用程序的访问和数据共享。[2023/4/6 13:48:23]

这不是协议内的事情，SSV?和Obol?等团队正在为此而努力；

3、视图合并——调整分叉选择规则(验证器投票的方式)，以减轻一类攻击。

本质上使诚实的验证者能够“强加”他们对链的正确head的看法，以减少恶意验证者分裂投票并在之后按照自己的意愿重组区块的机会；

ethresear.ch帖子?有很多研究背景；

4、改进聚合——以太坊努力支持尽可能多的验证者，但让每个验证者对每个区块进行投票过于占用带宽。下一个最好的事情是聚合签名，但这也有其局限性，并且可以做得更好。

关于BLS聚合好处的科普贴；?

潜在候选方案：Horn；?

5、单slot最终性——每个slot确定链，而不是按epoch来确定。

通往SSF的路径；?

除了改进的签名聚合，我们还需要解决另外两件事:

SSF共识算法——现有与SSF兼容的算法是不够的，我们想要一个即使超过1/3的验证器离线，也能保持链活跃的算法；

SSF验证者经济学——如果我们最终不得不限制验证器的数量，我们如何限制参与，我们会做出什么牺牲？

6、秘密leader选举

今天，被选中提议一个区块的验证者会提前被知道，这使得潜在的DoS攻击能够专门针对即将到来的区块的leader。

ethresear.ch?关于随机洗牌的单一SLE协议的帖子：除了leader自己，没有人知道谁将成为slot的leader，直到他们揭示他们的区块以及他们的领导力证明。

西藏发行首个数字藏品:金色财经报道，据《西藏日报》消息，西藏工艺美术大师作品《松赞干布之马首圣银壶》已转化为西藏首个数字藏品并成功发行。[2022/12/30 22:15:58]

非单一秘密leader选举?也可能是一种选择。

7、支持更多的验证器——持续的长期努力：安全地支持更多验证器总是可取的。

8、量子安全的聚合友好签名——使以太坊免受量子计算机攻击。

众所周知，以太坊所使用的BLS签名方案背后的密码学被量子计算机破解了，但已知的量子安全的替代签名方案不如BLS签名方案那样有效地聚合；

两种领先的量子安全方法是基于STARK?以及基于Lattice；

9、实施EIP-4844——将EIP-4844应用到以太坊主网。

将需要一个“仪式”来创建可信设置：解释?、预计时间表?、规范；?

EIP-4844实施时间表概述?；

10、基础rollup扩容——依赖于以下内容：

EIP-4844-由于“每个节点下载所有数据”的性质限制了blobspace的可用容量，扩容仍然被认为是基本的/有限的；

Rollup有限的辅助轮；

11、完整rollup扩容——依赖于以下内容：

数据可用性采样的P2P设计：涉及对数据分片所需网络的所有努力和研究

DA采样客户端：开发轻量级客户端，可以通过几千字节的随机采样快速判断数据是否可用

高效的DA自我修复：能够在最恶劣的网络条件下有效地重构所有数据

摘除辅助轮的rollup：完全去中心化的排序器、无需信任的欺诈证明者、不可变的合约等。

12、量子安全以及无可信设置的承诺——让以太坊免受量子计算机影响。

虽然多项式承诺(KZG)高效而强大，但它们不是量子安全的，并且需要一个可信设置。对更理想的长期承诺的研究正在进行中，最终目标是在底层“热插拔”KZG；

安全团队：Maple Finance两个矿池资金已被掏空:金色财经报道，据区块链安全审计公司Beosin旗下Beosin EagleEye安全风险监控、预警与阻断平台监测显示，Maple Finance两个矿池资金已被掏空，地址为0x6F6和0xCC开头地址。

据了解，近一个月Maple Finance的usdc池一直有大额提款，但是据M11Credit官方宣称是Orthogonal Trading方面的坏账影响了整个池子，Beosin Trace正在对相关资金进行持续监控。[2022/12/6 21:25:06]

二、TheScourge

目标：确保可靠可信的中立交易包含，并避免MEV的中心化以及其他协议风险。

相关链接：

以可靠的中立为指导原则?；

关于MEV的各种推特帖?；

关于MEV和PBS的文章?；

关于PBS的链接列表?；

已经完成了什么

1、协议外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。

该解决方案本身并不完整，因为它存在审查问题?；

请参阅弹性成本?以及SUAVE?，了解使这些协议外市场更具弹性的想法和计划；

下一步是什么

1、包含列表或替代方案——让区块提议者对区块构建者施加限制，即强制他们包含交易。

包含列表注释?；

研究在不给区块提议者增加负担的情况下约束区块构建者?；

2、协议内PBS–将区块构建者的市场直接纳入协议中。

3、MEV销毁——让区块链捕获从链上经济中提取的价值。

通过提议者拍卖的直接销毁MEV提案?；

委员会驱动的MEV平滑?将使协议能够感知MEV；

数字钱包Cryptillian在XRP诉讼中支持Ripple对抗SEC:金色财经报道，数字钱包服务提供商Cryptillian支付系统公司要求提交一份非当事人意见书，以支持正在与美国证券交易委员会（SEC）进行法庭斗争的Ripple Labs Inc.。Cryptillian在文件中表示，\"如果美国证券交易委员会在当前的诉讼中获胜，不仅会大大妨碍Cryptillian的业务，而且会使其许多客户在不知情的情况下违反该法\"。

2020年12月，美国证券交易委员会对瑞波公司及其高管提起诉讼，称XRP的销售构成了价值超过13.8亿美元的未注册证券的发行。（forkast）[2022/11/4 12:17:09]

通过经济激励限制验证者集?，将通过负发行间接燃烧MEV；

4、应用层MEV最小化——不直接与L1相关，该项目涉及开发人员在设计dapp时将MEV考虑在内。这里是一些采用MEV最小化策略的dapp示例?。

分布式builder轨道

随着区块提案保持去中心化，我们现在有一个单独的问题，即区块构建变得中心化。即使路线图上的所有其他项目，都旨在最大限度地减少集中式区块构建的最坏可能负面影响，但能够跨多个节点分发区块构建仍然是一个主要的好处。

Blob构建-寻找方法，以减轻在普通消费硬件可以运行的多个节点上进行数据分片的高带宽和处理需求；

预确认服务-给用户强有力的保证，他们的交易将被包括在下一个区块；

领先保护-最大限度地减少有的MEV，例如三明治交易，以保持分布式构建可靠的中性；

它仍然是一个活跃的研究领域，具有非常开放的设计考虑，因此不清楚前两项是否应该包含在协议当中。

以下是一些相关链接：

谈合并后的区块构建?，其中提到了去中心化的区块构建；

谈谈去中心化区块构建者；?

Kraken CEO：将阻止与Tornado Cash地址相关的交易:8月17日消息，据报道，Kraken首席执行官Jesse Powell证实该交易平台将阻止与TornadoCash地址相关的交易，不过Jesse Powell反对美国最近对于Tornado Cash相关的地址实施制裁。Jesse Powell在接受彭博社采访时声称个人有权享有财务隐私，并表示许多人其实出于正当理由使用Tornado Cash。

另一方面，Jesse Powell觉得社区的反应可能被夸大了，尽管Tornado Cash的GitHub代码库被删除是不必要的，他觉得本次制裁可能是监管机构对TerraUSD崩溃的下意识反应导致。（彭博社）[2022/8/17 12:29:55]

关于分布式区块构建的一些想法；?

三、TheVerge

目标：验证区块应该超级简单——下载N字节数据，执行一些基本计算，验证一个SNARK就完成了。

这个阶段本质上是通过最终实现轻客户端来填补“客户端空白?”：不是每个人都想或能够运行一个全节点。TheVerge的目标是引入无需信任或信任最小化的替代方案，这些替代方案易于运行且不需要大量存储和带宽。TheVerge的最终目标是让这些轻客户端提供与今天的全节点相同的安全保证。

一切都依赖于零知识技术，例如SNARKs和STARKs，而它们本身依赖于多项式承诺方案。以下是一些相关链接：

大概介绍zk-SNARKs是如何实现的?；

关于STARK的剖析?；

如果你懂一些数学和编程，这篇文章就可以让你明白什么是zk-SNARKs?；

关于多项式承诺方案在扩容以太坊中的作用?；

已经完成了什么

1、解决了最严重的EVMDoS问题——主要是gas定价问题，已在柏林升级中修复?。

2、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。

查看Helios客户端?如何利用同步委员会

下一步是什么

1、SNARK/STARKASIC——专为创建证明而构建的硬件。

2、Verkle树-用更高效的数据结构替换用于全局状态的数据结构

关于Verkle树的链接列表?；

关键的好处是拥有非常短的证明，轻客户端可以轻松地验证这些证明，以仅使用区块头来验证账户余额之类的东西——他们已经可以利用同步委员会来验证给定的区块头实际上是主链的一部分；

依赖于找出正确的规范，如何安全过渡，以及它将如何影响更新/编辑状态的EVMgas成本；

3、基于SNARK的轻客户端–SNARKify同步委员会过渡以快速证明当前同步委员会由哪些验证者组成

4、完全SNARKed的以太坊–以下3项加在一起构成了以太坊拥有极其高效和无需信任的区块验证终局阶段的一个重要里程碑：

用于Verkle证明的SNARK——通过将Verkle证明合并到一个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，因此无需验证区块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移到对共识层上发生的一切进行完全无需信任的验证。

L1EVM的SNARK——通过将zk-EVM直接集成到L1中，利用rollup团队在zk-EVM上所做的努力。

5、增加L1gas限制——通过消除今天“每个节点都需要存储所有东西”的负担以无需信任的方式验证区块，拥有更大的区块将更容易获得更多的L1可扩展性

6、转向量子安全的SNARK——使以太坊免受量子计算机攻击。

四、ThePurge

目标：简化协议，消除技术债务，并通过清除旧历史限制参与网络的成本。

已经完成了什么

1、消除大部分gas退款——柏林升级中完成的所有gas重新定价?。

2、信标链快速同步——所有的开发工作都是从最近完成的epoch开始同步，而不是从起源同步(在大多数共识客户端中称为“检查点同步”)。

3、EIP-4444规范—参见EIP规范?。

下一步是什么

1、历史过期——通过让旧历史过期来减少存储要求、同步时间以及代码复杂性。

看这个推特贴?；

依赖于EIP-4444的实现，这取决于通过其他方式访问替代历史记录

Vitalik关于历史到期的AMA；?

2、状态过期——解决关于状态的整个“支付一次，数据永久存储”问题。

这个想法是自动使状态的未使用部分过期，并且只保留一个verkle树根，用户可以在需要时使用它来恢复过期状态；

Vitalik关于状态过期的AMA?；

依靠：基本状态到期规范——我们实际上是如何做到的，查看潜在的路线图?；

地址空间扩展——将地址大小从20字节增加到32字节?，以防止冲突并添加有关状态周期的数据；

应用程序分析——找出它可能如何破坏当前的应用程序/合约以及它们如何适应；

3、日志改革——简化事件日志?的工作方式，以更有效地搜索历史事件。

4、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?，这将摆脱RLP，而在所有地方使用SSZ。

5、删除旧的事务类型——停止支持旧的事务类型，以从客户端删除代码复杂性(以一些向后兼容为代价)。

6、EVM简化轨道。

禁止SELFDESTRUCT——这个操作码是许多问题的根源；

简化gas机制——涉及删除此处?提到的许多与gas相关的EVM特性；

预编译——>EVM实现——摆脱预编译合约?，支持直接EVM实现；

五、TheSplurge

目标：修复其他一切

所有更高优先级升级所不需要的美好改进，都属于TheSplurge。最大的改进项目是帐户抽象?，但也是对现有事物的小调整。

已经完成了什么

1、EIP-1559?——这个著名的EIP除了燃烧ETH之外还有很多好处?。

2、ERC-4337规范?——该ERC旨在在不修改核心协议的情况下引入账户抽象。

下一步是什么

1、最终阶段的EIP-1559–通过多维?增强EIP-1559。

2、EVM改进轨道以及从ThePurge到EVM最终阶段的简化轨道。

EVM对象格式(EOF)—一组EIP，允许在部署EVM字节码时进行验证和版本控制。请看这篇解释文章?和推特帖?；

大模块化运算——路线图中的很多密码学都依赖于非常大的数字进行模运算，这可以直接在EVM中更有效地完成；

进一步的EVM改进——任何其他值得添加以改进EVM的东西——或者为了消除复杂性?而删除的任何东西；

3、导致最终阶段帐户抽象的帐户抽象轨道。有关详细信息，请参阅Vitalik对以下项目的描述?：

ERC-4337–开发真正获得采用的兼容智能钱包；

自愿EOA转换——通过EIP，让普通账户不可逆地添加代码将其转换成合约账户，即成为符合4337标准的智能钱包；

协议内转换——使所有现有帐户都必须进行上述转换；

4、可验证延迟函数——本质上是“不可并行的工作量证明”，它将增强PoS以及其他事物的随机性?

5、探索粉尘账户的解决方案——拯救“粉尘资金”，这些资金的移动成本高于其价值。在这里有一堆想法?。

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