ROL:V神与以太坊基金会对扩容的最新思考

原文来源：以太坊Reddit

原文作者：以太坊基金会研究团队

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」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：

V神：以太坊2.0最早可能于8月进行合并:5月20日消息，以太坊创始人Vitalik Buterin在2022年5月20日举行的ETH Shanghai会议上表示，目前以太坊2.0正在进行最后的网络测试，如果一切问题都被解决，合并最早可能在8月进行，如果出现其他状况，也有可能在9月或10月发生。[2022/5/20 3:29:45]

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。EF团队正在招聘zkEVM的工程师——请联系?justin@ethereum.org

最大的好处和坏处是什么

好处

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。

V神：ETC 51%攻击证明了PoS的重要性:推特网友CryptoFree提问V神对“ETC 51%攻击”的看法，V神称：“这更多地证明了从长远来看，PoS是重要的。希望当我们做出改变时，即使是针对再小的区块链的51%攻击都能成为过去。”[2020/8/4]

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。

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。

V神：数字货币是人类彼此互动的新选择:VICE中国发布采访V神视频，根据V神的回答，他大概在2011年2月第一次听说比特币，有人出价5个BTC写比特币博客文章，当时比特币价格0.8美元。之后，他用自己写文章赚来的比特币买了T恤。真正让他醍醐灌顶的是，他看到人们居然是可以一起创造一个新的金融体系，让他深受鼓舞的并不是要把所有的东西都抛弃，它更像一个理念。在此之前，金融等很多东西感觉就只能“上面那些人”搞，没了他们任何这种事情都不可能发生。而现在，金钱是一种一个群体能自主创造使用的东西。其实很早就有各种文件分享系统、去中心化通信系统，有一群密码朋克竟然能用去中心化方式做这些事，因为它代表着一种划时代的变化，一种人类彼此互动的新选择。有了比特币你就不再需要钱和银行了，都是直接点对点的操作，以太坊将其扩展成为数字智能合约的平台，它确实有颠覆的潜力。[2018/5/25]

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。

以太坊基金会JustinDrake回答：

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；

V神与经济研究员合作尝试为以太坊用户提供一种新的投票方式:据coindesk，随着社区对一些建议的各种利弊进行辩论，V神已经开始与经济研究员Glen Weyl博士合作，尝试为以太坊用户提供一种新的投票方式。在5月21日宣布合作的博客文章中，V神描述了来自Weyl的新书《激进市场》的观点可以帮助解决这些治理挑战，并协调解决有争议的问题。曾在普林斯顿大学获得经济学博士学位、现在是微软研究员的Weyl在接受CoinDesk采访时解释说，二次投票的目的是让选民关注他们热衷的问题，并接受教育。用户可以购买额外的选票，在某些问题上有更大的发言权，而不是在参与者之间平均分配选票。[2018/5/23]

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：

1.一个占主导的rollup意味着用户不需要桥接资产并且会有更佳的用户体验

V神发火：你们再炫富，我就退出:以太坊已成为加密货币2.0代表，但以太坊创始人Vitalik Buterin却时常充满担忧，他认为，加密货币技术正朝着错误的方向前进。他不希望以太币沦为投机者的天堂，而是能够渗透进所有的工业中，将全世界的经济、社交、文化都去中心化。他警告说：数字货币随时可能归零，传统资产仍是存款首选。他不希望人们带着数千亿美元的数字纸上财富到处炫耀，并威胁道，“如果你们再这样的不成熟，我就将退出以太坊。”[2018/3/17]

2.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：

1.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)。

2.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：

为什么在EIP-4844开发的同时，EIP-4488没有被实施？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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