回顾以太坊近中期扩容路线图，期待以rollup为中心的以太坊路线图

区块天眼APP消息：译者注：今年以来，rollup作为一种极具潜力的扩容方案受到了广泛关注。 许多使用 Rollup 技术的二级项目已经在主网或测试网上启动。 Vitalik 本人也曾多次呼吁社区关注和使用 rollup。 本月早些时候，Vitalik 甚至在以太坊魔术师论坛上写了一篇文章，详细介绍了如果将 rollup 作为以太坊未来的发展中心，将如何调整以太坊的路线图。

需要注意的是，以太坊社区采用的是集市式的发展模式——在这种模式下，没有中心化的中心，取而代之的是透明公开的讨论。 也就是说，Vitalik 本人发了这篇帖子后，并不意味着以太坊的路线图会随之改变。 集市模式大大增强了以太坊的包容性，以及在演化过程中出现群体智慧的可能性。 因此，当 rollup 在区块链世界的演进过程中逐渐展现出它的潜力时，由 Vitalik 发起的讨论势必会让 rollup 在以太坊的演进中扮演更重要的角色。

为了更好地说明文中观点的背景，Vitalik在多个场合做了更详细的补充说明。 我们在本文开头将 Vitalik 在社交媒体上的相关演讲作为背景介绍和总结； 方魔法师论坛的帖子作为正文放在中间； 最后，我们还摘录了 Vitalik 在月初 ETHGlobal 活动中的问答，供读者参考。

1.分片不是取消，而是叠加

当前的 ETH2.0 路线图包括 3 个阶段：

Phase 0：PoS（该阶段正在实施中，即将实施）

第一阶段：数据分片，但不包括计算分片（即分片链将“包含”容量为 2 MB/s 的数据，但数据都是哑数据对象，而不是交易）

Phase 2：Transaction sharding（分片交易处理功能）

目前以太坊的TPS约为15-45，使用Rollup可以将吞吐量提高100倍。 分片可以将吞吐量提高 64 倍。 这两种技术实现的吞吐量是叠加的，也就是说在sharding的基础上实现了rollup，吞吐量可以提升6400倍。

但目前的路线图会带来一个有趣的惊喜：实现分片应用的愿景要到Phase 2才能实现，但是sharding rollup可以在Phase 1实现，因为rollup只需要使用主链存储数据的功能就可以了不需要主链实现计算功能。 因此，在ETH 2.0全面实现之前，以太坊具备将容量扩容6400倍的条件。

因此，不是用 rollup 代替分片，而是将 rollup 叠加在分片上。 也就是说，在sharding实现之前，rollup已经可以实现100倍的吞吐量提升，所以尽快使用rollup吧！

2. 以 Rollup 为中心的以太坊路线图

上周，Optimism团队宣布启动Optimism第一阶段测试网（中文翻译），同时公布了主网上线路线图。 Optimism 并不是唯一在实施 optimistic rollups 的团队，Fuel 的 rollup 也在走向测试网，Arbitrum 也在做 rollup。 Loopring和zkSync实现的基于zk-rollup的rollup解决方案已经上线，基于Starkware技术的Deversifi也已经上线，部分用户已经在主网上使用了这些产品。 OMG 主网测试版的推出表明 Plasma 也在向前发展。 与此同时，eth1 上的 gas 价格不断攀升，以致一些非金融类 dapp 被迫倒闭，部分 dapp 只能在测试网上运行，无缘主网。

系统的可扩展性是 Eth2 的本质，Eth2 的早期阶段正在快速推进。 但是对于使用基础层的应用程序以太坊曲线图怎么看，可扩展性要到 Eth2 的最后一个主要阶段（第 2 阶段）才会到来，这还有几年的时间。 有点讽刺的是，在 Eth2 的 Phase 1 中，Eth2 可以作为 rollup 的数据可用性层，这比 Eth2 可以被“传统”层（译者注：目前运行在 eth1 上的应用）所花费的时间还长。 综合这些因素得出一个特定的结论：以太坊生态系统可能会完全致力于汇总（加上一些 Plasma 和状态通道方案）作为在近期和中期实现可扩展性的策略。

如果以此结论为前提，我们将得出一些关于以太坊核心发展和生态发展优先级的结论，提出一个在某种意义上不同于当前路线图的方向。 具体来说，我们可以得出什么结论？

短期路线图：围绕 rollup 推广 ETH1

关于短期方向，一个主要的结论是，以太坊基础层的可扩展性将主要集中在扩展每个区块可以容纳的数据量，而不是链上计算或IO操作的效率。 因为对于rollup来说，决定其可扩展性的唯一因素就是链上能容纳多少数据。 任何超出当前数据容量（大约 60 kB/秒）的扩展都将有助于进一步提高汇总的可扩展性。

从这个角度来看，下面的 base-layer 改进仍然有意义（并且可以帮助提高 rollup 的可扩展性）：

账户抽象不太重要，因为无论 L1 是否支持账户抽象，它都可以在 L2 实现。 其他类似的“nice base layer features”也将变得相对不那么重要。

Eth1 客户端可以被 optimistic rollup 客户端重用。 Optimistic rollup 还是需要有一个全节点，如果 rollup 的内部状态转换规则类似于以太坊，做一些修改（这是 Optimism 的目标），那么就可以复用现有的代码来运行全节点卷起 。 在 eth1+eth2 合并的背景下完成的将共识引擎与状态转换引擎分离的工作也可以帮助实现上述目标。 需要注意的是，像 TurboGeth 这样的项目仍然非常重要，只是从中受益最多的高吞吐量汇总客户端将不再是基础层 eth1 客户端。

短期路线图：围绕 Rollup 调整相应的基础设施

目前用户账号在L1，ENS域名在L1，应用也在L1运行。 一切都需要改变。 我们需要适应一个用户的主账户、余额、资产等完全在L2内部的世界。 这会导致以下情况：

Rollup 中心主义的经济可持续性优势

有一个无法回避的事实：加密货币项目必须在财务上可持续。 2020年，这意味着一个项目需要数百万甚至数千万美元的资金。 其中一些可以由 Gitcoin Grants 或 Ethereum Foundation 等普通非营利资助实体提供，但它们的规模根本不足以达到上述资金规模。 Layer 2 项目可以通过发行自己的代币来筹集资金——当然，前提是这些代币有实际经济价值作为后盾（也就是说，L2 有望获得未来的交易费用）。

以 rollup 为中心的路线图的第二个重要好处是，它为 L2 协议留下了开放空间，这些协议要么直接收取费用/MEV，要么通过发行代币间接获得他们所需的开发资金。 以太坊底层的一个重要需求就是可信中立性，这使得公益筹资很难在协议范围内进行（想象一下谁应该获得多少资金达成协议的难度），但是L2建立了公益筹资机制本身（它也可以在 Gitcoin Grants 上）引起的争议要小得多。 因此，留出这个空间对于以太坊整体的长期经济可持续性来说是一个很好的战略举措。

撇开资金问题不谈，最具创造力的研究人员和开发人员通常希望在自己的地盘上产生影响，而不是站在影响力很小的位置与他人争论以太坊协议的未来。 此外，已经有许多现有项目试图创建各种平台。 以汇总为中心的路线图为所有这些项目提供了一个明确的机会，使其成为以太坊生态系统的一部分，同时仍保持高度的经济和技术自主权。

长期路线图

除了上述这些短期路线图级别的考虑之外，以汇总为中心的路线图可能意味着重新构想 Eth2 的长期未来：每个人都可以处理的高度安全的执行分片，以及可靠的可扩展数据可用性层。

要理解为什么这是真的，请考虑以下数据：

在我看来，当 Eth2 Phase 2 最终实现时，就没有人会关心了。 到那时，无论我们喜欢与否，我们都已经融入了以汇总为中心的世界。 到那个时候，继续沿着之前的路走下去要比试图让所有人迁移到后 Eth2 的基础链要容易得多，因为迁移到后 Eth2 的基础链并没有明显的好处，可扩展性将是减少20-100倍。

这意味着 Eth2 已经“完成了第 1.5 阶段”，届时基础层将再次收缩，只需要专注于做好几件事——即共识和数据可用性。

这可能是 Eth2 更合适的目标，因为数据可用性分片比 EVM 计算分片安全得多。 为了在不诚实多数证明的假设下验证分片 EVM 计算的不诚实多数证明，需要欺诈证明，这需要两个 epoch 的严格且具有潜在风险的同步假设，但数据可用性抽样（如果使用零-知识证明或多项式承诺）在异步假设下是安全的。

这将有助于将以太坊的安全模型与其他在执行级别分片的分片 L2 链区分开来。 Eth2作为基础层的功能只需要恰到好处（中文翻译）即可，不需要非常强大。

从长远来看，Eth2 应该做什么？

更妥协的提议

如果你不认同上述“一路”到“Phase 1.5 完成”的发展方向，那么有一个自然的折衷路径：让 Eth2 拥有少量的执行分片（例如 4 个-8) 和更多的数据碎片。 我们的目标是执行分片的数量仍然会足够小，使得普通计算机在特殊情况下可以完全验证所有执行分片，但基础层空间仍然会比当前路线图中设置的要大得多。

基础层空间不能太小，因为用户和应用仍然需要使用基础层进行一系列的操作，比如在不同rollups之间移动，提交欺诈证明，在ZK rollups中提交ZK证明，发行根ERC20代币合约（当然，大多数用户大部分时间会使用rollup，但是base layer合约必须存储在base layer的某个地方。。。）等等。 而如果这些操作涉及的每笔交易成本是140美元，用户体验还是很差的。 因此，必要时设置 4-8 个执行分片而不是 1 个，可以大大缓解这个问题。 一台计算机仍然可以验证所有分片。 今天以太坊上每13秒就能挖出一个区块，平均验证一个区块大约需要200-500毫秒，所以短时间内验证8个线程是完全可行的。 可以想象客户端会有这样的对策：“只要网络延迟低，或者委员会人数达到全部人数的80%，依靠欺诈证明和委员会，所有分片都可以在特殊条件下直接验证情况。”

3. 本文在ETHGLOBAL上的问答

Q：L2致力于解决扩容问题。 社区已经研究和讨论了很多年，但之前的尝试似乎都没有成功。 您对汇总有多大信心？ 这次扩张尝试与以往有何不同？

A：我在我的博文（中文翻译）中对这个问题有更详细的讨论。 我的主要观点是汇总不同于状态通道和 Plasma。 对于扩容，需要扩容两件事：容量扩容和数据可用性扩容。 我的观点是，状态通道和 Plasma 都没有解决数据可用性问题，它们试图通过一类特殊的特定于应用程序的技巧来解决它。 和前两者不同的是，rollup并不是把所有的东西都下链以太坊曲线图怎么看，而是把计算都下链，而是把一定量（比如10、16、50字节）的数据存储在链上，这就是原因为什么rollup的扩展性能有限。 换句话说，Rollup 更加妥协，牺牲了一些可扩展性以支持任意状态机。 对于 Plasma，一开始我们认为可以解决在 Plasma 中运行任意状态机的问题，但最终我们意识到这是做不到的。 但对于汇总，有一些数学和技术证据表明汇总可以做这些事情——任意状态机，一种图灵完备性。 在实践中，rollup 已经成功运行了一段时间。 例如，已经有 3 个 DEX 使用 rollup。 你也可以在 gitcoin 捐赠时使用 rollup。 sythentix等项目正在支持evm的测试网进行测试。 可以说在state channel和plasma中没有解决的问题，我觉得在rollup中已经逐渐解决了。

问：目前 L1 具有可组合性/互操作性，您认为未来是否仍然可用？ 从另一个角度，你认为未来是多个rollup并存，还是赢者通吃？

答：这是一个很好的问题。 我认为最终会有一些 rollups 占据主导地位。 我认为 rollup 既有网络效应也有反网络效应。 主要的反网络效应是：TPS越大，rollup全节点越难运行，一定程度上会降低其可用性。 另一方面，目前rollup有几种不同的技术路线。 希望这些技术路线和相应的技术特性在中短期内得到检验。 从长远来看，也许某个汇总会是赢家通吃，但我还不确定 :)

问：您在文章中描述了一个可能的愿景。 您认为以太坊的基础层什么时候会稳定下来？ 还是会迭代改进？

A：在我提出的路线图中，我希望以太坊2.0在1.5阶段达到一个基本稳定的状态，这也是我在文章中提到“1.5阶段完成”的原因。 不过之后还是会有不断的技术迭代。 这些技术迭代主要包括增加更多的零知识证明以提高安全性和效率，将共识机制从 FFG 更改为 CBC，将密码原语切换为后量子密码学原始语言。 这些改进在很大程度上不会影响以太坊的经济体系和基本的安全功能。 我绝对期待技术会在很长一段时间内不断迭代优化，当然这些优化更贴近运维层面。

（结束）

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