以太坊Devcon大会精选!十大关键技术全解析,将彻底改变Web3?

时间:2024-12-01  分类:电子
  • MultiPartyComputation(MPC):保护隐私的最新研究与挑战
  • ProgrammableCryptography:下一世代密码学的研究与展望

  • 除了Devcon主场馆的演讲与体验活动,我个人更喜欢参加特定主题的sideevents。这些活动不仅能深入学习相关领域的知识,还能遇到志同道合的专家进行交流。例如在一场关于zkTLS的活动中,我有机会直接向项目方请教文件中不太理解的部分,这段经历让我印象深刻。未来若有类似的大型研讨会,我也强烈建议大家多参加与自己兴趣相符的sideevents。


    以下正文开始。


    Part1:Infrastructure


    以下将从成就、现况与未来三个面向,详细阐述以太坊如何透过技术创新解决当前挑战,并为未来的扩容与去中心化铺路。


    成就:手续费降低与一流的稳定性


    坎昆升级大幅降低L2手续费


    今年的坎昆升级带来了前所未有的成本优化。得益于EIP-4844引入的DAS技术(DataAvailabilitySampling)与Blob机制,L2现在可以以更低的成本将更多资料储存到以太坊主网,使每笔交易的费用降至不到$0.01美金,让L2的使用更加经济实惠


    ClientDiversity的成功实践


    以太坊的ClientDiversity是其稳定性的重要基石。运行以太坊节点的程式(Client)有多套选择,例如Geth、Nethermind和Reth,每套程式的开发团队分布于不同地区,程式码基础也完全独立。知名的执行层Client就有Geth,Nethermind,Reth等等。



    以太坊算是目前在ClientDiversity上做得最好的公链。


    交易确认效率显著提升


    以太坊的TransactionInclusion(交易纳入)能力相较两年前有了很大进步。如今,绝大多数交易可在6~30秒内完成确认,避免了过去常见的交易延迟数分钟甚至被节点丢弃的问题,为用户带来更稳定的交易体验。


    现况:Rollup的挑战与安全性


    自2020年Vitalik确立了以太坊的RollupCentric扩容路线图以来,整个生态系已经诞生了数百条L2链。在这一架构下,L1作为基础设施的角色,提供高度稳定、安全且可信中立的保障,而L2则像GPU一样,针对特定应用进行加速,显著提升每秒交易次数。然而随着L2的快速增长,也暴露了一些挑战。


    L2的信任假设与分级安全模型


    目前许多L2项目仍基于强信任假设,某些L2项目方甚至拥有冻结用户资金或停止整条链运作的权力。为了更清楚地衡量L2的安全性,业界将其分为三个阶段:



    在这三个阶段中,最大的差异在于「项目方做坏事的难度」。在Stage0,项目方完全掌控,几乎没有任何限制。Stage1引入了证明系统与治理机制,尽管攻击者可能通过贿赂SecurityCouncil成员等方式发起攻击,但成功的难度已显著提高。而Stage2则彻底消除人为干预的可能性,实现了理想的去中心化。


    目前的L2发展现状与挑战


    目前,大多数L2项目仍处于Stage0或Stage1。虽然这些项目标榜去中心化,但实际安全性与项目方的宣传往往存在差距。专注于L2安全分析的网站l2beat提供了最新且详细的报告,帮助用户了解项目方的真实安全实现是否达标。他们的研究深入程式码层面,揭露了许多项目过于依赖行销术语而忽视技术实现的现象。


    EscapeHatch:L2安全性的核心机制


    L2必须具备一项关键功能,即EscapeHatch(逃生舱)机制,来应对项目方的Operator或Sequencer停止运作时的突发情况。这项机制允许用户生成自己在L2上持有资金的证明,并将该证明提交到L1的治理智能合约以赎回资金。整个过程必须在没有项目方介入的情况下完成,才能充分体现L2的安全性。


    例如dydx发行的L2在这方面表现出色。当他们的L2决定停止营运时,提供了工具让用户自行将资金转回L1,确保了用户资金的安全。


    L1的扩容需求与去中心化的坚守


    为了应对未来可能的大量L2逃生交易,L1必须持续扩容。然而,Vitalik多次强调,在扩容过程中,不能为了短期内的大幅扩容而妥协去中心化。一旦去中心化特性被牺牲,将难以挽回。这种坚守是以太坊作为可信中立基础设施的核心价值。


    未来:以太坊的进化方向与长期愿景


    以太坊在未来将迎来多方面的技术革新,从L2的进一步去中心化,到L1的性能优化,乃至于共识层的全面重写,这些计划都旨在推动以太坊迈向更加高效、安全且去中心化的区块链生态。


    L2迈向Stage2:实现真正的去中心化


    L2的发展方向之一是推动更多项目迈向Stage2,这是去中心化与安全性的理想平衡点。Vitalik明确表示,未来他只会将达到Stage1的Rollup称为Rollup,而未能进一步迈向Stage2的项目,将难以满足以太坊的长期愿景。在Stage2,L2将依赖双重证明系统,并将控制权完全交由智能合约处理,进一步降低对人为干预的依赖。


    降低验证门槛:让更多人参与以太坊网路


    未来的目标是让更多人能轻松参与以太坊节点的验证。这包括:



    这些措施旨在提升以太坊网路的去中心化程度,确保其稳定性与长期可持续发展。


    执行层的持续扩容:TPS迈向十万级别


    目前L1每个区块的Blob数量与大小存在限制,导致L2在现阶段的理论TPS(每秒交易次数)仅达几千笔。然而,未来希望通过扩展Blob机制,如引入PeerDAS技术,实现每秒十万笔交易的目标。这将大幅提升以太坊的可扩展性,为高频交易应用场景铺平道路。


    共识层的革命性变革:BeamChain


    以太坊的共识层将迎来一项重大改变,即BeamChain的引入。这是Justin提出的对现有BeaconChain的全面重写,旨在解决当前最棘手的问题,并迈向以太坊的终极目标(EndGame)。主要的改进方向包括:



    图中绿色的项目可以透过对共识层渐进式的改动完成,然而红色项目最为棘手,需要重写核心程式码,BeamChain因而被提出作为解决方案。


    极度严谨的工程精神与长期路线图


    BeamChain的引入需要对核心程式码进行全面重写,不仅能解决现有技术债,还能从过去的经验中汲取教训。根据初版BeamChainRoadmap,整个升级计划将分为三个阶段:



    这体现了以太坊对去中心化的坚守以及对安全性的极高要求,毕竟整个网路承载了数千亿美元的资金,任何小差错都可能导致灾难性后果。然而,也有许多社区成员批评五年的时间表过于冗长,期待能加速进度。Justin表示,这其中的确存在优化空间,他也希望更多人参与讨论与实作,共同推动这一计划的实现。


    需要注意的是,BeamChain并非以太坊未来五年的唯一重点。在共识层进行升级的同时,执行层的改进(例如透过PeerDAS提高TPS)将持续推进,为应用开发者与用户提供更高效能与更流畅的体验。


    Part2:Usability


    随着ERC-4337帐户抽象标准的定案与上线,各式各样的

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