ROLL:以太坊基金會研究團隊AMA回顧：擴容專題

原文來源：以太坊基金會研究團隊

編者注：2022年7月7日，以太坊基金會研究團隊在Reddit上舉行了第八次AMA。

ECN對這次AMA的大部分問題進行了整理和編譯。需要注意的是，基金會研發團隊成員就某些話題存在個人的看法和推測，為避免曲解，請以原貼為準。

由于篇幅較長，文章分主題整理，本文為擴容專題。

JonCharbonneau提問：

你能解釋一下enshrinedrollup怎么運作以及它們在以太坊的潛在發展路徑嗎？(optimistic和zkEVM？)

(譯者注：L2擴容研究者Polynya在這條推文中解釋“enshrinedrollups”vs."獨立(discrete)rollup"之間的區別就好比“公共部門”和“私營部門”)

還有就是你認為這可以帶來的最大的好處和壞處是什么，因為有很多人在這一點上有不同的看法。

以太坊基金會JustinDrake回答：

enshrinedrollups

“Enshrinedrollups”是一個非常有趣的話題:)“Enshrinedrollups”指在L1上享有某種共識集成(consensusintegration)的rollup。而智能合約rollup?(見L2Beat和zkrollups.xyz中列出的例子)與其不同——完全在L2上運行，在共識之外。

共識集成可以給enshrinedrollup賦予超強的能力，但也要付出重大的代價——請看下文對好處和壞處的詳細討論。廣泛地看，enshrinedrollup和智能合約rollup是互補的。我希望兩者都能在“以rollup為中心的以太坊路線圖”中發揮關鍵作用。

它們在以太坊的潛在發展路徑(optimistic和zkEVM？)

目前的計劃就是直接往enshrinedzk-rollup的方向發展。這是Vitalik發布的可視化路線圖中“對所有東西生成ZK-SNARK證明”的一部分。以太坊基金會有一個由BarryWhitehat負責的大約10人的團隊，致力于將規范的EVM實例升級為一個enshrinedzkEVMrollup。也就是說，構建一個狀態根完全等同的zkEVM，為L1以太坊區塊提供簡潔的加密證明(SNARKs)，證明相應的狀態根是有效的。這帶來了各種好處：

以太坊2.0信標鏈主網已出現首個被剔除的驗證人:12月2日，根據Ethermine礦池母公司Bitfly公布的內容，以太坊2.0信標鏈主網（Beacon Chain）已出現第一個節點驗證人被剔除的情況。該被剔除的驗證人所在Epoch為208。[2020/12/2 22:54:03]

無需重新執行：驗證者和其他全節點不再需要重新執行交易以驗證一個區塊。這為驗證者移除了計算這一共識瓶頸，可能是一次提高EVMgaslimit的機會。移除重新執行的需求也加速了大多數同步策略。

共識更簡潔：從共識中移除執行意味著驗證者可以運行超簡單的執行客戶端，在這種客戶端中，數以萬計的共識關鍵的EVM執行代碼縮減成幾百行SNARK驗證代碼。

無需狀態見證：無狀態執行客戶端不再需要下載見證(如Merklepaths或者Verkleproofs)——下載狀態差異就足夠了。這大大地提高了驗證者的共識帶寬效率，并釋放出更高的EVMgaslimit。

更安全的輕客戶端：輕客戶端可以快速過濾無效的狀態根，而不像使用欺詐證明篩出無效狀態根那么緩慢。這使得“以太坊-L1”的橋接更加安全。

將目前的單一實例EVM升級為enshrinedrollup是一項需要多年努力的巨大工程。之后相對容易的步驟是部署多個(如64個)并行的enshrinedzkEVM實例(消耗的是blob數據)。這是L1同質化執行分片的一種形式(之前被稱為“階段2”)。

EnshrinedzkEVM的工程工作對于技術迷來說尤其有趣，它涉及加密證明系統、電路設計和審計，以及軟件和硬件加速。

最大的好處和壞處是什么

好處

社會共識：Enshrinedrollups繼承了L1的社會共識，不再需要治理代幣來執行rollup升級。相比之下，大多數智能合約rollup可能會受到治理攻擊。

對證明驗證有補貼：Enshrinedrollups可以補貼用于結算的證明驗證成本(每個區塊的成本固定)。相反，智能合約rollup必須為結算支付EVMgas。

以太坊突破600美元關口:行情顯示，以太坊突破600美元關口，刷新2018年6月以來新高。火幣最高報599.95美元，日內漲幅達12%。OKEx最高報600.51 美元。行情波動較大，請注意控制風險。[2020/11/23 21:50:23]

結算延遲：Enshrinedrollups自然而然地從每個區塊結算延遲中受益。

最優活性：許多智能合約rollup可能會選擇利用外部共識機制來對交易進行排序，以及作為一個鏈上的逃生艙口。這種定序基礎設施會受到次優活性的影響，因為外部共識可能會失敗，而逃生艙只會在超時后激活。

EVM狀態根等效性：EnshrinedzkEVM的工具和輕客戶端可開箱即用。許多智能合約rollup可能不會選擇具有EVM狀態根等效性，而是選擇兼容Solidity的VM(如，zkSync)或者一個字節碼等效的EVM(如，Scroll)。

網絡效應：規范的EVM實例享有作為先行者的網絡效應，而升級到enshrined則保留了這些網絡效應。

壞處

沒有公共物品資助：EnshrinedzkEVMrollups將在資助公共物品的自由裁量權方面受到限制。不像Optimism那樣具有為任何公共物品提供資助的治理機制，enshrinedzkEVMs將被限制在為L1安全性提供資助和為ETH的稀缺性做出貢獻。

次優的壓縮：智能合約rollup可能會選擇在鏈上結算，而不是每個區塊結算一次，從而實現更好的數據壓縮。智能合約rollup也可以有一個自定義或者經常更新的字典，以改善數據壓縮。

虛擬機缺乏靈活性：一個以太坊enshrinedVM很可能是一個EVM。相比之下，智能合約rollup可以選擇采用一個更加普遍使用的VM(如，WASM、RiscV、MIPS)或者創建一個新的VM(如，Cairo)。一個自定義的zkVM可能比zkEVM能實現更好的數據壓縮。

更難的預確認：智能合約rollup可以選擇一個中心化的定序者來提供即時(~100毫秒)的預確認來給用戶一個良好的交互體驗。這種快速的預確認使用去中心化的定序系統很難實現，不管是enshrinedrollups還是智能合約rollup。

動態 | 以太坊未確認交易66929筆:據Etherscan.io數據顯示，以太坊未確認交易66929筆。當前挖礦難度2071.21 TH，交易處理能力4.4 TPS。截至目前以太坊全球均價為167.81美元，最近24小時漲幅為3.43%。[2020/1/27]

后發者：由于L1的緩慢和保守性，enshrinedzkEVM將會是所謂的后發者。為了對沖電路漏洞的可能性，可能需要一個冗余的多電路設置或笨重的形式驗證。

TheTrueBlueTJ提問：

理論上，全球支付系統是否有可能使用以太坊來作為流通貨幣？無論是通過L1還是rollup？當然，要考慮到未來可擴展性的改進。

以太坊基金會JustinDrake回答：

理論上，全球支付系統是否有可能使用以太坊來作為流通貨幣？

完全有可能。目前以太坊可以達到10TPS(每秒交易筆數)，這是一個粗略的數量級。而將來會有3次100倍的增長，將使我們達到1000萬TPS(足夠每人每天進行100次交易)：

100倍增長來自rollups

100倍增長來自分片

10年內帶寬增長100倍(尼爾森定律)。

我的論點是，由于網絡效應，最安全的共享安全平臺的需求將趨于飽和。一個合理的走向是，如果以太坊能夠保持經濟安全方面的領先優勢，并同時擴展到1000萬TPS，那么以太坊就有可能作為互聯網的結算層。

AllwaysBuyCheap追問：

帶寬的提高怎么提高以太坊交易速度？更多的區塊空間？

以太坊基金會JustinDrake回答：

在共識中存在著各種計算瓶頸：

磁盤I/O：通過無狀態來移除(以及enshrinedzkEVMs)

存儲：通過無狀態來移除(以及enshrinedzkEVMs)

動態 | 以太坊未確認交易20622筆:據Etherscan.io數據顯示，以太坊未確認交易20622筆。當前挖礦難度2492.91 TH，交易處理能力4.1 TPS。截至目前以太坊全球均價為127.55美元，最近24小時漲幅為0.68%。[2019/12/28]

計算：通過enshrinedzkEVMs來移除

帶寬：根本的

因為帶寬是根本的共識瓶頸，帶寬的提高可以釋放更多區塊空間。

not_a_disaster提問：

從長遠來看，什么更好？是單個rollup占主導還是有幾個小的rollup方案？

我看到雙方的論點是：

一個占主導的rollup意味著用戶不需要橋接資產并且會有更佳的用戶體驗

然而，如果有一個占主導的rollup，那么其他L2就沒有意義了。但話又說回來，長期來看，EF團隊一直都只推崇zkRollup(理想情況是具有zkEVM)。

以太坊基金會AnsgarDietrichs回答：

這是個好問題！任何將其吞吐量擴容到一定程度的鏈(L1或者L2)都會使普通用戶無法完全驗證該鏈。L1和L2之間的主要區別在于，L2可以利用其底層的基礎層來彌補這一點：

在zk-rollups上，基礎層保證了狀態轉換的有效性和相應數據的可用性。如果你不能自己處理rollup交易，唯一不能保證的是你可以訪問當前狀態(以便你可以發送有效的rollup交易)。所以唯一的額外信任假設便是存在一個狀態提供者(中心化或去中心化的)。

Optimisticrollup引入了一個小的額外信任假設。你不僅需要相信有人在處理rollup交易并使得當前的狀態可用，而且你還要相信在出現欺詐的狀態轉換時，這些處理rollup的實體中至少會有一個實體提交相應的欺詐證明。通常optimisticrollups會給大家一些經濟激勵讓大家提交這些欺詐證明，所以這與zk-rollups的區別很小。

分析 | BTC出塊時間明顯增加 30天ROI表現不及以太坊:據TokenGazer數據分析顯示：截止至11月19日17:00，BTC價格為$8477.42，市值為$152,896.69M；受行情下行影響，主流交易所24H BTC交易量約為$324.67M，環比昨日增量114.13%；BTC活躍地址數有一定增長，鏈上交易量明顯回升，出塊時間明顯增加，約為11.5min，BTC市值占比保持相對穩定，目前約為65.98%；BTC 30天ROI表現不及以太坊；據TokenGazer官網六道數據顯示BTC情緒指數移動平均線呈現下滑趨勢；期貨方面，過去24小時，火幣、OKEx的比特幣合約持倉量下降。OKEx比特幣合約多空人數比在1.50-1.84之間，季度合約與現貨的價差為74美元，比特幣精英多頭持倉比例上升，空頭持倉比例下降；交易所方面，日內BTC/USD Coinbase對BTC/USD Bitfinex保持負溢價狀態，溢價程度較大，入市有風險，投資需謹慎。[2019/11/19]

從概念上說，之所以能夠不用過多破壞去信任的情況下擴容rollup，是因為L1和L2之間的關系。只要用戶信任基礎層的狀態，他們就能分辨出正確與不正確的L2行為(例如，狀態提供者的響應總是會附帶一個針對rollup狀態根的證明，這個證明存儲在L1上)。

另一方面，對于基礎鏈，非常重要的一點是每個用戶都能自己處理鏈。如果你不運行自己的節點并向一個外部狀態提供商詢問狀態，那么你就無法判斷所提供的狀態是否真實的。類似地，如果存在惡意的狀態轉換，那么就沒有一個可以解決爭端的結算層——你必須親自選擇信任哪一方。

所有這些原因讓我們決定將以太坊L1變為rollup的結算層，其重點是要讓每個用戶都能輕易地處理交易。我個人對于即將過渡到Verkletrees感到十分興奮，它將允許完全無狀態的客戶端實現(想象一下你的Metamask能夠運行自己的嵌入式節點)。這樣，隨著時間的推移，基礎層就會變成L2生態系統的“信任根”。

希望我的回答能夠解釋為什么rollup的吞吐量有潛力遠遠超過L1，而不需要做不合理的信任權衡。所以我個人預計最后會有吞吐量非常高的L2。然而，是否會有單個占主導的rollup仍待觀察。

以太坊基金會JustinDrake回答：

從長遠來看，什么更好？是單個rollup占主導還是有幾個小的rollup方案？

長期來看，rollup將能夠實現每秒處理數百萬筆交易，所以并行性是有必要的。我們可以設想一種rollup內部并行(如，通過一個多核rollup虛擬機)和一種rollup外部并行(如，同一個虛擬機的并行實例)。

共享安全性的zk-rollups(比如，共享相同數據可用性的zk-rollups)具有同步的可組合性，所以“rollup內部并行”和“rollup外部并行”之間的界限開始模糊，那么最終的結果也不會差太遠。

not_a_disaster提問：

你認為應用專用型L2/rollup存在哪些問題？

如果現在一個擁有大量用戶基礎(1000萬--1億名用戶)的Web2公司想要使用區塊鏈，但仍然想要實現去中心化，那么應用專用型鏈/rollup幾乎是唯一好的可替代選項。

你認為這樣做有什么缺點？

以太坊基金會JustinDrake回答：

你認為應用專用型L2/rollup存在哪些問題？

我鼓勵開發者基于通用型的rollup(比如，Arbitrum、Optimism；很快就是zkrollups)構建應用，而不是部署一個應用專用型rollup。這將加速開發，一起攤銷結算開銷，促進可組合性，減少工具摩擦性。話雖如此，通用型rollup的愿景當然也會有煩惱。

Rollup將會有被攻擊的漏洞。我們已經遭受過數千萬美元損失的交易所攻擊，以及數億美元損失的跨鏈橋接攻擊——預計rollup會有數十億美元攻擊。在EIP-4844或EIP-4488被實現之間，交易費不會像我們希望的那樣低。工具在一段時間內會表現欠佳，網絡效應可能會緩慢發揮作用。

Vitalik回答：

如果現在一個擁有大量用戶基礎(1000萬--1億名用戶)的Web2公司想要使用區塊鏈，但仍然想要實現去中心化，那么應用專用型鏈/rollup幾乎是唯一好的可替代選項。

我覺得這種情況下，他們應該使用validium。他們會依賴于一個中心化服務器或者一個委員會以獲得活性，但是他們能夠受到區塊鏈提供的安全保證。

AllwaysBuyCheap提問：

1.為什么在EIP-4844開發的同時，EIP-4488沒有被實施？

2.長遠來看，你們認為哪一種技術會贏，Snarks還是Starks？

Vitalik回答：

STARKs是一種量子證明，它們有更佳的證明時間，在你使用的領域有更多靈活性。

SNARK證明要小得多。我預計前量子、SNARK和在某些情況下STARK的SNARK(具有STARK的優勢但證明尺寸更加小)將會占主導，后量子STARK將會占主導。但是不同的人對此有不同的觀點。

以太坊基金會JustinDrake回答：

為什么在EIP-4844開發的同時，EIP-4488沒有被實施？

正如你所指出的，EIP-4844和EIP-4488并非相互排斥。我傾向于在合并不久后，并且在EIP-4844之前實現EIP-4488。因為EIP-4844需要數年時間才能結出可用的果實。實際上，即便EIP-4844上線主網之后，我們也可能需要等待幾個月，rollup才真正能選擇使用bolob數據。

長遠來看，你們認為哪一種技術會贏，Snarks還是Starks？

長期來看，我們想要的是后量子SNARK。這種先進的后量子SNARK是基于哈希的，碰巧是STARK，即，一種透明的SNARK(“透明”意味著無需受信任初始化)。

egodestroyer2提問：

對于L2開始結算交易并且將業務從主鏈中搶過來，你怎么預測近期、中期和長期的費用市場？

以太坊基金會JustinDrake回答：

費用市場波動較大，并且與ETH價格呈正相關趨勢。因此，預測收費市場在很大程度上是猜測的。

短期內(7月、8月、9月)，我預計費用市場會在熊市中保持相對平靜

近期內(即合并后的幾個月)，我預計以太坊和ETH的熱度將會升溫，費用市場將會顯著增長

中期來看(即2-3年)，由于rollup被大量采用并且區塊空間的供應大過需求，gas價格可能會暫時平靜下來

長遠來看(3-10年)，由于rollup和分片，我預計每筆交易費用很小，但總費用量會很高(可能是10億美元/天)

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