以太坊:以太坊的終局：模塊化

Vitalik在其Endgame一文中，描繪了他認為的Ethereum終極形態，其中花費?量篇幅描繪了?個由Rollups和DA構建起來的新以太坊。

原文：《破局之路的探索——區塊鏈模塊化》byCodexLabs

審閱：ECN

?VitalikButerin提出TheBlockchainTrilemma已經有5年之久，?論是ETH-core社區，還是其他公鏈的開發者們，都試圖找到打開下?代區塊鏈的鑰匙。

Vitalik在其Endgame一文中，描繪了他認為的Ethereum終極形態，其中花費?量篇幅描繪了?個由Rollups和DA構建起來的新以太坊。這?疑在某種程度上，指明了以太坊未來?年的破局之路?模塊化。

?我們知道，其實不管是以太坊還是新公鏈們，都早就開始了??的模塊化之路，只是“答卷”?式各有不同，也形成了截然不同的技術路線。

1.區塊鏈分層

其實以太坊本?已經將區塊鏈分為了多層，只是在1.0時代中，節點承擔了所有層級的職責。我們可以遵循以太坊的思路，將區塊鏈拆分成四個層級：

共識層(ConsensusLayer)：決定交易的順序性、有效性以及節點之間的?致性

以太坊未確認交易為161,382筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易161,382筆，當前全網算力為511.89TH/s，全網難度為6.93P，當前持幣地址為61,410,301個，同比增加61,046個，24h鏈上交易量為2,806,988.17ETH，當前平均出塊時間為14s。[2021/7/27 1:18:47]

數據可?性層(DataAvailabilityLayer)：保證交易數據可以被使?(保證存儲且可驗證與可?)

結算層(SettlementLayer)：結算出狀態承諾

執?層(ExecutionLayer)：計算狀態轉換

回歸到以太坊是“世界計算機”的敘事邏輯中，將區塊鏈的模塊和計算機結構進?類?,那么:

區塊鏈的共識層?維護分布式計算機集群的?致性算法

區塊鏈的執?層?計算機的操作系統(真正執?指令的環境)

區塊鏈的DA層?計算機的內存(實現短期數據存取)

區塊鏈的結算層?計算機的CPU(硬件保證指令執?的正確性)

值得?提的是，EigenLayr項?中?分具有開創性地將共識層進?了進?步的分割，他將PoS共識層的作?理解成負責維護分布式系統的?致性以及通過質押等機制來維護?絡的信任基礎。從??產?了兩個?層：

獨家｜以太坊建議Gas費用75.83Gwei 環比下降28%:金色財經消息，歐科云鏈OKLink鏈上數據顯示，以太坊24h鏈上活躍地址數逾54.38萬，環比上升13.04%；鏈上交易量近271.27萬ETH，環比下降11.6%；鏈上交易筆數逾114.53萬筆，環比下降0.52%。

截至下午2時，以太坊全網算力約為203.45TH/s，環比上升1.86TH/s，建議Gas費用為75.83Gwei，環比下降28% ，未確認交易數約15.79萬筆。[2020/8/26]

信任層：由最底層的驗證者節點構成，或者說由質押加?以太坊?絡的硬件實體構成

?致性層：連接各個節點，從?維護這個龐?的分布式系統的?致性

正是這些層級的區分，為區塊鏈的模塊化發展提供了基礎，從?出現了對主鏈各種各樣的拆解?案。

2.項目映射

在我們上?提到的分層邏輯中，信任是從共識端逐漸傳遞到執?層的，?分離模塊的核?出發點，就是在盡可能不傷害原有信任體系的前提下，減輕主?的負擔。

2.1SecuredRollups

顯然第?個被拆解出來的，就是位于信任體系末端的執?層。于是基于以太坊的各種Rollups應運??，?論是基于欺詐證明的樂觀性Rollups,還是基于有效性證明的zk-Rollups，現有的解決?案都是將執?層交給鏈下，?結算、DA和共識則交給了Layer1去繼續承擔，這當然是最符合直覺的?案。

動態 | 以太坊智能合約編程語言新版本Solidity0.5.11已發布:據github數據顯示，針對以太坊智能合約的編程語言新版本Solidity0.5.11已發布。據悉該版本更新了諸多功能，并能幫助開發者修復錯誤編碼。[2019/8/16]

我們將其稱為SecuredRollups，可以理解為被Layer1保護著的Rollups，這?名字來源于以太坊官??檔中，關于Scailing的描述：

Forsomesolutionsthelayer2instancethenbatchesthemintogroupsbeforeanchoringthemtolayer1,afterwhichtheyaresecuredbylayer1andcannotbealtered.Thedetailsofhowthisisdonevarysignificantlybetweendifferentlayer2technologiesandimplementations.

然而，有“拆解”往往就意味著“連接”的問題就會浮出??，當下?乎所有主流的Rollups都掌握著交易定序的中?化權?。當然，作為連接執?層和主?的重要組件，Sequencer的中?化必然是有助于提升系統效率的，但是交易定序權?的?度集中所構成的“?暗森林”讓?不免陷?對于MEV攻擊的擔憂中。

動態 | 瑞士食品制造商將使用以太坊區塊鏈來追蹤食品生產過程:據coincryptorama消息，成立于1923年的瑞士食品制造商Gustav Gerig將采用以太坊分布式分類帳技術用于食品生產過程。在11月28日星期三的新聞發布會上，該公司宣布與全球金槍魚營銷公司Pacifical C.V.合作。[2018/11/30]

2.2SovereignRollups

當前以太坊上的Rollup將其區塊直接發布到基于EVM的智能合約，也稱為橋合約。該合約有效地實現了?個?于Rollup的鏈上輕客?端，該客?端接收區塊頭并處理欺詐或有效性證明。

在這個模型中，我們認為以太坊被奉為Rollup的耦合結算層，其中Rollup是以太坊的“嬰?鏈”，?不是?種擁有??權利的獨?鏈。

打個不恰當的??，僅分離出執?層的以太坊Rollups，就像是只進?“搬磚”的“打?仔”，?沒有任何參與終局的權?，磚頭最終以什么?式、什么順序摞起，都還是L1說了算。

Celestia的設計顯然為Rollups爭取到了更多的權?，它定義了?種新的模塊分割的?式：SovereignRollups，即主權Rollups.

Celestia上的主權Rollup不會將他們的區塊發布到智能合約中，?是直接作為原始數據發布到鏈上。Celestia共識和數據可?性層不解釋或對Rollup區塊執?任何計算，也不為Rollup運?鏈上輕客?端。

動態 | 以太坊未確認交易87403?筆:根據etherscan.io數據顯示，目前以太坊的網絡未確認交易筆數為87403筆，相較此前網絡擁堵更為嚴重。[2018/11/17]

2.3Danksharding

不管是Danksharding還是原先的數據分?的?案，本質上都是希望解決DA層的問題。在模塊化區塊鏈的語境下，Danksharding顯然提升了以太坊主?對數據可?性層的承擔能?。

Danksharding借助數據可用性采樣(DataAvailabilitySampling,DAS)技術來實現“去中心化的驗證者”，這一點上與Celestia的解決方案是很相似的。

盡管我們知道以太坊共識層的終極形態仍然會承擔結算和數據可用性的職責。但DAS技術實現的驗證工作的下放，大大降低了參與網絡驗證的成本，從而進一步釋放了主網的性能。

在Danksharding分叉后，以太坊主?承擔著部分對數據可?性審查的權?，?Rollups除了原先執?層的職責，還承擔著DA層的權?。

2.4EigenLayr

我們上?提到了EigenLayr對于共識層的進?步細分，它將以太坊的信任層從整個?絡中剝離出來，并試圖在信任層上構建獨?的?層?EigenLayer.這?層依托于以太坊信任層?絡（或者說以太坊龐

?的質押資本）來提供給基礎設施/中間件服務商?個可以?由構建共識、應?的平臺。

?這其中，如何連接以太坊信任層和EigenLayer便是整個設計的關鍵之處。EigenLayr巧妙地提出了?個全新的概念?Restaking。以太坊上的質押節點們可以?愿選擇加?EigenLayr。?另?邊，對于性能層?有更多需求的中間件/基礎設施服務商也可以選擇將??的?絡搭建在EigenLayr上。

EigenLayr的分離?案相當于僅“借?”了以太坊的信?基礎，?在此基礎之上，我們可以展開?盡的聯想，?論是構建全新的主權鏈，還是搭建基礎設施?絡，都有了可能性。?在這些可能性背后，是以太坊主?龐?的信?基礎在背書。

2.5Arweave

我們可以發現，以太坊模塊化之路上可?的未來?，主?依舊要保持著對共識層的控制，或者說共識層作為以太坊靈魂的存在，是匯集參與者和價值的“圣杯”。

同樣是模塊化區塊鏈，Arweave顯然獨樹?幟，它跳出了以太坊的敘事邏輯，即構建了?套基于存儲共識的設計范式。

在Arweave的設計中，主?作為整個圖靈機的紙帶，在底層記錄這些狀態以及各個修改狀態的交易，實現了存儲和計算資源的分離。

可以說Arweave重新定義了我們的模塊化分割，它使?DA層來保障共識，?執?、結算都交給了鏈外。

當然代價就是：??為了獲得最新狀態數據的有效性保證，需要在本地執?鏈下計算前，先下載所有歷史狀態數據并進??遍驗證計算，這顯然會帶來效率問題。

3.總結

縱觀這些區塊鏈模塊化之路的探索，雖百花?放，但仍然有跡可循。究其根本，不同的路線選擇的源動?往往還是來?于其對于市場需求的不同理解。

這輪DeFi掀起的??市，讓?家對于以太坊可擴展性、不同鏈的可組合性產?了迫切的需求。也正是基于這些需求，致?于緩解主?壓?的眾多解決?案粉墨登場。如果說，未來區塊鏈?絡的敘事邏輯仍然是以?融原語構建的，那么也許以Rollups為核?的ETH2.0將是模塊化之路可?的終點。

如果我們跳出去中?化?融語境的束縛，嘗試想象區塊鏈更??的應?呢？?型游戲、真實世界資產交易、去中?化社交?絡等等，那我們也許就需要?個新的模塊化?案來充分釋放每個模塊的效能。

?另???，對于公鏈本?的發展??，共識才是公鏈最核?的價值。就如同我們上?提到的那樣，以太坊?論如何發展，都不會拋棄其共識層去換取性能。

?區塊鏈模塊化的道路，絕不僅是考慮性能上的?味擴張，更重要的要回到區塊鏈本?的屬性上來，從共識中獲取價值，再通過價值回饋共識，從?構建更強的共識。

參考文章：

Endgame

https://vitalik.ca/general/2021/12/06/endgame.html

《Vitalik:以rollup為中心的以太坊最終圖景》(中文版)

RollingShutter:MEVprotectionbuiltintoLayer2

https://blog.shutter.network/announcing-rolling-shutter/

Proto-DankshardingFAQ

https://notes.ethereum.org/@vbuterin/proto_danksharding_faq

《Vitalik:Proto-DankshardingFAQ》(中文版)

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