以太坊:讓以太坊成為標準：EVM 等同性介紹

上個月，我們宣布了OptimisticEthereum歷史上最重大的升級——OVM2.0。最近，我們將OptimisticKovan遷移了，使其真正能夠一鍵部署以及提高了其穩定性。并且，將在未來的三周內上線主網，

但是本文并不是關于一鍵部署或者漸進式改善。

本文主要介紹了EVMEquivalence(完全與以太坊虛擬機規范相一致)將如何成為L2領域的下一個通用標準。

Optimistic爭議協議的簡史

首先，一起來回顧一下rollup的發展歷史。

Rollup的開端

OptimisticL2解決方案都與爭議有關。如果你認為以太坊是一個全能的、去中心化的法庭，那么L2擴容的核心觀點便是：“不要去法庭兌現支票——如果支票被退回再去。”

實際上，可擴展性的研究在過去六年可以歸結為一件事：什么樣的“拒付支票”可以被強制執行。首先，只有一組預先商定的參與可以在彼此之間進行交易(狀態通道)。接著就是，任何人都可以交易，但也有可能被審查(plasma)。終于，我們把審查問題也解決了(rollups)。

在rollup之前，我們已經知道如何在所有這些模型上運行智能合約——只是沒有任何意義。畢竟誰想要在幾個朋友之間運行Uniswap或者要被審查一周呢？而rollup能夠承諾給我們提供真實的、類似于以太坊交互體驗的L2。

兼容時代

當然，僅僅“承諾”提供一個真實的、類似于以太坊交互體驗的L2，并不代表能夠真正創建實現。在構建首個L2AMMUnipig時，我們必須使用與rollup爭議合約兼容的自定義代碼重新創建Uniswap——而不是利用EVM本身來構建。

韓國國會通過要求立法者和高級公職人員登記虛擬資產的法案:5月25日消息，韓國國民議會全體會議今日下午通過了要求立法者和高級公職人員登記虛擬資產的兩項法案，即《國會法律修正案》和《公職人員道德法修正案》。第22屆國會議員將必須在財產事項中登記所持加密貨幣，且第21屆國會議員需在今年6月底前登記從其任期開始到5月21日期間獲得和持有的加密貨幣持有量及變動情況。[2023/5/25 10:39:30]

由于Uniswap的設計相對簡單，上述的構建方式是可行的。然而連Solidity這么基礎的東西都不能再用了，實在不是一個好兆頭。對于非開發者來說，Uniswap是目前最簡單的DeFi智能合約之一，如果連Uniswap也要大改一番才能方便地實現兼容rollup，這真不是一個好現象。

到目前為止，以太坊的發展速度之快，早已超過了逃逸速度(escapevelocity)。呈指數級增長的以太坊生態系統根本無法圍繞非EVM接口進行重新架構。因此，L2除了要提供“原始”規模之外，它還要確保L1的法院系統與EVM的差異最小化。這迫使rollup同時在以下兩個方面開創先河：

構建可擴展的、產品級別的rollup基礎設施

解決長期以來就讓人難以接受的的EVM-in-EVM(在EVM里構建EVM)問題。

以太坊的圖靈完備性(Turing-completeness)意味著它確實可以解決這些問題，但在我們的研究過程中，我們發現，如果想要在合理的時間范圍內將以太坊遷移到L2上，我們需要犧牲一些東西，做出妥協。

這種妥協也就是我們后來所稱的EVM兼容性(EVM“Compatibility”)。

EVM兼容性的論點很簡單：只要以太坊的應用程序可以合理地移植到rollup上運行——不管這是如何在幕后完成的——我們就可以追上以太坊的逃逸速度。

NBA Top Shot限時上架Apple Store與谷歌應用商店:4月26日消息，NBA Top Shot 發推稱，NBA Top Shot App 將限時上架 Apple Store 與谷歌應用商店，時間僅在 2023 年 NBA 季后賽期間。[2023/4/26 14:28:14]

“這算是兼容性嗎？”

乘風破浪

起初，這種妥協取得了一些成功。在2020年，由于許多用戶從以太坊轉移到了其他L1競爭鏈上(這些鏈打著“費用低廉”的幌子而罔顧安全性和價值)，我們競相推出了OVM。在今年1月份，Optimism上線主網，10個月過去了，我們已經處理了數百萬筆交易，為用戶節省了數億美元的交易費。

但是以太坊網絡效應產生的逃逸速度有多種形式，并從以太坊L1的交易活動飆升這個現象可以看出，其他L1鏈和L2所缺乏的是：以太坊L1所擁有的基礎設施。過去六年來，遍布世界的以太坊社區成員合力將以太坊從一個簡化的原型變成一個更加完善的系統：

成千上萬的開發工具已深度集成到EVM中。

價值數十億美元的公司的出現，只為了給以太坊的節點軟件提供服務以及完善其運行。

以太坊本身的交易處理速度越來越快了。

以太坊網絡效應的浪潮只會越來越大。由于一切都是開源的，人們可能會期望這些巨大的勝利同樣也能在L2上發生。

然而并沒有達到大家的預期。

EVM兼容性(EVMcompatibility)與EVM等同性(EVMequivalence)是有區別的，僅僅滿足于兼容性意味著你被迫修改(甚至需要完全重新實現)以太坊的基礎設施也依賴的低級代碼。如果L2想要從以太坊基礎設施網絡效應所帶來的浪潮中獲得一些好處，它們必須要具有EVM等同性。

在OptimisticEthereum上線并運行發展之后，我們發現越來越多以太坊工具難以部署在OptimisticEthereum系統上，這是由于我們老舊的EVM兼容性設計理念造成的。

Horizen Labs公布ApeCoin DAO質押系統界面:11月7日消息，負責創建ApeCoin DAO質押系統的Horizon Labs在其官方YouTube賬戶上公布了ApeCoin DAO質押系統用戶界面，并且向社區介紹了如何運作，包括 APE 持有者在 ApeStake.Io 網站上存款、領取獎勵和提取 APE Token 時發生的后端技術；用戶在與智能合約進行任何交互之前必須先同意預抵押合約才能訪問質押系統，然后質押系統界面頂部會列出的四個不同的質押池，并在頁面底部查看存款、領取獎勵和取款按鈕。[2022/11/8 12:29:41]

我們知道我們能做得更好。為了真正讓大眾用上OE，我們需要的不僅僅是與EVM合約兼容；相反，我們要做到從根本上實現與EVM本身等同。

EVM等同性能夠幫助填補以太坊L1的基礎設施網絡效應和以太坊L2的執行環境之間的缺口。

EVM等同性:借助以太坊的EVM應用浪潮

什么是EVM等同性？

簡而言之：EVM等同性也就是與以太坊黃皮書的規范(該協議的正式定義)完全相符。根據定義，L1以太坊軟件必須符合該規范。

深入到最本質來說，這意味著現有的以太坊堆棧也將要與L2系統集成。每一個調試器、每一個工具鏈以及每個節點實現都要和L2集成。我們相信，任何提供任何EVM開發體驗的L2都必須滿足這一標準——一丁點達不到標準都不可接受。

為什么需要EVM等同性？

從最開始，我們就在以太坊最具有魯棒性和最普遍的實現“Geth”上構建了我們的軟件——這是我們實現產品級的以太坊L2的唯一可行途徑。OVMv1引入了一種容器化系統(containerizationsystem)，它基于Geth的EVM構建，有助于避免在L1上繁瑣地重新實現整個EVM。

歐洲央行執行董事會成員建議為數字歐元設置個人交易限額和儲值上限:11月7日消息，歐洲央行（ECB）執行董事會成員Fabio Panetta在歐盟委員會主辦“實現數字歐元的立法框架“的會議上建議為數字歐元設置個人交易和儲值限制。目前，確切的限額并沒有確定下來，數字歐元項目在歐洲央行內部仍處于調查階段，但Panetta提到了3000歐元作為價值儲存限額的例子，以及1000次交易作為每月限額。歐洲央行預計將在2023年9月前決定是否推進實現階段的工作。[2022/11/7 12:28:17]

這種組合在早期取得了一些勝利，但由于EVM并不原生地支持容器化，所以這不是免費的。即使對于我們以Geth為中心的團隊，這些變化也開始累積起來。隨著OptimisticEthereum的發展，EVM等同性的力量不容忽視：

像Solidity、Vyper和Hardhat等項目無私地致力于開發OVM版本的開發工具，但我們這樣做冒著將這些已經資源受限的團隊分散的風險。這給我們上了一課，團隊需要投入相當的人力來維護非EVM等同的代碼庫。

隨著每一行代碼的改變，采用像Erigon這樣的實驗性實現變得更加困難。也就是說，我們總是需要花人力來負責集成未來的客戶端實現

與現有的超級優化版本相比，重新實現部分EVM帶來了一些gas開銷。這告訴我們，最小化gas成本需要EVM等同性的設計方案。

是時候尋求更優的解決方法了，盡管這需要單調乏味的工作。

如何實現EVM等同性？

幸好，比起在EVM中繁瑣地重新實現EVM，我們找到了更好的辦法。這就是你要做的。

將區塊產生和執行分離

在實踐中，我們確實需要對L2化的以太坊進行一些更改：尤其是如何產生區塊。在L1上，節點通過PoW共識機制來確定區塊；在L2上，通過將批量交易的batches發送到“父鏈”(L1以太坊)上來應用這些交易。如果某個L2使用它自己的PoW，那么它將變成一個L1！所以，從這個層面來說，這種“等同性”毫無意義。

貴州省發改委：虛擬貨幣“挖礦”用電實行差別電價:金色財經報道，為有效整治虛擬貨幣“挖礦”活動，深入推進節能減排，貴州省發改委近日發布了《關于虛擬貨幣“挖礦”用電實行差別電價政策有關問題的通知（黔發改價格〔2022〕462號）》（下稱《通知》），將虛擬貨幣“挖礦”項目納入差別電價政策實施范圍，執行“淘汰類”企業電價，該類項目加價標準提高為每千瓦時2元。

《通知》指出，貴州各市（州）發展改革部門要進一步加強對虛擬貨幣“挖礦”項目的動態甄別，及時更新虛擬貨幣“挖礦”項目名單，并將名單及時函告當地供電企業或增量配電網企業。

《通知》要求，貴州各級供電企業或增量配電網企業要加強與政府部門協同，對虛擬貨幣“挖礦”企業及時足額收取加價電費，確保虛擬貨幣“挖礦”差別電價政策執行到位。

《通知》明確，政策執行時間不足一個抄表周期的，執行差別電價的電量可按對應抄表周期內日平均用電量乘以應執行差別電價政策的天數確定。（央廣網）[2022/6/21 4:42:32]

區塊鏈模塊化的一個核心模式就是將共識與執行分離——也就是說，確定和執行下一個區塊的過程不同。我們可以借用這個模式在L2中使用。基本上，我們只需定義一個函數：接收L1區塊，對其中的rollup交易進行處理，然后產生L2區塊——與L1區塊的格式完全相同。這之后，L2的執行便可以定義為等同于L1。

Eth2MergeAPI

那么，現有L1客戶端實現中的共識/執行模塊化的現狀如何？好吧：它即將要在所有以太坊實現中標準化。

事實證明，ETH2合并和具有EVM等同性的rollup需要同一種抽象：信標鏈之于PoW鏈的“父鏈”角色與L1之于rollup的角色完全相同。這將使得在L2中使用L1客戶端變得非常簡單。

執行標準

好了，我們已經介紹了為什么EVM等同性能夠讓我們實現一個強大的、模塊化概念以及完成一個及其簡單的客戶端實現。但我們如何在鏈上執行這種操作呢？首先，這種模塊化的強大之處在于其靈活性——只要某個解決方案等同于EVM，我們就能夠用它。這意味著不管是對欺詐證明的改進，還是EVM等同的零知識證明(如果可行的話)，都可以輕松地嵌入現有的鏈下堆棧中。

然而，在短期內，我們目前需要一些可行的方案——我們找到了。有一個方案是這樣的，在Solidity中實現一個完美的EVM等同實現，但是EVM十分復雜，含有許多VM指令，因此這是一項十分浩大的任務。此外，未來對EVM的更新也必須在Solidity中重新實現。

我們的解決方案是：不是在Solidity中實現EVM，而是實現一個具有更小、更簡單指令集的VM，并在欺詐證明期間在該VM中運行EVM。為此，我們必須簡單地編譯一個現有的EVM編譯器，例如geth，以便在更簡單的VM中運行。

太長不讀：我們允許Geth本身在一個爭議友好的環境中運行。由于Geth具有EVM等同性，它的環境也如此。這樣的話，我們就不用在鏈上重新實現EVM，并針對EVM未來的升級對系統進行未來驗證。

我們正在與我們最喜歡的編譯器專家GeorgeHotz合作，共同構建首個EVM-等同證明系統。進展令人興奮——自倫敦硬分叉以來，系統已經可以運行所有L1塊。通過欺詐證明運行L1區塊是一個有趣的、反直覺的想法——但這正式EVM等同性所需要的！

哇——關于這種方案還有很多令人興奮的事情要說，但我們必須把剩下的內容留給以后的帖子！

展望以太坊的未來

如果以太坊要實現其以rollup為中心的愿景，那么rollup必須以以太坊為中心。

這便是EVM等同性所提供的。

欺詐證明永垂不朽

這種以Geth為中心的模塊化設計不僅是供我們使用的優雅實現——這將朝著大眾化欺詐證明基礎設施的目標邁出一大步。目前，想要安全地設計并推出一款rollup，需要深入了解L2的爭議博弈設計，以及它們如何與節點軟件協同運作。這極大地限制了大家的創新空間——想象一下，如果每個web開發者還必須成為IP網絡、系統管理和微芯片制造方面的專家，這多讓人崩潰啊。

未來的rollup將非常簡單，以至于不需要L2專家來部署。這意味著，L2將不再在“如何”或“是否”提供安全性上競爭，而是在它們提供的安全性內容方面競爭。競爭的內容包括：

性能、穩定性和正常運行時間

網絡效應、生態系統專門化和社區

抗MEV性以及定序工具

總而言之，這意味著具有EVM等同性的各個rollup會就其去中心化的程度競爭。這是整個生態系統民主化的巨大勝利，這也將使得整個行業更加反脆弱和抗審查。

這也意味著我們的團隊終于可以專注于我們的核心能力——這也是最重要的部分——構建世界上最快、最可靠、最安全的L2Geth。

以太坊兼容性的束縛已經解除。

讓以太坊成為標準

EVM等同性的的威力歸根到底就是它幫我們實現了標準化。

在一個多鏈的世界中，“一份代碼走天下”變得尤其關鍵。一次性編寫好代碼，就可以在任意鏈上部署，這聽起來不是很吸引嗎？

擁有許多“兼容”的鏈，每條鏈都略有不同，這會導致碎片化：從需要單個EVM專家團隊處理單個代碼庫，到需要為每條鏈的每個代碼庫組建EVM專家團隊。

Vitalik將EVM比作Javascript(甚至在他第一次公開EVM的時候就提出了這個概念)，這個類比在這種情況下得到了很好的體現。在互聯網的早期，瀏覽器之間的不兼容性(說得就是你，IE瀏覽器)困擾著web開發，并導致開發者和生態系統分裂。

Web3是關于協調和開源標準的，而等同性讓EVM有望成為標準?——以避免重復過去的錯誤。

即使這個標準不斷發展，我們的L2也可以毫不費力地協同發展。L1和L2攜手向前發展，鎖死。

這種好處是雙向的——幾乎所有的以太坊EIP都可以在L2上應用，并且rollup將成為一個令人興奮的全新創新實時測試環境。想象一個位于激勵測試網和主網之間的rollup，在自然環境下驗證新的交易類型、預編譯和EOFs，在它們廣播至L1之前測試不可預見的結果。

DeFi最大的其中一個障礙就是，隨心所欲地測試，沒有東西可以替代DeFi的實時環境。你無法在一個測試網上“重新創建”DeFi，所以當你想測試更改時，總是需要“在產品中測試”。

EVM等同性允許我們在實時環境中測試EIP，并對以太坊整體環境進行更安全、長期的改進，而無需進行“硬分叉”。

以太坊是我們永遠的重心

我們最近啟動了關于追溯性公共物品募資機制的首個實驗。100萬美元的協議收入將很快分配給有利于以太坊生態發展的公共物品！有些人問我們，為什么這些錢會分配給整個以太坊系統，而不是僅僅分配給OptimisticEthereum生態系統。

希望通過本文理解了EVM等同性后，大家能明白為什么：我們源自相同的生態系統。

Layer2長期以來都承諾推動以太坊成為一個多鏈的系統，充滿活力的城市深入探索這個新網絡空間的邊界。雖然我們可以預期這些鏈是多樣化且豐富的，但EVM等同性為這些鏈和以太坊之間帶來了新的連接——不僅僅是作為結算層，而是成為其組成的最深層次部分。

來源|OptimismPBCBlog

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