
Ethereum
ETH#2
以太坊的解释
以太坊,这个在区块链领域与创新同义的名字,吸引了技术人员、投资者和监管机构的兴趣。作为市场资本化排名第二的加密货币,以太坊的潜力远远超出了数字货币的范畴。
本文深入探讨了以太坊的多方面世界,研究其机制、安全性、应用、合法性、波动性和关键发展。我们还将了解以太坊背后的愿景者——Vitalik Buterin。
概念突破
以太坊的创立代表了区块链技术历史上最重要的概念之一的突破。当Vitalik Buterin在2013年末发表了他具有开创性意义的白皮书时,他描述了一个超越现有区块链实施限制的愿景。
Buterin提议的独特之处在于,它认识到区块链技术不仅仅可以作为金融交易的媒介,还可以作为分散应用的综合计算框架,具有无限的潜在用例。
在创建以太坊之前,Buterin通过对比特币杂志的贡献和对彩色币及其他比特币协议扩展的研究,已在加密货币圈子中确立了作为思想领袖的地位。他对比特币技术限制的深入理解,特别是其有限的脚本语言,使他构思出一个更具灵活性的替代方案。
Buterin的愿景是革命性的:一个具有图灵完备编程语言的平台,能够执行任何计算任务,只要资源足够,实际上将区块链从一个专门的金融工具转变为通用技术。
2014年1月在迈阿密的北美比特币会议上正式宣布以太坊,是区块链历史上一个分水岭。早期贡献者的聚集——包括后来撰写以太坊虚拟机的以太坊黄皮书的Gavin Wood,后来创立Cardano的Charles Hoskinson,提供早期融资的Anthony Di Iorio以及与Buterin共同工作的Bitcoin杂志的Mihai Alisie——推动了项目的发展。这个多样化的创始团队汇集了密码学、分布式系统、经济学和软件开发的专业知识,创造了一种独特的跨学科区块链创新方法。
"以太坊"的词源反映了Buterin对平台的雄心勃勃的愿景。源自"ether"一词——一种假设的介质,曾被认为充满宇宙并促进光的传播——这个名字象征着Buterin对以太坊的构想:一个无形的、无所不在的基础设施,支持新一代分散应用。这种哲学基础反映了项目不仅创造另一种加密货币,而是成为数字基础设施重要层的愿望。
技术基础和架构创新
以太坊的技术架构代表了一次重大的进化,超越了早期的区块链系统,融合了后来成为标准功能的创新。
基础上,以太坊拥有一个综合状态数据库,包含网络内所有账户的余额和内部存储。这种以状态为中心的方法与比特币的交易为基础的模式有着根本性的不同,支持更复杂的交互和有状态的应用。
以太坊区块链大约每12秒处理一个区块,比特币平均每10分钟的速度快得多,从而使应用程序的响应更迅速。每个区块都包含一个加密散列,将其与前一个区块连接起来,创建一个不可变的交易链。这种结构确保网络对所有账户和合约的当前状态保持共识,防止双重消费和其他形式的操作。
网络节点在维护以太坊的去中心化基础设施中发挥了多重关键功能。它们根据共识规则验证交易,执行智能合约代码,维护区块链的同步副本,并促进网络通信。这一分布式架构确保没有单一实体控制平台,增强了安全性和抗审查性。
以太坊虚拟机(EVM)是平台最重要的技术创新之一。作为智能合约的沙盒运行环境,EVM执行从高级编程语言(如Solidity)编译而来的字节码。
这一抽象层将合约执行与底层硬件和操作系统隔离,确保整个网络的行为一致,即使支持个人节点的物理基础设施不同。Gavin Wood撰写的黄皮书中的EVM规范为以多种编程语言实现以太坊客户端提供了一个正式的基础,同时保持完美的互操作性。
智能合约——自执行程序,带有预先设定在区块链上的规则——构成了以太坊应用程序层的基本构建块。这些合同在预设条件满足时自动执行,在复杂交易中消除了中间商的需要。智能合约可以管理数字资产,促成复杂的金融安排,协调去中心化的组织,并执行以前需要可信第三方的无数其他功能。
Gas,以太坊对计算资源的内部定价机制,是另一个架构创新。EVM执行的每个操作消耗特定数量的gas,用户用ether支付这些计算资源。这一系统通过要求用户按资源消耗程度支付费用,防止拒绝服务攻击,创造了滥用网络的经济障碍。
Gas价格根据网络需求波动,确立了一种基于市场的资源分配方法,后来被许多区块链平台采用。
以太坊的账户模型区分了由私钥控制的外部拥有账户(EOAs)和由其内部代码管理的合约账户。这种双账户结构促成了用户与智能合约之间的互动,创造了一个灵活的分散应用框架。两种账户类型都维护状态信息,包括余额和对于合约账户来说的内部存储和代码。
从起源到现代以太坊的进化之旅
以太坊从概念到全球计算平台的演变,经过了精心编排的发展阶段,每个阶段都对网络的功能、安全性和可扩展性进行了重大改进。这种对协议增强的有条不紊的方法,在创新和稳定之间取得了平衡,使生态系统能够增长,同时尽可能保持向后兼容性。
在2014年成功的ICO之后经过密集的开发期,该ICO筹集了约1800万美元的比特币用于开发,以太坊基金会发布了一些概念证明原型,使用奥林匹克运动会的代号,反映了开发团队鼓励的竞争性测试环境。奥林匹克测试网代表了最终的公测,向能够对网络进行压力测试并识别漏洞的用户提供赏金。
2015年7月30日,Frontier版本标志着以太坊的正式发布,以创世块初始化,对ICO参与者进行初始ether分发并设定5 ETH的区块奖励。这一最初的实施使用了类似于比特币的工作量证明共识机制,要求矿工解决计算密集型难题以验证交易和保护网络。虽然在使用起来能为网络引导提供强大的安全保证,但这种方法消耗了大量的能源资源。
2016年的DAO事件在以太坊的发展轨迹中标志着一个关键的转折点。去中心化自治组织(DAO)为一个社区驱动的投资载体筹集了约1.5亿美元,然后由于智能合约代码中的漏洞被利用,导致约五千万美元的ether被未经授权转移。
这一危机在社区内引发了关于不变性和干预性之间的激烈哲学争论,最终导致了一次有争议的硬分叉,收回了被盗的资金。这一决策分裂了社区,主链保留了以太坊(ETH)的名称,而未修改的链则继续称为以太坊经典(ETC)。
随后进行了一些协议升级,每次升级都引入了重要的改进。2016年3月的Homestead升级移除了曾允许紧急停机的金丝雀合约,表明平台在稳定性方面的信心加强。
Metropolis 分两个阶段实施(2017年10月的Byzantium和2019年2月的Constantinople),引入了各种技术改进,包括对零知识证明的支持,更高效的加密操作预编译合约,以及调整了困难炸弹以最终促进向PoS的过渡。
以太坊历史上最具变革性的升级,被俗称为“合并”,于2022年9月发生。这一重大技术成就将以太坊从PoW转移到了PoS共识,而不扰乱网络的运行。合并整合了原始执行层(以太坊主网)与信标链,一个自2020年12月以来一直在并行运行的PoS协调机制。 Content: December 2020.
这次向权益证明的转变从根本上改变了以太坊的安全模型和经济动机。网络安全现在来源于抵押32个ETH作为抵押品的验证者,倘若他们企图破坏系统,他们将面临失去这些资金的风险,而不再依赖高能耗的矿业。
这种方法将以太坊的能源消耗减少了大约99.95%,在保持通过经济激励的强大安全保障的同时,解决了区块链技术的一个主要批评问题。
除了环保效益外,“合并”还为后续的可扩展性改进奠定了架构基础,特别是分片——将区块链划分为多个并行段以增加吞吐量。这种为分片的准备反映了以太坊对可扩展性的战略方法:在实施更复杂的扩展解决方案之前,先建立一个安全的共识机制。
在这些演进阶段中,以太坊始终保持开放的开发过程,伴随着广泛的社区参与。常规的以太坊改进提案(EIPs)提供了一个结构化机制来建议协议增强,技术讨论通过GitHub仓库、社区电话和各种论坛进行透明开展。这种协作方法培育了一个多样化的开发者、研究人员和利益相关者的生态系统,为以太坊的持续进步做出贡献。
以太坊虚拟机:网络的计算核心
以太坊虚拟机代表了驱动整个以太坊生态系统的计算引擎。这种专门化的运行环境在确定性、隔离的上下文中执行智能合约的字节码,确保相同的输入在所有网络节点上始终产生相同的输出结果。
EVM的架构实现了一个基于堆栈的执行模型,配备简单而强大的指令集。每个操作,或称操作码,执行特定功能——从基本的算术和逻辑操作到更复杂的任务,如存储操作、加密功能和环境交互。
在EVM中,智能合约执行遵循一个可预测的生命周期。当一个用户或另一个合约发起一个针对智能合约的交易时,该交易包含指定要调用的函数及任何参数的输入数据。
EVM创建了一个包含合约当前状态的执行上下文,然后从合约的字节码中顺序处理操作码。在执行过程中,EVM跟踪燃料消耗,如果在完成之前耗尽了指定的燃料限制,它将撤销整个交易。
燃料管理代表了EVM操作的关键方面,创造了一种用于分配以太坊计算资源的经济机制。每个操作码消耗预定义的燃料数量,复杂度更高的操作需要更多燃料。
用户为交易指定燃料限制和燃料价格,建立他们愿意消耗的最大计算资源和他们愿意支付的每单位价格。这种基于市场的资源分配方法阻止攻击者用计算密集型操作淹没网络,并为提供资源的验证者提供补偿。
尽管Vyper、Yul和Fe等替代品为合约开发提供了不同的方法,Solidity仍然是以太坊智能合约的主要编程语言。
Solidity的语法类似JavaScript,使之对网页开发者来说更容易接近,同时还融入了区块链开发的特定功能,如显式燃料优化原语和专用数据类型。在部署之前,Solidity代码被编译为EVM字节码,然后在所有网络节点中以相同的方式执行。
EVM的执行环境将智能合约与底层系统隔离,阻止恶意代码访问未经授权的资源。这种沙箱增强了安全性,通过限制智能合约的行为范围,尽管不能消除所有潜在漏洞。智能合约安全性已经演变为一个专门的领域,形式验证技术、安全审计和标准化设计模式已逐渐形成,以应对开发不可信应用及不可变代码中的独特挑战。
数项EVM创新在时间的推移中增强了其功能。预编译合约为如椭圆曲线乘法等加密密集型操作提供有效实现,降低了常见加密功能的燃料成本。
CREATE2操作码使得合约部署地址更为可预测,促进了反事实实例化和层2解决方案。当交易失败时,失败信息允许合约提供信息性错误信息,改善了开发者和用户体验。
EVM的影响范围远不止于以太坊本身。许多区块链平台实施了EVM兼容性,使得开发者可以以最小改动在替代网络上部署以太坊智能合约。这种EVM生态系统通过共享的计算标准创造了一种区块链互操作性,使开发者能够在多个平台上利用现有工具、库和专业知识。
去中心化金融革命:重新想象金融基础设施
去中心化金融(DeFi)可能是以太坊可编程能力最具变革性的应用,通过开放的、无需许可的、可组合的协议重新定义传统金融服务。这个生态系统涵盖借贷平台、去中心化交易所、衍生品市场、资产管理工具、保险解决方案以及许多其他金融原语,所有这些都作为无中央中介的智能合约实现。
DeFi的基础组件自2017年开始涌现,如MakerDAO项目推出了DAI,一种通过复杂的抵押债务头寸和治理机制维持与美元大体平价的算法稳定币。
该创新表明传统上由中央银行管理的稳定机制可以通过透明的智能合约实施,为后续金融应用奠定了重要基础。
像Uniswap的自动化做市商(AMMs)通过用数学生成公式控制的流动性池替代传统订单簿,彻底革新了加密货币交易。这种方法使得无需对手方即可进行连续交易,创造去中心化交易所,任何人都可以提供流动性并根据他们的贡献赚取费用。AMM的简单性和可访问性大大降低了市场创建的门槛,使得基于社区兴趣的任何ERC-20代币交易对得以自然产生。
借贷协议如Compound和Aave建立了算法货币市场,用户可以通过提供抵押品来赚取收益或借入资产。这些协议根据供需动态调整利率,创造出高效的资本配置,无需人工中介。
闪电贷款 - 不需要抵押的贷款,必须在单一交易内借出并偿还 - 作为一种独特的DeFi原语出现,没有传Continuing development without traditional institutional gatekeepers introduces novel capabilities that are impossible in conventional financial systems. The continued evolution of this ecosystem, with improvements in security, usability, regulatory clarity, and scalability, could ultimately bridge the gap between traditional and decentralized finance.
NFTs 和数字所有权:超越可替代代币
非同质化代币(NFTs)作为以太坊智能合约功能的又一突破性应用出现,建立了可验证的数字稀缺性,并实现了可证明所有权的独特数字资产。尽管像 ETH 和 ERC-20 这样的可替代代币设计上是可互换的,NFTs 引入了具有独特特征和出处的不可分割的数字资产。
NFTs 技术基础逐渐发展,早期以太坊中出现了各种独特代币的实验。2018年正式化的 ERC-721 标准为非同质化代币建立了通用接口,实现了跨市场和应用的互操作性。这种标准化通过确保任何兼容合约铸造的NFT可以在生态系统中一致地交易和展示,从而催生了生态系统的发展。
数字艺术成为首批显著 NFT 应用案例之一,让艺术家可以创作具有嵌入版税机制的可验证稀缺数字作品。
SuperRare、Art Blocks 和 Foundation 等平台为艺术类 NFT 提供了专门的市场,而生成性艺术项目利用智能合约创作具有链上出处的算法艺术品。创作者在二次销售中自动获得版税的能力 - 这是传统艺术市场中不可能实现的功能 - 为数字创作者创造了新的经济模型。
收藏品和游戏资产代表了另一个重要的 NFT 类别,CryptoPunks 和 Bored Ape Yacht Club 等项目确立了具有不同稀有度的个人图片收藏的概念。
这些收藏通常超越简单图片,包含访问权限、社区成员资格和其他实用功能。游戏应用程序利用 NFTs 创建可以在游戏外部交易的真正属于玩家的游戏内资产,从而为玩家拥有的游戏经济创造新的经济模型。
元宇宙平台中的虚拟房地产以 NFTs 形式出现,代表虚拟世界中特定坐标的数字土地。Decentraland 和 The Sandbox 等项目围绕这些虚拟空间创建了整个数字经济,让业主能够在这些环境中开发体验、举办活动和实现盈利。数字土地所有权的这一概念为互联网引入了空间稀缺性,创造了纯数字环境中的位置价值。
音乐 NFT 建立了音乐家和粉丝之间的新关系,让艺术家可以出售限量版数字版本,嵌入版税分成和特殊访问权。这一模型通过让直接的艺术家对粉丝关系成立,而非中介捕获大部分价值,挑战了传统音乐产业的分发方式。音乐NFT的可编程性允许创新功能,如版税的部分所有权和对独家内容的有条件访问。
域名是 NFTs 的一种实用应用,Ethereum Name Service (ENS) 允许用户将人类可读名称(如 username.eth)注册为十六进制地址的替代方案。这些域名 NFTs 作为便携的 web3 用户名运行,解决到以太坊地址、其他加密货币地址、网站链接、个人信息和其他数字资产。这个基础设施简化了交易,并提升了以太坊生态系统中的身份管理。
除了数字艺术和收藏品,NFTs 还在代表现实世界资产和凭证中找到了用途。活动门票、会员通行证、教育资格证和产品真实性证书都被作为 NFT 实现,利用以太坊的不可变记录功能来创建可验证的声明,能够在无需联系发行机关的情况下即时验证。
NFT 的可编程性继续随着 ERC-1155(半同质化代币)和 ERC-4907(可出租 NFT)等标准的出现而进化,引入了新的能力。根据外部条件变化的动态 NFT、允许宝贵资产共同所有的分割 NFT 以及具有嵌入 DeFi 功能的 NFT 展示了将非同质化代币的实用性扩张到简单所有权记录之外的持续创新。
尽管 NFT 市场经历了显著波动,伴有活跃期和相对平静期交替出现,底层技术却随着元数据标准、存储解决方案和跨链互操作性的改进成熟。NFT 的长期意义可能最终超越投机收藏,为愈加虚拟的世界中数字产权建立基本基础设施。
去中心化自治组织 (DAOs):重新定义组织结构
去中心化自治组织(DAOs)是以太坊最雄心勃勃的应用之一,通过基于区块链的治理和资金管理重新定义组织结构。这些互联网原生实体通过智能合约而非传统法律文件建立规则和决策流程,创建了没有传统层级管理的组织。
DAOs 的概念在以太坊早期历史中出现,"The DAO" 是一个早期实施例,在 2016 年筹集了约 $1.5 亿资金,但其剖析暴露了关键的安全漏洞。
尽管此开端不太吉利,可编程组织的基本概念持续存在,逐渐演变为具有复杂治理机制和专业使用案例的更强大实现。
协议 DAO 出现以管理去中心化应用,尤其在 DeFi 中,关键参数的社区管理直接影响用户资金。
Compound 和 Uniswap 率先采用这一方法,向用户分发治理代币,建立机制让利益相关者可以提议并投票升级协议、调整参数和分配资金库。这种治理方法虽然仍在进化,但通过根据利益相关者比例分配决策权,代表了从传统企业结构的显著转变。
投资 DAO 集资本以集体投资,从 MetaCartel Ventures 这样的风险投资替代品到 FlamingoDAO 这样的艺术收藏 DAO 皆有。这些组织利用智能合约管理资本贡献、投资决策和利润分配,创建了具有可编程规则和透明操作的投资合集。
链上治理的透明性创造了新的动态,使得投资理论和决策过程对所有参与者都是可见的。
服务 DAO 通过代币化激励协调工作,创建了传统服务企业的去中心化替代品。RaidGuild(web3 开发)和 LexDAO(法律服务)等组织使用 DAO 结构将客户与服务提供商匹配,分发薪酬并在专业网络内管理声誉。这些结构允许分布在地理上的专业人士之间没有传统雇佣关系下进行流动合作。
社交 DAO 专注于社区建设和集体体验,使用代币门控访问创造独家数字和物理空间。Friends With Benefits 倡导这种模式,利用基于代币的会员资格建立一个有本地分会、专属活动和协作创意项目的全球社区。这些组织模糊了社交俱乐部、职业网络和合作社之间的界限,为社区协调创造了新的模式。
媒体 DAO 通过集体所有权和治理重新想象内容制作和策展。BanklessDAO 典范了这种方法,通过专注于不同内容类型和分发渠道的工作组支持去中心化的媒体生产。
这些结构在提供独立新闻和内容创建的可持续资金模型的同时,支持社区驱动的编辑方向。
收藏家 DAO 汇集资源以获得个人会员难以负担的宝贵资产 - 无论是数字的还是物理的。PleasrDAO 因购买 Wu-Tang Clan 的独特专辑"Once Upon a Time in Shaolin"并代币化部分所有权而成为头条新闻,展示了 DAO 如何通过分数所有权民主化文化文物的获取途径。
自早期实验以来,支持 DAO 的技术基础设施显著发展。Aragon、DAOhaus 和 Colony 等项目提供了用于投票机制、权限系统和资金管理的模块化组件。
Snapshot 作为使用代币加权治理的链下投票解决方案而受欢迎,降低了 gas 成本同时保持了可验证性。声誉系统、二次投票和委托机制继续发展,随着治理实验揭示了不同方法的优缺点。
DAO 的法律框架代表了一项持续的挑战,由于在多数司法管辖区监管地位不明确,参与者可能面临责任风险。一些司法管辖区已开始解决此空白 - 如 Wyoming 的 DAO LLC 立法为 DAO 成员提供了有限责任的路径,而马绍尔群岛已为 DAO 制定了一个专门法律框架。这些早期的监管适应可能为更广泛的法律认可提供模型,随着 DAO 继续获得经济意义。内容: 重大的挑战 —— 包括治理参与、监管不确定性以及扩大人类协调——它们代表着一种对组织结构的深刻重新构想,这种可能性是由以太坊的可编程基础设施所实现的。
通过在透明的智能合约中编码治理规则和经济激励,DAO 创造了无需传统等级控制的人类协作的新可能性。
Layer 2 扩容解决方案:扩展以太坊的容量
随着以太坊的受欢迎程度激增,其基础层的基本限制变得越来越明显。拥塞期间的高交易费用和有限的吞吐量限制了平台的增长,从而推动了建设在以太坊之上的 layer 2 扩容解决方案的发展, 这些协议继承了以太坊的安全性,同时极大地提高了吞吐量并降低了成本。Rollup 已成为主导的 layer 2 扩容方式,它在以太坊主链之外处理交易,同时将压缩的交易数据和有效性证明上传到以太坊进行最终结算。这种架构在分摊多交易成本的同时维护了以太坊的安全性, 从而为终端用户减少了几个数量级的费用。
Optimistic Rollup,由像 Optimism 和 Arbitrum 等项目实现,基于乐观假设,认为提交的交易批次是有效的。这些系统允许一个挑战期,在此期间观察者可以提交欺诈证明, 如果他们检测到无效状态转换。Optimistic Rollup 以相对简单的技术实现高吞吐量,但需要较长的提款期以便应对潜在的挑战。
零知识 Rollup,由像 zkSync 和 StarkNet 等项目开发,利用密码学有效性证明,在不揭示所有交易细节的情况下,数学上验证离链计算的正确性。 这些系统生成简洁的证明,证明特定的状态转换是通过正确应用交易逻辑而来的,允许即时的最终确定性而无需挑战期。
虽然技术上更复杂, 但零知识 Rollup 提供了更优的隐私功能和更快速的提款时间。
Validium 是零知识技术的一种变体,其中数据可用性通过专门的委员会离链管理,而不是上传到以太坊。 这种方法通过最小化链上数据需求进一步降低了成本,但在数据可用性上引入了不同的信任假设。像 DeversiFi 和 Immutable X 等项目对具体应用实现了 validium 架构,在这些权衡是可接受的。
状态通道在参与者之间建立离链支付或状态转换通道,仅需在开启和关闭通道或解决争端时进行链上交易。
此方法为兼容的使用场景提供了几乎即时的最终确认和有效的无限吞吐量,但要求参与者保持在线,并且最适合预定的参与者集合。 像游戏和微支付等应用尤其受益于状态通道架构。
特定应用的 Rollup 为特定的使用情形定制 layer 2 解决方案,优化特定交易类型或应用要求。dYdX 为衍生品交易实现了一个专门的 Rollup,Sorare 为其幻想体育平台创建了专用的扩展解决方案。这些定制的实现通过专门设计针对特定应用的交易模式最大化效率。
layer 2 解决方案之间的互操作性最初提出了挑战,资产在各种扩容系统间变得分散。桥接协议出现以促进不同 layer 2 网络之间的资产转移,虽然这些引入了额外的安全考虑。像 Hop Protocol 和 Connext Network 等项目开发了具有各种安全模型的专用桥接基础设施,以解决这些互操作性挑战。
跨 Rollup 通信协议正在开发中,旨在允许不同 layer 2 网络上的智能合约直接相互交互,类似于以太坊主网上的合约如何相互组合。 这些协议旨在保留以太坊在 layer 2 生态系统中的强大组合性特性,允许不同 Rollup 上的应用无缝互动。
虽然 layer 2 扩容引入了额外的复杂性和用户体验挑战,但持续的基础设施开发正逐渐简化用户体验。账户抽象使得智能合约钱包具备增强功能,如社交恢复和交易批处理。
专用桥接为 layer 2 网络提供了直接的法币入口,减少了入门摩擦。对多个网络的原生钱包支持简化了用户在扩容生态系统中的交互。
以太坊的基础层和 layer 2 扩容解决方案之间的相互促进关系展示了该平台的可扩展设计。与其在基础协议内牺牲去中心化来实现扩展性,以太坊开发了一种模块化架构, 其中专用的执行环境可以在利用以太坊的安全性同时为不同优先事项进行优化。这种方法创建了一个互补的生态系统,基础层优先考虑安全性和去中心化,而 layer 2 解决方案则优化吞吐量和成本效率。
未来路径:以太坊不断演进的路线图
以太坊的发展路线图不断演变,以应对平台最紧迫的挑战,同时保持其致力于去中心化和安全性的承诺。继“合并”成功过渡到权益证明后,随后的升级集中在扩展性、安全增强和改进开发人员和用户体验上。
“激增”阶段专注于实施分片,将以太坊网络分割成多个并行数据链,以大幅提高吞吐量。
与之前包含执行能力的分片设计不同,以太坊目前的方法强调“数据可用性分片”,通过创建安全数据空间为 Rollup 提供额外带宽,而无需对计算达成共识。这种设计利用 Rollup(计算扩容)和分片(数据扩容)之间的自然协同效应,创建一个全面的扩展解决方案。
Proto-danksharding,通过 EIP-4844 实现,代表着全面分片的中间步骤,引入了一种新交易类型,称之为“携带数据块的交易”,专为 Rollup 数据而优化。这些交易包含了比常规调用数据消耗更低 Gas 费用的大数据“块”,在维护以太坊安全属性的同时显著降低 Rollup 费用。这种实现提供了即时的扩展收益,同时朝着更全面的分片解决方案建设。
“清除”阶段解决 MEV(最大可提取价值)问题并增强以太坊对中心化压力的抵抗力。PBS(提议者-构建者分离)为区块构建和区块提议创建不同角色,减少了大型质押池和专门 MEV 提取的优势。改进的 PBS 实现旨在创造更公平的交易收入,同时保持网络中立性和抵制审查。
“缝合”阶段引入 Verkle Trees,这是一种复杂的加密数据结构,能够提高状态证明的效率。此升级显著降低节点存储要求,同时启用“无状态客户端”可在不维护整个状态数据库的情况下验证区块链有效性。这些改进降低节点操作的障碍,通过启用更多样化的网络验证参与增强去中心化。
“清除”通过实施状态过期机制解决历史状态膨胀。这些变化允许老旧、未使用的状态数据被存档,同时保持可验证性,大幅减少完整节点的存储需求。EIP-4444 表示朝这个方向迈出的第一步,它限制了节点必须保留多少历史数据,同时通过替代存储解决方案保留数据可用性。
“杂项”涵盖各种技术改进,增强以太坊的功能和开发者体验。账户抽象使得智能合约钱包具备增强功能,如社交恢复和无 Gas 费用交易。对 EVM 的改进在维持向后兼容性同时引入了新功能。增强的加密基元支持先进的零知识应用和改进的隐私功能。
在整个路线图中,以太坊保持其核心开发原则:务实的渐进主义、简单胜过复杂和可持续的去中心化。每次升级在主网上实施前,都在多个测试网上经过广泛的测试,强烈偏好最小可行的变更, 这些变更带来了具体的好处,同时将中断最小化。
社区治理伴随着技术开发不断演进,EIP(以太坊改进建议)流程提供了对协议更改的结构化评估。核心开发者通过定期公开电话协调,同时通过论坛、社交媒体讨论和各种专门工作组获得更广泛的社区输入。这种透明、分布式开发模式平衡了技术卓越和利益相关者代表性。
以太坊的路线图反映了平台从一个实验技术到关键基础设施的成熟。早期的开发阶段优先考虑功能扩展和基本功能;目前的开发强调稳定性、安全性和可持续扩展。 这一演变反映了以太坊日益增长的重要性,作为数千个应用和数百万用户的金融、社会和组织基础设施。