以太坊的未来之路:The Surge 解析

自2022年10月以来，以太坊联合创始人提出了关于以太坊未来发展的系列愿景,涵盖了六个关键阶段。继The Merge之后,The Surge成为以太坊扩展性提升的重要一环。本文将深入探讨The Surge阶段的核心目标和技术路线。

以太坊的核心愿景

以太坊的根本目标是成为去中心化互联网的基础设施。通过智能合约,以太坊支持复杂的去中心化应用,包括DeFi和NFT等。然而,以太坊面临可扩展性挑战,每秒仅能处理15-30笔交易,远低于传统支付网络。这导致网络拥堵时gas费高昂,限制了以太坊成为全球基础设施的潜力。

The Surge阶段的主要目标包括:

• 以太坊L1+L2达到10万+TPS
• 保持L1的去中心化和稳健性
• 部分L2完全继承以太坊核心属性
• 最大化L2间互操作性

以 rollup 为中心的未来

The Surge的核心是通过L2解决方案大幅提升可扩展性,其中rollup是关键。以太坊L1将专注于成为强大去中心化的基础层,而L2承担扩展任务。

Rollup在链下打包交易后提交到主网,可将吞吐量提升至10万TPS以上,同时保持安全性和去中心化。这种扩展方案使以太坊能够处理全球规模应用而不损害去中心化精神。

目前rollup已取得重要进展:EIP-4844 blobs增加了L1数据带宽,多个EVM rollup进入第一阶段。每个L2作为独立分片存在,分片的多样性已成为现实。

数据可用性采样(DAS)的进展

数据可用性采样(DAS)是The Surge的另一关键技术,旨在解决数据可用性问题。DAS允许节点在不访问全部数据的情况下验证数据,从而提高可扩展性和效率。

有两种主要形式的DAS:PeerDAS和2D DAS。PeerDAS有望增强rollup的安全性。2D DAS不仅在blob内随机抽样,还在blob间抽样,利用KZG承诺的线性属性扩展blob集。

未来需要进一步确定2D DAS的理想版本并证明其安全属性。长期路径可能包括实施理想的2D DAS,坚持使用1D DAS牺牲效率换取简单性,或放弃DA完全采用Plasma架构。

Plasma 及其他解决方案

除了Rollup,Plasma作为早期提出的链下扩展方案也是重要的L2解决方案。Plasma创建独立处理交易的子链,定期向主网提交摘要。即使数据可用性出现问题,用户仍可通过最新可用状态恢复资产。

尽管Plasma开发落后于rollup,但仍被视为以太坊可扩展性工具包的组成部分。此外,改进数据压缩和加密证明技术也有助于提高rollup等L2解决方案的效率。

跨L2互操作性改进

当前L2生态系统面临的主要挑战是跨L2互操作性较弱。需要改进的方面包括:

• 特定链的地址
• 特定链的支付请求
• 跨链兑换和Gas支付
• 轻客户端
• 共享代币桥
• 同步组合性

这些改进不仅涉及技术问题,还需要L2、钱包和L1的社会协作。

继续扩展以太坊L1

扩展L1本身仍然重要。主要有三种策略:

1. 改进技术以提高Gas限制
2. 降低特定操作成本以增加平均容量
3. 原生Rollups

这些策略各有权衡,需要在组合性、去中心化和复杂性之间寻求平衡。

去中心化和安全性

在扩展过程中,以太坊坚持保持去中心化承诺。Rollup和DAS被视为增加容量同时保持去中心化的方法。这确保任何人都可以以真正去中心化的方式运行节点保护网络。

随着以太坊走向以rollup为中心的未来,确保这些系统的无需信任性变得至关重要。这需要严格测试和迭代,特别是在广泛采用时。

The Surge的前景展望

The Surge完成后,以太坊有望实现可扩展、去中心化、安全和可持续的愿景。这包括通过rollup和DAS扩展L1,构建更高效的共识算法,改进开发工具,以及培育繁荣的dApp生态系统。

尽管面临挑战,但如果以太坊能够克服这些障碍,将巩固其作为Web3核心的地位。The Surge的成功可能在未来几年再次改变区块链技术格局,推动以太坊成为真正的去中心化全球基础设施。