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ROLL:以太坊基金會研究團隊AMA回顧:擴容專題

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Time:1900/1/1 0:00:00

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:

單個以太坊礦工贏得170.65 ETH的區塊獎勵:1月18日消息,鏈上數據顯示,1月17日,單個ETH礦工挖出一個區塊,并贏得超過170.65 ETH的區塊獎勵,價值約54萬美元,區塊高度是14020509。這對于礦工來說是非常幸運的事,盡管比特幣礦工此前發生過類似情況,這種情況極為罕見。

據此前報道,1月11日,一個算力僅有126 TH的個體礦工贏得6.25 BTC的區塊獎勵,價值超26萬美元,該比特幣區塊的區塊高度是718124。(Beincrypto)[2022/1/18 8:57:27]

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

以太坊Layer2總鎖倉量突破70億美元 創歷史新高:11月26日消息,據L2BEAT數據顯示,當前以太坊Layer2總鎖倉量為71.2億美元,創歷史新高。其中,鎖倉量前三分別為Arbitrum(28.1億美元)、BobaNetwork(14.3億美元)、dYdX(9.6億美元)。[2021/11/26 7:11:57]

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。

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。

以太坊2.0客戶端Teku發布v21.11.0版本:11月10日消息,以太坊2.0客戶端Teku宣布推出可選升級版本v21.11.0。主要更新包括原生支持Apple Silicon;LevelDB支持Linux/arm64;提高了運行大量驗證器時的性能等。[2021/11/10 6:44:05]

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。

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。

分析 | 以太坊主流交易所交易量出現下滑 鏈上交易量保持上升趨勢:據TokenGazer數據分析顯示,截止至5月29日11時,以太坊價格為$268.30,總市值為$28,490.47M,主流交易所交易量約為$318.79M,較昨日數據減少18.53%;以太坊算力出現輕微下滑,鏈上交易量繼續保持上升趨勢;30天回報收益率保持平穩,并無較大波動;以太坊活躍地址數近期以10k—11k的速率增長;目前ERC20代幣總市值約為以太坊總市值的58.93%,較昨日上升0.83%;在ERC20活躍地址數方面,排名前五的代幣為USDC、ZRX、NPXS、DAI、TUSD。[2019/5/29]

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)

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:

市值前100的token中,有94%是布置在以太坊上:據ConsenSys統計數據,在市值前100的token中,有94%是布置在以太坊上;市值前800的token中,87%布置在以太坊上。據估計,以太坊開發者社區是全球最大的開發者社區,擁有25萬人。[2018/6/4]

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。

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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