ARK:一文了解以太坊路線圖的實施進展

原文作者：domothy , 由 DeFi 之道翻譯編輯。

注：本文檔旨在作為以太坊路線圖上各個項目的入口點，為那些想要深入研究的人提供快速的摘要以及鏈接。

它是一份動態文檔，請如果此處提供的任何信息不清楚、不準確、過時或缺少更好的鏈接，請隨時與我聯系。

正如路線圖上的箭頭所示，列出的各個階段不是首尾相接的，各種努力是并行進行的。

一、合并（The Merge）

目標：擁有一個理想的、簡單的、健壯的以及去中心化的權益證明（PoS）共識。

1、2020 年 12 月 1 日 - 信標鏈啟動。

引入由驗證者質押的 ETH 保護的以太坊共識層；

在共識規范中稱為階段 0?（Vitalik 以及 Danny Ryan 的注釋版本）；

2、2021 年 10 月 27 日 - 預熱分叉 (Altair) - 共識客戶端開發人員試運行了一次協調硬分叉升級。

Altair 引入了同步委員會?來支持輕客戶端，并調整了一些懲罰措施；

Altair 公告；?

Altair 規范?（注釋版?）；

關于 Altair 的“ What’s new in ETH2” 文章；

3、2022 年 9 月 15 日 - 合并！ 不再有 PoW——共識層和執行層在區塊高度達到 15,537,394? 時進行了大合并。

1、提款 – 使驗證者能夠提取全部或部分質押 ETH 權益。

Capella 分叉?指定共識層的變化；

EIP-4895? 指定了執行層的變化；

Tim Beiko 關于提款的常見問題解答?；

帶有其他信息的提款元規范?；

2、分布式驗證器——引入多重簽名，其中 n 個人共享同一個驗證器，m-of-n 必須就其行為方式達成一致。

通過防止意外罰沒使其更易于訪問（例如，通過在多個參與者之間無需信任地分配所需的 32 ETH）來增強質押；

電商元宇宙平臺Playbux與愛奇藝合作推出Watch to Earn功能:6月16日消息，基于區塊鏈的電商元宇宙平臺 Playbux 宣布與全球流媒體公司愛奇藝（iQIYI）合作推出Watch to Earn功能，旨在讓世界各地的用戶能夠享受優質且免費的內容，用戶進入 Playbux 元宇宙平臺后即可進入iQIYI Building關口愛奇藝所提供的符合Watch to Earn功能的節目和電影，達到一定觀看時長后可參與抽獎贏得 NFT、BUSD 等獎勵。[2023/6/17 21:43:00]

這不是協議內的事情，SSV? 和 Obol? 等團隊正在為此而努力；

3、視圖合并——調整分叉選擇規則(驗證器投票的方式)，以減輕一類攻擊。

本質上使誠實的驗證者能夠“強加”他們對鏈的正確 head 的看法，以減少惡意驗證者分裂投票并在之后按照自己的意愿重組區塊的機會；

ethresear.ch 帖子?有很多（非常技術性的）研究背景；

4、改進聚合 —— 以太坊努力支持盡可能多的驗證者，但讓每個驗證者對每個區塊進行投票（并驗證其他所有驗證者的投票）過于占用帶寬。下一個最好的事情是聚合簽名，但這也有其局限性，并且可以做得更好。

關于 BLS 聚合好處的科普貼；?

潛在候選方案：Horn；?

5、單 slot 最終性（SSF）——每個 slot （12 秒）確定鏈，而不是按 epoch （12.8 分鐘）來確定。

通往 SSF 的路徑；?

除了改進的簽名聚合，我們還需要解決另外兩件事:

（1）SSF 共識算法——現有與 SSF 兼容的算法是不夠的，我們想要一個即使超過 1/3 的驗證器離線，也能保持鏈活躍的算法；

（2）SSF 驗證者經濟學——如果我們最終不得不限制驗證器的數量，我們如何限制參與，我們會做出什么犧牲？

6、秘密 leader 選舉（SLE）

今天，被選中提議一個區塊的驗證者（slot 的 leader）會提前被知道，這使得潛在的 DoS 攻擊能夠專門針對即將到來的區塊的 leader。

香港加密投資平臺Q9 Capital已獲得迪拜虛擬資產監管局的臨時批準:10月31日消息，香港加密投資平臺Q9 Capital已獲得迪拜虛擬資產監管局 (VARA) 的臨時批準，計劃在迪拜建立一個區域中心，以幫助發展其虛擬資產生態系統。此外，該公司還計劃向全球資產和財富管理公司提供產品創建和執行服務。

據悉，Q9 Capital成立于2020年，其投資引擎和白標解決方案使資產和財富管理機構能夠通過單一UI創建、執行、管理和報告數字資產投資策略。[2022/10/31 11:59:16]

ethresear.ch? 關于隨機洗牌的單一 SLE 協議的帖子：除了 leader 自己，沒有人知道誰將成為 slot 的 leader，直到他們揭示他們的區塊以及他們的領導力證明。

非單一秘密 leader 選舉?也可能是一種選擇。

7、支持更多的驗證器——持續的長期努力：安全地支持更多驗證器總是可取的。

8、量子安全的聚合友好簽名 —— 使以太坊免受量子計算機攻擊。

眾所周知，以太坊所使用的 BLS 簽名方案背后的密碼學被量子計算機破解了，但已知的量子安全的替代簽名方案不如 BLS 簽名方案那樣有效地聚合（因此需要一種既量子安全又對聚合友好的方案）；

兩種領先的量子安全方法是基于 STARK? 以及 基于 Lattice；

9、實施 EIP-4844 —— 將 EIP-4844 應用到以太坊主網。

將需要一個“儀式”來創建可信設置：解釋?、預計時間表?、規范；?

EIP-4844 實施時間表概述?；

10、基礎 rollup 擴容 —— 依賴于以下內容：

EIP-4844 - 由于“每個節點下載所有數據”的性質限制了 blobspace 的可用容量，擴容仍然被認為是基本的/有限的；

Rollup 有限的輔助輪（參見提議的里程碑?）；

11、完整 rollup 擴容 —— 依賴于以下內容：

數據可用性采樣的 P2P 設計：涉及對數據分片所需網絡的所有努力和研究

Coinbase：我們配合了SEC對司法部指控的不法行為的調查，但SEC沒有與我們進行對話:金色財經報道，Coinbase首席法務官 Paul Grewal在其官網上回應美國SEC對Coinbase的指控，Paul Grewal表示，在SEC指控的九種資產中，有七種是在Coinbase的平臺上列出的。這些資產中沒有一個是證券。Coinbase有一套嚴格的流程，在將每一種數字資產在我們的交易所上市之前，都會對其進行分析和審查，SEC自己也審查過這一流程。這個過程包括分析該資產是否可以被認為是一種證券，同時也考慮到該資產的監管合規和信息安全方面。明確地說，我們審查的大多數資產最終都沒有在Coinbase上市。

我們配合了美國證券交易委員會對司法部今天指控的不法行為的調查，但SEC沒有就我們平臺上的七種資產與我們進行對話，而是直接跳到了訴訟上。美國證券交易委員會的指控使人們注意到一個重要問題：美國沒有一個明確或可行的數字資產證券監管框架。而美國證券交易委員會不是以包容和透明的方式制定量身定做的規則，而是依靠這些類型的一次性執法行動，試圖將所有的數字資產納入其管轄范圍，甚至那些不是證券的資產。[2022/7/23 2:32:49]

DA 采樣客戶端：開發輕量級客戶端，可以通過幾千字節的隨機采樣快速判斷數據是否可用

高效的 DA 自我修復：能夠在最惡劣的網絡條件下有效地重構所有數據（例如惡意驗證者攻擊，或大量節點的長時間停機）

摘除輔助輪的 rollup：完全去中心化的排序器、無需信任的欺詐證明者、不可變的合約等。

12、量子安全以及無可信設置的承諾 —— 讓以太坊免受量子計算機影響。

雖然多項式承諾(KZG)高效而強大，但它們不是量子安全的，并且需要一個可信設置。對更理想的長期承諾的研究正在進行中，最終目標是在底層“熱插拔”KZG；

目標：確保可靠可信的中立交易包含，并避免 MEV 的中心化以及其他協議風險。

相關鏈接：

以可靠的中立為指導原則?；

關于 MEV 的各種推特帖?；

關于 MEV 和 PBS 的文章?；

關于 PBS 的鏈接列表?；

美股三大股指集體高開 道指漲約450點:行情顯示，美股三大股指集體高開，道指漲約450點，納指、標普500指數漲約1.2%。[2022/7/15 2:16:38]

1、協議外 MEV 市場——MEV-Boost? 中間件允許普通驗證者從 MEV 中獲利，而無需自己運行復雜的 MEV 策略。

該解決方案本身并不完整，因為它存在審查問題?；

請參閱彈性成本?以及 SUAVE?，了解使這些協議外市場更具彈性的想法和計劃；

1、包含列表或替代方案——讓區塊提議者對區塊構建者施加限制，即強制他們包含交易。

（1）包含列表注釋?；

（2）研究在不給區塊提議者增加負擔的情況下約束區塊構建者?；

2、協議內 PBS – 將區塊構建者的市場直接納入協議中。

3、MEV 銷毀——讓區塊鏈捕獲從鏈上經濟中提取的價值。

（1）通過提議者拍賣的直接銷毀 MEV 提案?；

（2）委員會驅動的 MEV 平滑?將使協議能夠感知 MEV；

（3）通過經濟激勵限制驗證者集?，將通過負發行間接燃燒 MEV；

4、應用層 MEV 最小化——不直接與 L1 相關，該項目涉及開發人員在設計 dapp 時將 MEV 考慮在內。這里是一些采用 MEV 最小化策略的 dapp 示例?。

隨著區塊提案保持去中心化，我們現在有一個單獨的問題，即區塊構建變得中心化。即使路線圖上的所有其他項目，都旨在最大限度地減少集中式區塊構建的最壞可能負面影響，但能夠跨多個節點分發區塊構建仍然是一個主要的好處。

Blob 構建 - 尋找方法，以減輕在普通消費硬件可以運行的多個節點上進行數據分片的高帶寬和處理需求；

預確認服務 - 給用戶強有力的保證，他們的交易將被包括在下一個區塊；

領先保護 - 最大限度地減少有的 MEV，例如三明治交易，以保持分布式構建可靠的中性；

它仍然是一個活躍的研究領域，具有非常開放的設計考慮，因此不清楚前兩項是否應該包含在協議當中（因此在路線圖上是問號狀態）。

消息人士：BlockFi美國交易主管Jason Wilkinson被裁:金色財經消息，據消息人士報道，加密借貸平臺BlockFi最近裁減了20%的員工，美國交易團隊的交易主管Jason Wilkinson是該公司12人交易團隊中唯一被裁掉的人員，交易部門的全球主管和亞太交易主管仍留在公司。Jason Wilkinson此前在Two Rivers Trading擔任了11年的高級交易員。

此前消息，BlockFi從加密貨幣交易所FTX獲得2.5億美元的信貸額度以增強其資產負債表。（Blockworks）[2022/6/28 1:35:31]

以下是一些相關鏈接：

談合并后的區塊構建?，其中提到了去中心化的區塊構建；

談談去中心化區塊構建者；?

關于分布式區塊構建的一些想法；?

目標：驗證區塊應該超級簡單——下載 N 字節數據，執行一些基本計算，驗證一個 SNARK 就完成了。

這個階段本質上是通過最終實現輕客戶端來填補“客戶端空白?”：不是每個人都想或能夠運行一個全節點。 The Verge 的目標是引入無需信任或信任最小化的替代方案，這些替代方案易于運行且不需要大量存儲和帶寬。 The Verge 的最終目標是讓這些輕客戶端提供與今天的全節點相同的安全保證。

一切都依賴于零知識技術，例如 SNARKs 和 STARKs，而它們本身依賴于多項式承諾方案。以下是一些相關鏈接：

大概介紹 zk-SNARKs 是如何實現的?；

關于 STARK 的剖析?；

如果你懂一些數學和編程，這篇文章就可以讓你明白什么是 zk-SNARKs?；

關于多項式承諾（Polynomial Commitment）方案在擴容以太坊中的作用?；

1、解決了最嚴重的 EVM DoS 問題——主要是 gas 定價問題，已在柏林升級中修復?。

2、基本的輕客戶端支持（同步委員會）——多虧了同步委員會，很容易構建遵循共識層的輕客戶端。

查看 Helios 客戶端?如何利用同步委員會（以及關于這些委員會如何工作的精彩文章）

1、SNARK / STARK ASIC——專為創建證明而構建的硬件。

2、Verkle 樹 - 用更高效的數據結構替換用于全局狀態的數據結構

（1）關于 Verkle 樹的鏈接列表?；

（2）關鍵的好處是擁有非常短的證明，輕客戶端可以輕松地驗證這些證明，以僅使用區塊頭來驗證賬戶余額之類的東西——他們已經可以利用同步委員會來驗證給定的區塊頭實際上是主鏈的一部分；

（3）依賴于找出正確的規范，如何安全過渡，以及它將如何影響更新/編輯狀態的 EVM gas 成本（也依賴于禁止 The Purge 中的 SELF-DESTRUCT ）；

3、基于 SNARK 的輕客戶端 – SNARKify 同步委員會過渡以快速證明當前同步委員會由哪些驗證者組成

4、完全 SNARKed 的以太坊 – 以下 3 項加在一起構成了以太坊擁有極其高效和無需信任的區塊驗證終局階段的一個重要里程碑：

（1）用于 Verkle 證明的 SNARK——通過將 Verkle 證明合并到一個 SNARK 中，區塊將包含一個關于它們修改的部分狀態的簡短獨立證明，因此無需驗證區塊 N-1 的整個狀態來驗證區塊 N 是否正確修改了它。

（2）用于共識狀態轉換的 SNARK——從信任最小化的同步委員會轉移到對共識層上發生的一切進行完全無需信任的驗證。

（3）L1 EVM 的 SNARK——通過將 zk-EVM 直接集成到 L1 中，利用 rollup 團隊在 zk-EVM 上所做的努力（請參閱有關 enhrined rollups ?的帖子）。

5、增加 L1 gas 限制——通過消除今天“每個節點都需要存儲所有東西”的負擔以無需信任的方式驗證區塊，擁有更大的區塊將更容易獲得更多的 L1 可擴展性（這將自動復合所有 L2 擴展）

6、轉向量子安全的 SNARK（例如 STARK）——使以太坊免受量子計算機攻擊（SNARK 的有效性，依賴于已知被量子計算機破解的密碼學，而 STARK 則不然）。

目標：簡化協議，消除技術債務，并通過清除舊歷史限制參與網絡的成本。

1、消除大部分 gas 退款——柏林升級中完成的所有 gas 重新定價?。

2、信標鏈快速同步——所有的開發工作都是從最近完成的 epoch 開始同步，而不是從起源同步(在大多數共識客戶端中稱為“檢查點同步”)。

3、EIP-4444規范—參見 EIP 規范? 。

1、歷史過期——通過讓舊歷史過期來減少存儲要求、同步時間以及代碼復雜性。

（1）看這個推特貼?；

（2）依賴于 EIP-4444 的實現，這取決于通過其他方式（如 Portal Network）訪問替代歷史記錄

（3）Vitalik 關于歷史到期的 AMA；?

2、狀態過期——解決關于狀態的整個“支付一次，數據永久存儲”問題。

（1）這個想法是自動使狀態的未使用部分過期，并且只保留一個 verkle 樹根，用戶可以在需要時使用它來恢復過期狀態；

（2）Vitalik 關于狀態過期的 AMA?；

（3）依靠：基本狀態到期規范——我們實際上是如何做到的，查看潛在的路線圖?（和其他選項?）；

地址空間擴展——將地址大小從 20 字節增加到 32 字節?，以防止沖突并添加有關狀態周期的數據；

應用程序分析——找出它可能如何破壞當前的應用程序/合約以及它們如何適應；

3、日志改革——簡化事件日志?的工作方式，以更有效地搜索歷史事件。

4、序列化協調——執行層使用 RLP? 進行數據序列化，而共識層使用 SSZ?，這將擺脫 RLP，而在所有地方使用SSZ。

5、刪除舊的事務類型——停止支持舊的事務類型（參見 EIP-2718?），以從客戶端刪除代碼復雜性(以一些向后兼容為代價)。

6、EVM 簡化軌道。

（1）禁止 SELFDESTRUCT——這個操作碼是許多問題的根源（相關 EIP：EIP-4758? 和 EIP-4760? 及討論?）；

（2）簡化 gas 機制——涉及刪除此處?提到的許多與 gas 相關的 EVM 特性；

（3）預編譯——> EVM實現——擺脫預編譯合約?，支持直接 EVM 實現（即大模塊化運算，參見 The Splurge）；

目標：修復其他一切

所有更高優先級升級所不需要的美好改進，都屬于 The Splurge。最大的改進項目是帳戶抽象?，但也是對現有事物的小調整。

1、EIP-1559?——這個著名的 EIP 除了燃燒 ETH 之外還有很多好處?。

2、ERC-4337 規范?——該 ERC 旨在在不修改核心協議的情況下引入賬戶抽象（ERC-4337 的初始解釋文章?）。

1、最終階段的 EIP-1559 – 通過多維?增強 EIP-1559。

2、EVM 改進軌道以及從 The Purge 到 EVM 最終階段的簡化軌道。

（1）EVM 對象格式 (EOF) — 一組 EIP，允許在部署 EVM 字節碼時進行驗證和版本控制。請看這篇解釋文章?和推特帖?；

（2）大模塊化運算——路線圖中的很多密碼學都依賴于非常大的數字進行模運算，這可以直接在 EVM 中更有效地完成；

（3）進一步的 EVM 改進——任何其他值得添加以改進 EVM 的東西——或者為了消除復雜性?而刪除的任何東西；

3、導致最終階段帳戶抽象的帳戶抽象軌道。有關詳細信息，請參閱 Vitalik 對以下項目的描述?：

（1）ERC-4337 – 開發真正獲得采用的兼容智能錢包；

（2）自愿 EOA 轉換——通過 EIP，讓普通賬戶不可逆地添加代碼將其轉換成合約賬戶，即成為符合 4337 標準的智能錢包；

（3）協議內轉換——使所有現有帳戶都必須進行上述轉換；

4、可驗證延遲函數（VDF）——本質上是“不可并行的工作量證明”，它將增強 PoS 以及其他事物的隨機性?（請參閱關于 VDF 及其潛在用途的 ethresear.ch 帖子?）

5、探索粉塵賬戶的解決方案——拯救“粉塵資金”，這些資金的移動成本高于其價值。在這里有一堆想法?。

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