詳解新版以太坊發展路線圖

ETH的新年願望。

作者：Loopy

今日早間，以太坊共同創辦人Vitalik Buterin發布了新版的以太坊路線圖。而本次路線圖與以往並無較大變化。他表示，隨著以太坊的技術道路不斷鞏固，變化相對較少。

以太坊2024年的路線圖強調了對創新、可擴展性和去中心化等關鍵特性。透過建立了PoS共識這一重大轉變，以太坊將鞏固其作為領先區塊鏈平台的地位，以準備滿足其全球用戶群不斷發展的需求。

本次路線圖圍繞著六大核心元素設計，具體如下：

詳解新版以太坊發展路線圖插图1

合併(TheMerge)

這一部分早在2022年9月就已實現，標誌著以太坊從工作證明（PoW）轉向權益證明（PoS）的共識機制。這一轉變顯著降低了網路的能源消耗，並為區塊鏈的效率和可擴展性提供了進一步增強的基礎。

單時隙最終確定（SSF）在合併後的權益證明（PoS）改進中扮演著重要角色，SSF是解決當前以太坊PoS設計弱點的最佳途徑。

SSF：目前的以太坊共識協議Gasper需要64到95個時隙（Slot）來最終確定區塊，這使得鏈的相當一部分容易受到重組（reorgs）。為解決這個問題，他們提出了一個可以在每個時隙內最終確定一個區塊的協議，從而為以太坊內的單時隙最終確定性鋪平道路。這種協議將有助於提高交易確認的速度和經濟安全性。

激增(The Surge)

本部分旨在大幅增加以太坊的吞吐量，目標是達到每秒10萬筆交易。此擴展解決方案對於支援全球採用和提高網路容量至關重要，涵蓋以太坊及其Layer2網路。

該領域已取得顯著進展。這包括EIP-4844的進步和Rollup擴容本身的改進。

以太坊的研究人員正在積極探索新的抵押池方案，以提高以太坊網路的去中心化、安全性和效率。這些提案包括簡化活躍驗證者上限和輪換、單時隙最終確定性（SSF）的實現，以及引入執行票等新概念。

清除(The Scourge)

該主題專注於解決以太坊生態系統內的經濟集中化風險，特別是與礦工可提取價值（MEV）和流動性質押服務有關的問題。目標是保持去中心化的性質，確保平等公正地存取網路資源。

潛在改進方向：

執行票：引入名為「執行票」的新機制，這是以太坊共識機制的潛在改進。這個機制提出了一個協議內的市場，用於購買和出售提供未來區塊提議權的票證。它包括兩個隨機抽取過程，一個用於選擇信標區塊提議者和證明者，另一個用於選擇執行區塊提議者和證明者。執行票制度的目的是分離信標區塊的製作和MEV獎勵，從而將去中心化的驗證者集合與這些中心化力量隔離。這篇文章深入探討了這個機制的設計、分析以及一些尚待解決的開放性問題。

新驗證機制： Vitalik Buterin先前曾提出了一個簡化的活躍驗證者上限和輪調提案。這個提案旨在透過設定活躍驗證者的數量上限（例如2^19個驗證者），同時確保經濟最終確定性、驗證者收入的低長期變異性以及最大化簡單性。為了處理超過上限的驗證者，提出了一種基於“dynasty”機制的改進版本，確保在任何時刻只有一定數量的驗證者處於“清醒”狀態，同時通過每次鏈完成時輪換清醒驗證者的一部分，來保持安全性和低變異性。這個提案也討論了可能的經濟影響和替代方案。

兩層抵押模型：兩層抵押模型（two-tiered staking）將參與者根據抵押量或其他標準分為不同的層級。這可透過協議和抵押池變更來提高去中心化，並減少共識層的壓力。這個模型是基於當前流行的去中心化抵押池（如Lido和RocketPool）的運作方式，並做出了一定改進。包括在池內投票工具的改進、增加池之間的競爭以及在協議內引入委託抵押（enshrined delegation）。這些提議旨在提高以太坊網路的安全性和去中心化程度。

前沿(TheVerge)

此領域的增強功能針對的是使區塊驗證更有效率。隨著交易量的持續成長，這些優化對於維持以太坊的可擴展性至關重要。路線圖中移除了「增加L1 gas限制」的內容，gas限制可以隨時提高，顯示了一種靈活的網路容量管理方法。

目前的最新進展是Verkle樹即將準備完成。

Verkle樹：

Verkle Tries 是一種類似Merkle Patricia Trees （MPT）的資料結構，這是當今以太坊中使用的資料結構。雖然Verkle Tries 使用類似於MPT 的樹狀結構，但關鍵區別在於每個節點都使用特殊類型的雜湊（稱為向量提交）來提交到子節點。這些向量承諾提供了幾個重要的長期利益，並有助於為以太坊的無狀態鋪平道路。

具體優勢包括：更小的證明大小；降低運行節點的硬體要求，進而加強去中心化；新節點可以立即加入網絡，同步速度更快；允許更高的gas 限制帶來的擴展優勢；與zk- EVM 更相容。