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以太坊团结首创人Vitalik Buterin揭晓题为《以太坊进入2.0之后,会发什么?》的演讲。Vitalik示意,在ETH1和ETH2合并初期,将会执行一些较小的升级,引入分片,搭配Rollup,理想状态下可实现每秒10万笔生意;而在合并的中后期,以太坊会倾向于做出共识算法层面的改善,让协议变得更简朴,同时部署零知识证实以及抗量子盘算等密码学手艺。

Vitalik还提到,以太坊的基本手艺愿景是试图在短期内快速改善,并在耐久内稳固下来。未来的以太坊将由layer 1主攻去中央化,layer 2举行大量的创新,从而做到让以太坊协议变得更简朴,也更利便使用。

以下为巴比特整理的演讲全文:

现场的同伙人人好,很喜悦能应巴比特约请,加入正在杭州余杭未来科技城召开的天下区块链大会。很遗憾,由于疫情的关系,我没有设施到现场。然则我希望今天可以跟人人分享一些以太坊的最近的研究和手艺的生长。

今天我要讲的是合并之后会发生什么。

我们已经讨论了许多接下来的半年左右的时间里即将发生的事情。柏林硬分叉已经完成,这是在4月份完成的。不久之后,我们在PoS链上举行Altair升级。接下来是在现有的PoW链上举行伦敦分叉。

在某个时刻,也许半年后, 也许会更久,我们将能够见证两条链合并。也就是PoW链完成了它的使命,PoW链上的一切都转移到PoS链上。

但我们今天讨论的是之后发生的事情。那么合并完成后会发生什么呢?在那之后以太坊协议会有哪些升级?

合并初期:整理分叉

合并之后的第一件事将是——我把它称为合并后的整理分叉。简朴来说,合并是以尽可能快的方式完成的,以是合并是相当简朴的。有许多事情是实现合并的硬分叉所做不到的。例如,它不支持提款,这就是一个很好的例子。现阶段,若是你在PoS系统中存入了资金,你没有设施把它取出来。合并之后,你照样没有设施把它拿出来。取出你的存款和你的奖励,这将在合并后的第一次硬分叉后才气实现。

除此之外, 一些差其余手艺改善正在移除一个称为ETH1数据投票的机制。这是PoS正在使用的机制,用于与PoS链交互,改变串行化的执行层,移除RLP生意名堂而且添加SSZ生意名堂,赞成客户端应在合并之前住手实验下载PoW链。也就是说, 简化客户端,删除大量不再需要的代码,添加一些操作码以获取更多有关PoS改善的信息。

在合并的同时,有许多小的改善。但为了确保合并更快地完成,我们要推迟到合并完成之后再做。

在此之后, 分片是下一个重大的改善。这是一个数据分片(图1)。我们添加的分片有64个,每个分片将有512KB的区块,每个分片每12秒出一个区块。而这些区块只是包罗数据,分片内部没有执行任何生意。这些分片的目的是提供更多的数据空间,以允许Rollup使用这些空间,从而具备更高的可延展性。

现阶段, Rollup可以扩展到每秒约莫4000到5000笔生意。假设整个以太坊生态都可以用上Rollup,但有了数据分片,我们可能有20到50倍更多的空间。Rollup有可能到达每秒10万笔生意,未来甚至更多。分片首先会添加一些基础的平安性,然后再增添更多的平安性,然后分片会迎来越来越多的改善。

有关数据可获得性的验证,我们提出并开发这项手艺旨在提高分片的平安性,主要是让节点自己验证分片中的数据现实上已经公布,而无需节点下载所有数据。若是你搜索数据可获得性的验证这个词,可以在网上查到许多关于这方面的信息。在我看来,这是一项异常迷人的手艺。对于提高分片的平安性以及确保提高的扩展性和增添的数据量作为分片网络上已往的规则不会导致区块被接受的风险异常主要。没有人可以接见数据,由于这会损坏关联性,也会损坏应用。以是这普遍增强了分片的平安性尚有其他的平安改善。

这些只是几种差其余密码手艺(图2),他们有一些细腻的名字。好比单一的隐秘向导者选举、可验证的延迟函数和托管证实。我没有时间去详细注释这些观点,就简朴说明一下吧。

单一的隐秘向导者选举让人们很难知道未来区块的提交者将会是谁。这使得攻击网络变得加倍难题。由于若是你想阻止某些区块公布,然则你无法知道自己要去攻击哪些节点。

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可验证的延迟函数在以太坊中确立随机性。

更平安的托管证实迫使节点真正保留并验证区块数据,以是托管证实可以提高去中央化。降低了使用中央化服务来运行节点的用户的风险,以是也很主要。

有关对执行层的一些改善,执行层是系统中处置生意、以太坊虚拟机、智能合约以及账户的部门。

我们通过延伸地址将地址长度从20个字节增添到32个字节。

Verkle树是为了尽可能夹杂无状态客户端。无状态客户端指的是无需在内陆存储区块链状态就可以验证链的客户端,因此无需在内陆存储所有账户和合约。反之, 无状态客户端可以吸收并验证包罗部门状态信息的区块。因此只有在特定区块中接见的账户和合约以及一个证实,即包罗在这一区块中的账户现实上是有用的,而且它们在特准时间是准确的状态。这也是一项异常令人着迷的手艺,可以在完成区块验证的同时,不需要节点占有任何硬盘驱动器空间。

状态失效是另一种针对以太坊日益严重的状态问题的解决方案。

这意味着客户端不再需要存储近期未被接见的账户、存储空间以及其他工具。反之, 试图获取这些工具的人只需要见证人,以是他们需要提供证据才气恢复这些数据。

账户抽象化是一项提高智能合约钱包和其他一些应用程序易用性的手艺。它可以让智能合约钱包的使用变得像使用现有通俗账户一样简朴。其详细用例有多签钱包、社交恢复钱包和许多其他用例。

有差其余方式可以做到这一点,我们正在探索所有可能的方式,试图真正完成这一点,包罗以特定形式完成以太坊虚拟机改善指的是改善以太坊虚拟机,以使其能够添加或实现更高级形式的密码学。从而更有用地消除对预编译的需要,最终到达简化协议的目的。

许多……现实上也没有那么多改善,但一些对以太坊虚拟机的改善异常主要,这就是在不久的未来将会实现的。

合并中后期:算法更新+抗量子盘算

我们也可以讨论一下耐久来看会发生什么。可能是从现在最先的2到5年,又或许是更多年之后,有几个点需要提及。

一个是继续改善以太坊的共识算法,我们需要CBC Casper。我们也在思量其他一些事情,但基本上只是继续提高以太坊共识协议的浅易性效率和平安性。

ZK-Snarks或者零知识证实是异常主要和异常壮大的手艺。ZK-Snarks的原理是,它们是一段段证实,能够证实一个区块中的所有内容都经由了准确的盘算。所有的生意都是有用的,整个区块都是有用的,这段证实也可以快速获得验证。纵然一个区块异常大、异常庞大,证实这个区块是准确的需要大量的盘算,天生这段证实需要很长时间,然则一旦天生了证实,这段证实就可以很快获得验证。

Snarks有许多用例。我们可以Snark信标链,Snark PoS链,使其更容易验证和介入;我们可以Snark以太坊虚拟机或延展以太坊虚拟机的其他虚拟机,更轻松地为分片添加完整的智能合约功效。若是我们想要做到这一点的话,我们可以为许多事情添加零知识证实。若是我们添加了零知识证实,这就会让运行以太坊节点变得更简朴。任何人都可以验证以太坊区块是准确的,它将使攻击网络变得加倍难题。

至于抗量子平安,这也是异常主要的事情。量子盘算机就要来了,它们将在某个时刻泛起,不会很快, 但一定是在未来的某个时刻。在量子盘算机眼前保证平安性无疑是异常主要的。对于量子平安,好新闻是解决方案是存在的,可以对协议举行一些更改,以使协议在量子盘算机眼前加倍平安。

我们可以用一些抗量子的密码学。而最好的抗量子的密码学现实上是哈希。纵然在今天,SHA 256和SHA 3等哈希函数已经可以做到抗量子盘算了。我们可以做的是,用基于哈希的加密手艺取代现有的加密手艺,用Starks来取代Snarks;我们可以用聚合署名来取代BLS署名,聚合署名接纳了Starks同类手艺;我们可以用使用Starks手艺的默克尔树取代前面讨论过的verkle树,让无状态客户端的证实变得更小。我们基本上可以用Starks取代一切,可能可以用格密码取代一些器械。以太坊基金会有一个密码学团队,他们也越来越多地在关注基于格密码的手艺。

但这些事情都只可能在未来5到15年发生,因此在短期内无需郁闷。然则当这成为一个问题的时刻,我们已经知道需要做出什么样的改变。上述这些都是一些耐久的改善,到了谁人时刻,这些改善已经基本完成了。

以太坊的未来:layer 1稳固+layer 2创新

我以为以太坊的基本手艺愿景是试图在短期内快速改善,并在耐久内稳固下来。由于从久远来看,我以为区块链确实需要清闲下来,变得加倍稳固,确实需要向用户做出更多的保证,保证事情不会发生转变,这样用户才气感应平安并在此基础上做出生长。但在短期内,这些手艺都已经被开发出来了。

在比特币泛起之后,甚至在以太坊的初始版本泛起之后,这项手艺异常壮大。它可以真正提高以太坊的平安性,提高以太坊的可扩展性以及隐私性等等所有属性。能够添加这些属性真的很主要,只有这样,区块链才可以更平安,我们就不会有异常高的生意用度;只有这样,区块链用起来才更简朴。

随着时间的推移, 人们的期望是一旦区块链自己具备足够的功效,任何事都可以在layer 2完成。layer 1尚有改善的空间,但在layer 2可以做更多的事情。layer 1可以专注于去中央化,最终layer 2将会是最多创新发生的地方,但我们还没到那一步。我以为两年后,我们会更靠近这个目的。

但现在, 在合并之后,所有的改善都是为了改善以太坊协议的可扩展性而且让以太坊协议用起来更简朴,同时也更平安。

这些都是异常主要的,但这些都是同时举行的。有团队在做PoS,也有团队卖力合并事宜,有团队在做分片,有团队在做账户抽象化,尚有团队做verkle树,尚有许多项目在做layer 2扩容,并继续提高以太坊的可扩展性。Optimism就是其中之一,并在最近启动了对Uniswap的支持。扩容正在举行,而且推进得越来越快。

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