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以太坊The Surge阶段:追求10万TPS的可扩展性与去中心化平衡
以太坊协议升级前景分析:The Surge
自2022年10月以来,以太坊联合创始人发布了一系列关于以太坊协议未来发展的文章,涵盖了六个主要阶段。本文将重点解析第二阶段The Surge,探讨以太坊在可扩展性和长期发展方面的规划。
以太坊的核心愿景
以太坊旨在成为去中心化互联网的基础设施。通过智能合约,它支持各种复杂的去中心化应用,如DeFi和NFT等。然而,以太坊面临可扩展性的挑战,每秒仅能处理15-30笔交易,远低于传统支付网络的处理能力。这导致网络拥堵时gas费用高昂,限制了其成为全球基础设施的潜力。
The Surge的主要目标包括:
以rollup为核心的扩展方案
The Surge主要通过L2解决方案提升可扩展性,其中rollup是关键。这一策略将以太坊L1定位为强大且去中心化的基础层,而由L2承担扩展任务。
Rollup在链下打包交易后提交到主网,大幅提高吞吐量的同时保持安全性和去中心化。据估计,rollup可将以太坊交易处理能力提升至每秒10万笔以上,这将使以太坊能够支持全球规模的应用。
近期,以rollup为中心的路线图取得重要进展:EIP-4844 blobs的推出大幅提升了L1的数据带宽,多个EVM rollup已进入初始阶段。每个L2作为独立分片运行,分片实现的多样化已成为现实。
数据可用性采样技术进展
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允许节点在不访问完整数据的情况下验证数据,从而提高可扩展性和效率。
目前有两种主要形式的DAS:PeerDAS和2D DAS。PeerDAS有望增强rollup的安全性。2D DAS不仅在blob内部随机采样,还在blob之间进行采样,利用KZG承诺的线性特性扩展区块中的blob集。
DAS技术使以太坊能处理更大量的数据,实现更快速、低成本的rollup,同时不损害去中心化。未来还需进一步完善2D DAS,证明其安全属性。
Plasma与其他扩展方案
除rollup外,Plasma也是一种重要的L2扩展方案。Plasma创建独立于主链处理交易的子链,定期向主网提交摘要。即使数据可用性出现问题,用户仍可通过提取可用的最新状态来恢复资产。
虽然Plasma的开发进度落后于rollup,但仍被视为以太坊可扩展性工具包的组成部分。早期Plasma版本仅支持支付功能,但如果每个根都用SNARK验证,Plasma的功能将大大增强。
此外,改进数据压缩技术和加密证明也有助于提高rollup和其他L2方案的效率。这些技术改进对实现以太坊更高吞吐量至关重要。
跨L2互操作性改进
当前L2生态系统面临的主要挑战之一是跨L2互操作性较弱。为改善用户体验,需要在以下方面取得进展:
这些改进不仅涉及技术问题,还需要L2、钱包和L1的协作。在标准化时机和范围方面需要谨慎权衡。
继续扩展以太坊L1
扩展L1本身对于容纳更多用例具有重要价值。L1扩展策略主要包括:
这些策略各有利弊,需要在组合性、去中心化和复杂性等方面进行权衡。
去中心化与安全性的平衡
在追求可扩展性的同时,以太坊坚持保持去中心化。与某些高性能区块链不同,以太坊的扩展策略确保任何人都能运行节点,真正实现去中心化。
随着以太坊向以rollup为中心的未来发展,确保这些系统的无需信任性变得至关重要。虽然rollup的加密证明已被证实有效,但仍存在风险,需要严格测试和迭代。
The Surge的前景展望
The Surge完成后,以太坊有望实现高度可扩展性,同时保持去中心化、安全和可持续性。这一愿景不仅包括通过rollup和DAS扩展L1,还包括改进共识算法、开发工具,以及培育繁荣的dApp生态系统。
尽管面临诸多挑战,如大规模实施rollup、确保L2安全性等,但如果成功克服这些障碍,以太坊将巩固其作为Web3核心的地位。The Surge的成功可能在未来几年再次重塑区块链技术格局,展现以太坊在不牺牲去中心化前提下追求可扩展性的独特价值主张。