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三公大小顺序图(www.eth108.vip):联博以太坊高度(www.326681.com)_一文领会以太坊蹊径图的实行希望

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原文作者:domothy , 由 DeFi 之道翻译编辑。

注:本文档旨在作为以太坊蹊径图上各个项目的入口点,为那些想要深入研究的人提供快速的摘要以及链接。

它是一份动态文档,请若是此处提供的任何信息不清晰、禁绝确、过时或缺少更好的链接,请随时与我联系。

正如蹊径图上的箭头所示,列出的各个阶段不是首尾相接的,种种起劲是并行举行的。

一、合并(The Merge)

目的:拥有一个理想的、简朴的、结实的以及去中央化的权益证实(PoS)共识。

已经完成了什么

1、2020 年 12 月 1 日 - 信标链启动。

2、2021 年 10 月 27 日 - 预热分叉 (Altair) - 共识客户端开发职员试运行了一次协调硬分叉升级。

  • Altair 通告;‌

  • Altair 规范‌(注释版‌);

  • 关于 Altair 的“ What’s new in ETH2” 文章;

3、2022 年 9 月 15 日 - 合并! 不再有 PoW——共识层和执行层在区块高度到达 15,537,394‌ 时举行了大合并。

下一步是什么

1、提款 – 使验证者能够提取所有或部门质押 ETH 权益。

  • Capella 分叉‌指定共识层的转变;

  • EIP-4895‌ 指定了执行层的转变;

  • Tim Beiko 关于提款的常见问题解答‌;

  • 带有其他信息的提款元规范‌;

2、漫衍式验证器——引入多重署名,其中 n 小我私人共享统一个验证器,m-of-n 必须就其行为方式杀青一致。

  • 通过防止意外罚没使其更易于接见(例如,通过在多个介入者之间无需信托地分配所需的 32 ETH)来增强质押;

  • 这不是协议内的事情,SSV‌ 和 Obol‌ 等团队正在为此而起劲;

3、视图合并——调整分叉选择规则(验证器投票的方式),以减轻一类攻击。

  • 本质上使忠实的验证者能够“强加”他们对链的准确 head 的看法,以削减恶意验证者盘据投票并在之后根据自己的意愿重组区块的时机;

  • ethresear.ch 帖子‌有许多(异常手艺性的)研究靠山;

4、改善聚合 —— 以太坊起劲支持尽可能多的验证者,但让每个验证者对每个区块举行投票(并验证其他所有验证者的投票)过于占用带宽。下一个最好的事情是聚合署名,但这也有其局限性,而且可以做得更好。

  • 关于 BLS 聚合利益的科普贴;‌

  • 潜在候选方案:Horn;‌

5、单 slot 最终性(SSF)——每个 slot (12 秒)确定链,而不是按 epoch (12.8 分钟)来确定。

  • 通往 SSF 的路径;‌

  • 除了改善的署名聚合,我们还需要解决另外两件事:

(1)SSF 共识算法——现有与 SSF 兼容的算法是不够的,我们想要一个纵然跨越 1/3 的验证器离线,也能保持链活跃的算法;

(2)SSF 验证者经济学——若是我们最终不得不限制验证器的数目,我们若何限制介入,我们会做出什么牺牲?

6、隐秘 leader 选举(SLE)

  • 今天,被选中提议一个区块的验证者(slot 的 leader)会提前被知道,这使得潜在的 DoS 攻击能够专门针对即将到来的区块的 leader。

  • ethresear.ch‌ 关于随机洗牌的单一 SLE 协议的帖子:除了 leader 自己,没有人知道谁将成为 slot 的 leader,直到他们展现他们的区块以及他们的向导力证实。

  • 非单一隐秘 leader 选举‌也可能是一种选择。

7、支持更多的验证器——连续的耐久起劲:平安地支持更多验证器总是可取的。

8、量子平安的聚合友好署名 —— 使以太坊免受量子盘算机攻击。

  • 众所周知,以太坊所使用的 BLS 署名方案背后的密码学被量子盘算机破解了,但已知的量子平安的替换署名方案不如 BLS 署名方案那样有用地聚合(因此需要一种既量子平安又对聚合友好的方案);

  • 两种领先的量子平安方式是基于 STARK‌ 以及 基于 Lattice;

9、实行 EIP-4844 —— 将 EIP-4844 应用到以太坊主网。

  • 将需要一个“仪式”来确立可信设置:注释‌、预计时间表‌、规范;‌

  • EIP-4844 实行时间表概述‌;

10、基础 rollup 扩容 —— 依赖于以下内容:

  • EIP-4844 - 由于“每个节点下载所有数据”的性子限制了 blobspace 的可用容量,扩容仍然被以为是基本的/有限的;

  • Rollup 有限的辅助轮(参见提议的里程碑‌);

11、完整 rollup 扩容 —— 依赖于以下内容:

  • 数据可用性采样的 P2P 设计:涉及对数据分片所需网络的所有起劲和研究

  • DA 采样客户端:开发轻量级客户端,可以通过几千字节的随机采样快速判断数据是否可用

  • 高效的 DA 自我修复:能够在最恶劣的网络条件下有用地重构所有数据(例如恶意验证者攻击,或大量节点的长时间停机)

  • 摘除辅助轮的 rollup:完全去中央化的排序器、无需信托的诓骗证实者、不能变的合约等。

12、量子平安以及无可信设置的答应 —— 让以太坊免受量子盘算机影响。

  • 虽然多项式答应(KZG)高效而壮大,但它们不是量子平安的,而且需要一个可信设置。对更理想的耐久答应的研究正在举行中,最终目的是在底层“热插拔”KZG;

二、The Scourge

目的:确保可靠可信的中立生意包罗,并阻止 MEV 的中央化以及其他协议风险。

相关链接:

  • 以可靠的中立为指导原则‌;

  • 关于 MEV 的种种推特帖‌;

  • 关于 MEV 和 PBS 的文章‌;

  • 关于 PBS 的链接列表‌;

已经完成了什么

1、协议外 MEV 市场——MEV-Boost‌ 中央件允许通俗验证者从 MEV 中赚钱,而无需自己运行庞大的 MEV 战略。

  • 该解决方案自己并不完整,由于它存在审盘问题‌;

  • 请参阅弹性成本‌以及 SUAVE‌,领会使这些协议外市场更具弹性的想法和设计;

下一步是什么

1、包枚举表或替换方案——让区块提议者对区块构建者施加限制,即强制他们包罗生意。

(1)包枚举表注释‌;

(2)研究在不给区块提议者增添肩负的情形下约束区块构建者‌;

2、协议内 PBS – 将区块构建者的市场直接纳入协议中。

3、MEV 销毁——让区块链捕捉从链上经济中提取的价值。

(1)通过提议者拍卖的直接销毁 MEV 提案‌;

(2)委员会驱动的 MEV 平滑‌将使协议能够感知 MEV;

(3)通过经济激励限制验证者集‌,将通过负刊行间接燃烧 MEV;

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以太坊高度

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4、应用层 MEV 最小化——不直接与 L1 相关,该项目涉及开发职员在设计 dapp 时将 MEV 思量在内。这里是一些接纳 MEV 最小化战略的 dapp 示例‌。

漫衍式 builder 轨道

随着区块提案保持去中央化,我们现在有一个单独的问题,即区块构建变得中央化。纵然蹊径图上的所有其他项目,都旨在最大限度地削减集中式区块构建的最坏可能负面影响,但能够跨多个节点分发区块构建仍然是一个主要的利益。

  • Blob 构建 - 寻找方式,以减轻在通俗消费硬件可以运行的多个节点上举行数据分片的高带宽和处置需求;

  • 预确认服务 - 给用户强有力的保证,他们的生意将被包罗在下一个区块;

  • 领先珍爱 - 最大限度地削减有毒的 MEV,例如三明治生意,以保持漫衍式构建可靠的中性;

它仍然是一个活跃的研究领域,具有异常开放的设计思量,因此不清晰前两项是否应该包罗在协议当中(因此在蹊径图上是问号状态)。

以下是一些相关链接:

  • 谈合并后的区块构建‌,其中提到了去中央化的区块构建;

  • 谈谈去中央化区块构建者;‌

  • 关于漫衍式区块构建的一些想法;‌

三、The Verge

目的:验证区块应该超级简朴——下载 N 字节数据,执行一些基本盘算,验证一个 SNARK 就完成了。

这个阶段本质上是通过最终实现轻客户端来填补“客户端空缺‌”:不是每小我私人都想或能够运行一个全节点。 The Verge 的目的是引入无需信托或信托最小化的替换方案,这些替换方案易于运行且不需要大量存储和带宽。 The Verge 的最终目的是让这些轻客户端提供与今天的全节点相同的平安保证。

一切都依赖于零知识手艺,例如 SNARKs 和 STARKs,而它们自己依赖于多项式答应方案。以下是一些相关链接:

  • 也许先容 zk-SNARKs 是若何实现的‌;

  • 关于 STARK 的剖析‌;

  • 若是你懂一些数学和编程,这篇文章就可以让你明了什么是 zk-SNARKs‌;

  • 关于多项式答应(Polynomial Commitment)方案在扩容以太坊中的作用‌;

已经完成了什么

1、解决了最严重的 EVM DoS 问题——主要是 gas 订价问题,已在柏林升级中修复‌。

2、基本的轻客户端支持(同步委员会)——多亏了同步委员会,很容易构建遵照共识层的轻客户端。

  • 查看 Helios 客户端‌若何行使同步委员会(以及关于这些委员会若何事情的精彩文章)

下一步是什么

1、SNARK / STARK ASIC——专为确立证实而构建的硬件。

2、Verkle 树 - 用更高效的数据结构替换用于全局状态的数据结构

(1)关于 Verkle 树的链接列表‌;

(2)要害的利益是拥有异常短的证实,轻客户端可以轻松地验证这些证实,以仅使用区块头来验证账户余额之类的器械——他们已经可以行使同步委员会来验证给定的区块头现实上是主链的一部门;

(3)依赖于找出准确的规范,若何平安过渡,以及它将若何影响更新/编辑状态的 EVM gas 成本(也依赖于阻止 The Purge 中的 SELF-DESTRUCT );

3、基于 SNARK 的轻客户端 – SNARKify 同步委员会过渡以快速证实当前同步委员会由哪些验证者组成

4、完全 SNARKed 的以太坊 – 以下 3 项加在一起组成了以太坊拥有极其高效和无需信托的区块验证终局阶段的一个主要里程碑:

(1)用于 Verkle 证实的 SNARK——通过将 Verkle 证实合并到一个 SNARK 中,区块将包罗一个关于它们修改的部门状态的简短自力证实,因此无需验证区块 N-1 的整个状态来验证区块 N 是否准确修改了它。

(2)用于共识状态转换的 SNARK——从信托最小化的同步委员会转移到对共识层上发生的一切举行完全无需信托的验证。

(3)L1 EVM 的 SNARK——通过将 zk-EVM 直接集成到 L1 中,行使 rollup 团队在 zk-EVM 上所做的起劲(请参阅有关 enhrined rollups ‌的帖子)。

5、增添 L1 gas 限制——通过消除今天“每个节点都需要存储所有器械”的肩负以无需信托的方式验证区块,拥有更大的区块将更容易获得更多的 L1 可扩展性(这将自动复合所有 L2 扩展)

6、转向量子平安的 SNARK(例如 STARK)——使以太坊免受量子盘算机攻击(SNARK 的有用性,依赖于已知被量子盘算机破解的密码学,而 STARK 则否则)。

四、The Purge

目的:简化协议,消除手艺债务,并通过祛除旧历史限制介入网络的成本。

已经完成了什么

1、消除大部门 gas 退款——柏林升级中完成的所有 gas 重新订价‌。

2、信标链快速同步——所有的开发事情都是从最近完成的 epoch 最先同步,而不是从起源同步(在大多数共识客户端中称为“检查点同步”)。

3、EIP-4444规范参见 EIP 规范‌ 。

下一步是什么

1、历史过时——通过让旧历史过时来削减存储要求、同步时间以及代码庞大性。

(1)看这个推特贴‌;

(2)依赖于 EIP-4444 的实现,这取决于通过其他方式(如 Portal Network)接见替换历史纪录

(3)Vitalik 关于历史到期的 AMA;‌

2、状态过时——解决关于状态的整个“支付一次,数据永远存储”问题。

(1)这个想法是自动使状态的未使用部门过时,而且只保留一个 verkle 树根,用户可以在需要时使用它来恢复过时状态;

(2)Vitalik 关于状态过时的 AMA‌;

(3)依赖:基本状态到期规范——我们现实上是若何做到的,查看潜在的蹊径图‌(和其他选项‌);

  • 地址空间扩展——将地址巨细从 20 字节增添到 32 字节‌,以防止冲突并添加有关状态周期的数据;

  • 应用程序剖析——找出它可能若何损坏当前的应用程序/合约以及它们若何顺应;

3、日志改造——简化事宜日志‌的事情方式,以更有用地搜索历史事宜。

4、序列化协调——执行层使用 RLP‌ 举行数据序列化,而共识层使用 SSZ‌,这将脱节 RLP,而在所有地方使用SSZ。

5、删除旧的事务类型——住手支持旧的事务类型(参见 EIP-2718‌),以从客户端删除代码庞大性(以一些向后兼容为价值)。

6、EVM 简化轨道

(1)阻止 SELFDESTRUCT——这个操作码是许多问题的泉源(相关 EIP:EIP-4758‌ 和 EIP-4760‌ 及讨论‌);

(2)简化 gas 机制——涉及删除此处‌提到的许多与 gas 相关的 EVM 特征;

(3)预编译——> EVM实现——脱节预编译合约‌,支持直接 EVM 实现(即大模块化运算,参见 The Splurge);

五、The Splurge

目的:修复其他一切

所有更高优先级升级所不需要的美妙改善,都属于 The Splurge。最大的改善项目是帐户抽象‌,但也是对现有事物的小调整。

已经完成了什么

1、EIP-1559‌——这个著名的 EIP 除了燃烧 ETH 之外另有许多利益‌。

2、ERC-4337 规范‌——该 ERC 旨在在不修改焦点协议的情形下引入账户抽象(ERC-4337 的初始注释文章‌)。

下一步是什么

1、最终阶段的 EIP-1559 – 通过多维‌增强 EIP-1559。

2、EVM 改善轨道以及从 The Purge 到 EVM 最终阶段的简化轨道。

(1)EVM 工具花样 (EOF) — 一组 EIP,允许在部署 EVM 字节码时举行验证和版本控制。请看这篇注释文章‌和推特帖‌;

(2)大模块化运算——蹊径图中的许多密码学都依赖于异常大的数字举行模运算,这可以直接在 EVM 中更有用地完成;

(3)进一步的 EVM 改善——任何其他值得添加以改善 EVM 的器械——或者为了消除庞大性‌而删除的任何器械;

3、导致最终阶段帐户抽象的帐户抽象轨道。有关详细信息,请参阅 Vitalik 对以下项目的形貌‌:

(1)ERC-4337 – 开发真正获得接纳的兼容智能钱包;

(2)自愿 EOA 转换——通过 EIP,让通俗账户不能逆地添加代码将其转换成合约账户,即成为相符 4337 尺度的智能钱包;

(3)协议内转换——使所有现有帐户都必须举行上述转换;

4、可验证延迟函数(VDF)——本质上是“不能并行的事情量证实”,它将增强 PoS 以及其他事物的随机性‌(请参阅关于 VDF 及其潜在用途的 ethresear.ch 帖子‌)

5、探索粉尘账户的解决方案——拯救“粉尘资金”,这些资金的移动成本高于其价值。在这里有一堆想法‌。

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