详解以太坊EIP-5988最新提案：L2互操作性的新解决方案

伴随着以太坊上海升级的日益临近，与之相关的各项提案也随之涌现，希望能赶上在上海升级中一并部署。EIP-5988?也在近期被提交至?Eips.ethereum?官方网页，EIP-5988?主要目的在于为各类?ZK?进行和主网间通信的预编译操作，以节省通信所需的编译时间和链上空间。

EIP-5988?主要在于解决各类L2和L1之间的通信问题，借助这项提案，ZK?系L2可以在不降低自身证明效率的同时兼容主网安全性，OP?系L2可以进一步提升利用主网的结算效率。

并且，EIP-5988?此次使用的是?Poseidon?哈希算法，将会作为各类L2统一预编译的生成证明方式，这也是首次可能兼容进以太坊的新算法，而此前主要在各类L2中尝试使用，但安全性尚未得到主流应用大规模长时间检验，这也是?EIP-5988?引发的主要争议点。

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打通L2之间的通信

在?EIP-5988?的描述中，最重要的是提出了新的?Layer2?间通信方式，将各类?Rollup?扩容算法打包成一致的编译层，供以太坊主网调用，借助以太坊的兼容性来进行各类?Layer2?的通信。

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直观理解，也就是在?STARK/SNARK?等方案之下，首先进行一项预编译措施，一旦提案生效，将构筑成?ZK?证明生成后的格式转换场所。以太坊主网无需考虑消息的具体来源，只需要判断是否符合编译格式，从而进行接受或拒绝等操作。

在目前的L2和以太坊主网之间，存在广泛的兼容性问题。以?ZK?系为例，目前主要存在两种障碍：

ZK?系有不同技术路径，zk-SNARK?和?zk-STARK?是较为主流的两种，不同实例之间的互操作性缺乏统一标准；

L2会选择自研语言，如?StarkWare?的?Cairo?等，和以太坊使用的?solidity?有所区别，需要互相编译才能互通。

数据：持1枚以上ETH的地址数达1个月低点:金色财经报道，Glassnode数据显示，当前持有1枚以上ETH的地址数为1,554,921，达1个月低点。[2022/8/20 12:37:17]

在统一预编译层实施后，以太坊所接受的消息格式将进行统一，任何传入的L2数据类型需要进行预先转换，从而节省L2和主网间的传递--等待--响应时间。

目前，在统一预编译层生效前，L2之间的通信有三种方式：

CEX/DEX：首先将代币传递至兼容两种以上L2的交易所。但是只能进行资产转换，无法直接进行消息传递；

通用跨链桥：在传统的L1之间的跨链桥之上叠加L2网络。可进行资产转换，部分借助主网可进行消息传递；

L2跨链桥：以?OrbiterFinance?为代表，主要是在各类?Rollup?间进行跨链，可以视为特定领域的跨链桥模式。

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EIP-5988?的统一预编译，是直接将各类L2的数据格式进行标准化，而非直接提供一种跨L2的资产互通模式，其仍然是以太坊主网的一种升级和扩展，不会损害以太坊主网的安全性。

借助以太坊主网而来的兼容性，并且会极大提升各类L2的互操作性，也更为符合以太坊未来模块化的升级方式。

波塞冬?Poseidon?神力有待检验

但是在优势之外，仍然需要注意到统一预编译的问题所在，主要集中在其使用的“Poseidon”哈希算法之上，这也是目前社区讨论的集中点。

本质上，EIP-5988?的工作流程是引入了一个新的预编译合约，实现了?Poseidon?加密哈希算法中使用的函数，可以实现?EVM?和?ZK/Validityrollups?之间的互操作性，以及为?EVM?引入更灵活的加密哈希原语。

哈希算法的主要作用是将各类传入的数值和非数值型数据转换为规格一致的编码，便于计算机识别和调用，而在密码学领域，最为人所熟知的是默克尔树证明，其本质是二叉树的哈希化表达变种，被广泛用于各类节点通信，比如钱包和交易所资产证明之中。

波塞冬算法并非是全新方案，至少?Vitalik?之前介绍过其主要作用，并且其具备和各类?ZK?算法的良好兼容性，这也是此次更新以波塞冬为题的主要原因。

Poseidon?哈希函数于?2019?年正式推出，与流行的"传统"哈希函数相比，其未经严格有效性和安全性测试。在以太坊网络和其他区块链网络中，已经有部分L2或其他应用使用，到目前为止，波塞冬算法未出现严重错误。

已经或计划使用波塞冬算法的区块链案例：

StarkWare计划使用?Poseidon?作为?StarkNet?的主要哈希函数，并承诺在?Cairo?语言中增加内置?Poseidon?函数功能。

Filecoin?采用?Poseidon?进行不同的默克尔树证明，并用于双值提交场景。

DuskNetwork?使用?Poseidon?为交易建立一个类似?Zcash?的隐私协议。

Sovrin?使用?Poseidon?进行基于?Merkle?树的撤销交易。

路印协议使用?Poseidon?在以太坊上进行隐私交易场景。

Polygon?将?Poseidon?用于?HermezZK-EVM?中。

Poseidon?算法的安全性并非出于设计上的缺陷，而是缺乏大规模实用化高价值场景的检验，如果此次最终被纳入以太坊主网之上，则将是其在整个以太坊，乃至加密生态上的最重磅应用。

结语

以太坊和?Layer2?扩容方案之间的纵向分层已成定局，但是各层之间的安全性和兼容性依然存在问题，因此各类L2都在“利用以太坊主网安全性，和增强自身对主网的兼容性上”进行广泛的尝试，但是在造就L2生态繁荣的基础上，也变相引发了L2分裂危机。

这种生态的破碎并不利于以太坊和?EVM?的长远发展，各类L1之间的竞争仍在进行，如何弥合各类生态碎片，也成为以太坊主网需要主动为之的必要举措，从主网出发进行改进，要求各类L2进行统一的格式转换，是其最新动向。

无论?EIP-5988?最终是否会生效，这种繁荣和碎片都会长期存在，也需要更多的改进提案来修补。

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