2022 更新版以太坊路线图内容注解

2022更新版以太坊路线图内容注解。

译者注：本文基于最新以太坊路线图进行内容注解，下图为ECN译制的中文版。

文中有许多链接，进入网页版查看更多：https://www.ethereum.cn/Eth2/annotated-ethereum-roadmap

作者|@domothy

来源|notes.ethereum.org

本文档旨在为读者了解以太坊路线图上各个部分提供入口点，每一部分都做了简单的概要介绍，如想深入了解，文内亦附上了详细的链接。

注意：如路线图上箭头所示，所列出的各个部分并非连续进行的工作，它们的推进是并行的。

TheMerge(合并)

目标：实现一个理想化的、简洁的、拥有鲁棒性的以及去中心化的PoS共识机制

已完成工作

?2020年12月1日—信标链启动

引入以太坊PoS共识层，由验证者质押ETH来维护该层网络安全

信标链在共识规范中被称为阶段0(Vitalik的注释版本以及DannyRyan的注释版本)

?2021年10月27日—热身分叉(Altair)-共识层客户端开发者们在协调硬分叉升级方面进行了一次试运行

Altair引入了同步委员会来支持轻客户端，并对惩罚进行了一些调整

Altair主网升级公告

Altair规范(注释版本)

“What’snewinETH2”中对Altair进行解释的那期

?2022年9月15日，—合并！PoW退休-在区块高度15,537,394处完成共识层和执行层的合并。

下一步的工作

?提款—允许验证者提取全部或者部分质押金

Capella分叉指定共识层中的变更

厦门投放2022万元数字人民币红包推动数字人民币普及:6月28日消息，厦门本月举行“2022欢动e厦”数字人民币红包活动，于27日向参与市民派送共计2022万元的数字人民币红包，其中包含100元数字人民币红包18万个，10000元数字人民币“锦鲤红包”222个。

据悉，市民可使用数字人民币在磐基商圈内超百家商户进行支付消费。此外，主办方还携手京东、美团、饿了么三大平台和各大银行面向全体厦门用户投放总额达4000万元的数字人民币超值优惠券，推动数字人民币在更多支付场景使用。（人民资讯）[2022/6/28 1:36:49]

EIP-4895指定执行层中的变更

TimBeiko关于提款的FAQ

提款元规范和其他信息

?分布式验证者—“多签，不过是用于质押的”，这项技术中，n人共享同一个验证者并且m-of-n必须就其行为方式达成共识

通过防止意外的罚没来强化质押机制，并使其更加容易参与(比如，通过在多个参与者之间去信任地切分所需的32个ETH)

这并非协议内的工作，SSV和Obol等团队正致力于这项研究

?视域合并(Viewmerge)—调整分叉选择规则(验证者投票的方式)以减轻一类攻击

本质上就是“强制”诚实的验证者能够看到正确的链头，以减少作恶验证者分裂投票并重组对其有利的区块的机会。

ethresear.chpost中有许多关于这项研究的(非常技术性的)背景

?改良的聚合—以太坊努力支持尽可能多的验证者，但是让每个验证者对每个区块投票(并验证每个其他验证者的投票)太占用带宽了。退而求其次就是聚合签名，但这也有其局限性，而且可以做得更好

关于BLS聚合签名的好处的解释帖子

潜在的候选签名技术：Horn

?单个slot实现最终确定性(SSF)—每隔一个slot(12秒)敲定一次链状态，而不是每隔一个epoch(12.8分钟)

通往单个slot实现最终确定性之路(中文版)

除了改良签名聚合之外，我们还必须弄清楚两件事：

-SSF共识算法-现有的与SSF兼容的算法是不够的，我们想要一个即便是超过1313名验证者离线也能保持链的活性的算法。

iGMA马尼拉和AIBC马尼拉博览会将改期至2021年5月:SiGMA Group宣布，由于COVID-19全球危机，计划于2020年6月8日至9日举办的SiGMA马尼拉和AIBC马尼拉博览会现在将改期至2021年5月27日至28日。（Cryptimi）[2020/4/8]

-SSF验证者经济学-如果我们最终不得不限制验证者的数量，我们如何限制参与率，以及我们需要做出什么牺牲？

?秘密领导选举(SLE)

目前，被选中提议一个区块的验证者(单个slot的领导者)是稍微提前知道的，这使得潜在的DoS攻击能够专门针对即将到来的区块的领导者

ethresear.ch有一篇帖子是关于基于随机混洗的单一秘密领导选举的协议：除了领导者自己，没有人知道谁将是这个slot的领导者，直到他们将自己的区块与领导者证明一起公布出来。

非单一秘密领导者选举可能也是一种选择

?支持更多验证者—正在进行的长期努力：安全地支持更多的验证者始终是我们的目标

?量子安全的、聚合友好的签名—在量子计算机成为一个合理的担忧之前，使以太坊成为量子安全的是我们长期努力的一部分

所用的BLS签名方案基于的密码学已知会被量子计算机破解，但已知是量子安全的替代签名方案并不像BLS那样有效地聚合签名(因此需要一个既量子安全又聚合友好的方案)。

两个主要的量子安全方案是基于STARK的和基于Lattice的

TheScourge(解决隐患)

目标：确保可靠且可信中立的交易打包过程，避免MEV带来的中心化以及其他协议上的风险。

相关链接：

以可信的中立为指导原则

关于MEV的多条推串

关于MEV和PBS的文章

关于PBS的链接清单

已完成工作

?协议外的MEV市场—MEV-Boost中间件允许普通验证者从MEV中获利，而无需自己运行复杂的MEV策略

这个解决方案本身不完整，因为它有审查问题

阅读文章"TheCostofResilience"和"TheFutureofMEVisSUAVE"，了解使得这些协议外的MEV市场更加有弹性的计划

声音 | 自媒体：嘉楠耘智将跟进台积电5nm，时间点在2020年一季度:今日，自媒体吴说区块链发文称，在比特大陆5nm测试芯片成功回片时，嘉楠也将跟进台积电5nm制程，或成全球第二个进入5nm制程的矿机厂商，时间点在2020年一季度。据相关人士透露，嘉楠成功上市后，将获得供应链层面更多信任。嘉楠将成为唯一同时获得台积电和三星两大晶圆代工厂支持的主流矿机厂商。此前，该自媒体从接近台积电人士处获悉，比特大陆5nm矿机芯片，为全球第一颗已完成封装的5nm测试级芯片。[2019/12/23]

下一步的工作

?打包列表或者备选方案—让区块提议者对区块构建者进行限制，即强迫他们纳入交易

打包列表相关笔记

研究如何在不增加提议者负担的情况下约束构建者

?协议内PBS—将区块构建市场直接写入协议内

?MEV销毁—让区块链获取原本从链上经济中提取的价值

通过提议者拍卖来直接进行MEV销毁的提案

委员会驱动MEV均匀分配让协议意识到MEV

通过经济激励措施设置验证者子集的上限，将通过负增发间接销毁MEV

?应用层MEV最小化—这个工作与L1没有直接关系，它涉及到开发者在设计他们的dapp时需要记住MEV。这里有几个采用MEV最小化策略的dapp的例子

分布式构建者路线

由于区块提议过程是保持去中心化的，我们现在有一个单独的问题，即区块构建变得中心化。即便路线图上的所有其他部分都旨在最大限度地减少区块构建中心化可能带来的最坏情况，能够将区块构建分布在许多节点中仍然是一个很大的好处。

Blob结构-寻找方法来减轻数据分片在许多节点上的高带宽和处理要求，而这些节点是普通消费者级别的硬件可以运行的。

预确认服务-给予用户强有力的保证，他们的交易将被打包进下一个区块中

抢跑保护-尽量减少有的MEV，如三明治攻击，使得分布式的构建过程保持可信的中立

这依然是一个活跃的研究领域，具有非常开放的设计考虑，所以目前还不清楚前面两个框框是否应该被写入协议内(因此路线图上有问号)

声音 | 招商证券张夏：2020年应积极布局新科技周期下的十大投资主题:据上证网消息，招商证券策略首席分析师张夏表示，2020年应该积极布局新科技周期下的十大投资主题，这十大投资主题行业或产业包括，华为苹果产业链、AR/VR、云游戏、云电脑、云手机物联网、车联网、区块链、网络安全、自动驾驶等。[2019/11/13]

这里是相关的链接：

关于合并后区块构建的演讲，提到了去中心化区块构建

关于去中心化构建者的演讲

关于分布式区块构建的一些想法

TheVerge(边界)

目标：验证区块应当超级容易—下载N个字节数据、执行一些基本计算、验证一个SNARK然后你就完成验证了。

这一部分基本上是关于通过使得轻客户端最终可行，以填补“客户端方面的不足”：并非每个人都想或者能够运行一个全节点。TheVerge的目标是引入去信任或者信任最小化的替代方案，这种节点易于运行，不需要大量的存储和带宽。TheVerge的最终目标是让这些轻客户端提供与目前全节点相同的安全保障。

这一切都依赖于零知识技术，如SNARKs和STARKs，它们本身依赖于多项式承诺方案。这里有一些关于这方面的链接：

介绍zk-SNARK何以可能中文版

剖析STARK

假设你是懂一些数学和编程的人，向你解释zkSNARK

论多项式承诺方案在扩容以太坊中的作用

已完成的工作

?解决了最严重的EVMDoS问题—主要是gas定价问题，已在柏林升级中解决

?基本的轻客户端支持(同步委员会)—多亏了同步委员会，很容易构建遵循共识层的轻客户端

了解Helios客户端是如何利用同步委员会的(很好地解释了这些委员会是如何运作的)

下一步的工作

?EIP-4844实现—在主网部署EIP-4844

将需要一个“仪式”来创建受信任初始化：解释、预估时间线、规范

EIP-4844实现时间线概览

?基本的rollup扩容—依赖于下面的工作：

动态 | 俄罗斯新法律或将允许警察从2021年开始没收比特币:俄罗斯正计划制定法律法规，允许政府没收比特币(BTC)。据当地财经新闻媒体RBC 11月7日援引知情人士的报道，俄罗斯内政部将与多个国家机关共同制定相关计划，该计划可能于2021年成为法律。RBC表示，此举并不是针对比特币，而是将“数字资产”作为一种普遍现象，其中主要是加密货币。俄罗斯议会专门委员会负责人表示: “使用虚拟资产犯罪的持续增长趋势，以及面对此类犯罪攻击时缺乏消费者保护，自然要求建立虚拟资产交换的法律监管和控制机制。” RBC指出，从理论上讲，如果有关交易所遵守规定，则可以访问交易所持有的加密货币。对于投资者持有私钥的钱包中持有的代币，获取方法是一个谜。 （cointelegraph）[2019/11/7]

EIP-4844-所实现的可扩展性依然被认为较基础/有限，这是因为“每一个节点下载所有数据”的性质限制了blobspace的可用容量

rollup的有限辅助轮阶段(文章中提议了去掉rollup辅助轮的路线图)(中文版)

?完整的rollup扩容—依赖于下面的工作：

DAS(数据可用性采样)的P2P设计：涉及数据分片网络连接问题的一些工作以及研究

数据可用性采样客户端：开发轻量级客户端，可以通过对几千字节的随机采样快速判断数据是否可用

有效的DA自我恢复：能够在最恶劣的网络条件下有效地重建所有数据(比如，恶意验证者攻击、或者大块节点的长时间停机)

不使用辅助轮的rollup：完全去中心化的定序者、去信任的欺诈证明、不可变的合约等等

?量子安全的、无需受信任初始化的承诺—在量子计算机成为一个合理的担忧之前，使以太坊成为量子安全的是我们长期努力的一部分

虽然高效且强大，但到处使用的多项式承诺(KZG)并不是量子安全的，并需要一个受信任初始化。对更理想的长期使用的承诺的研究正在进行中，最终目标是在底层对KZG进行热转换(hotswap)

?SNARK/STARK专用集成电路—专门用来创建证明的硬件

?Verkletree—将用于全局状态的数据结构替换成一个更高效的版本

VerkleTree的链接清单

关键的好处是能够生成非常简洁的证明，轻客户端可以只通过区块头很容易地验证这些证明，以核实像账户余额这样的东西-它们已经可以利用同步委员会来验证给定区块头实际上是主链的一部分

需要编写出合适的规范、确保安全地迁移，以及搞清楚它将如何影响更新/编辑状态的EVMgas开销(这也取决于ThePurge那部分中取消“SELF-DESTRUCT”的工作)

?基于SNARK的轻客户端—对同步委员会的状态转换生成SNARK证明，以快速证明哪些验证者组成当前的同步委员会

?完全基于SNARK的以太坊—以下3项加在一起构成了“以太坊最终图景”(中文版)的一个重要里程碑，即实现极其高效以及去信任的区块验证：

用于Verkle证明的SNARK-通过将Verkle证明合并进单个SNARK中，区块将包含一个关于它们修改的部分状态的简短独立证明，因此不需要验证区块N-1的整个状态来验证区块N是否正确修改了它。

用于共识状态转换的SNARK—从信任最小化的同步委员会转变为对共识层上发生的所有事情进行完全去信任的验证

用于L1EVM的SNARK—利用rollup团队在zk-EVM上所做的工作，将zk-EVM直接集成到L1中

-阅读关于写入协议内的rollup的帖子

?提高L1gas上限—通过消除目前“每个节点都需要存储所有东西”的负担来实现去信任地验证区块，这将更容易地形成更大的区块以获得更多L1可扩展性(这会自动地加强所有L2扩容的效果)

?转向量子安全的SNARK(如STARK)—在量子计算机成为一个合理的担忧之前，使以太坊成为量子安全的是我们长期努力的一部分

SNARK基于的密码学是已知能够被量子计算机破解的，而STARK不是

ThePurge(清除工作)

目标：简化协议、清楚技术债和通过清理历史数据限制参与网络的成本

已完成工作

?清除大多数gas返还—所有的gas重新定价工作已在柏林升级完成

?信标链快速同步—从最近敲定的epoch同步(在大多数共识层客户端中称为"检查点同步")而不是从创世开始同步，这方面的所有开发工作已完成

?EIP-4444规范—阅读EIP规范了解

下一步的工作

?历史数据休眠—通过让旧的历史状态休眠来降低存储需求、减少同步时间和代码复杂性

阅读此条推特长文

依赖于EIP-4444的实现，即通过其他方式(如门户网络)来访问历史状态的替代方案

Vitalik针对历史数据休眠的AMA

?状态休眠—关于状态，修复“一次性支付，数据永久储存”的问题

这个想法主要关于让状态未使用的部分自动休眠，只保留一个verkletree根，如果需要的话，用户可以用它来激活休眠的状态

Vitalik针对状态休眠机制的AMA

依赖于这些工作：

-基本的状态休眠规范：我们打算如何实现它，请看这个潜在的路线图(和其他选项)

-地址空间扩展：增加地址尺寸大小，从20字节增加到32字节，以防止冲突，并增加关于状态周期的数据

-应用分析：搞清楚它会如何破坏当前的应用/合约，以及这些应用/合约需要如何适应

?日志改革—简化事件日志的工作方式，以便更有效地搜索历史事件

?序列化协调—执行层使用RLP进行数据序列化，而共识层使用SSZ，这将会使得逐渐抛弃RLP，而使用SSZ

?移除旧的交易类型—停止支持旧的交易类型(参阅EIP-2718)以移除客户端的代码复杂性(牺牲一些向后兼容性)

?EVM简化路线

取消SELFDESTRUCT—这个操作码是许多问题的根源

-消除SELFDESTRUCT的实用解决方法解释了为什么以及怎么样移除这个操作码

-相关EIP：EIP-4758、EIP-4760以及讨论

简化gas机制—涉及移除许多与gas相关的EVM功能，在此处提及过

预编译->EVM实现—舍弃预编译合约，采用直接EVM实现(即大型模运算，见TheSplurge)

TheSplurge(狂欢)

目标：完善其他东西

所有那些不需要更高优先级的好东西都属于TheSplurge这一部分中。最大的一项就是账户抽象，但也有对现有内容的小调整。

已完成的工作

?EIP-1559—这个著名的EIP带来了许多好处，而不仅仅是销毁ETH

?ERC-4337规范—这个ERC旨在不修改核心协议的情况下引入账户抽象

ERC-4337的解释

下一步的工作

?EIP-1559的最终形式—通过使其变得多维度的来完善EIP-1559，更像一个AMM曲线和感知时间的

?EVM完善路线和ThePurge中的简化路线一起形成了EVM的最终形式

EVM对象格式(EOF)—一组多个EIP，允许在部署EVM字节码时对其进行验证和版本控制。请看这篇解释文章和推特帖子

大型模运算—路线图中的许多密码学依赖于大量数字的模运算，这可以直接在EVM中更有效地完成

进一步完善EVM—任何其他值得添加以改进EVM的东西，或者移除一些东西以消除复杂性

?实现账户抽象最终形式的账户抽象路线。有关以下内容的详细信息，请参阅Vitalik的描述：

ERC-4337—开发兼容的、实际获得采用的智能钱包

自愿对EOA账户进行转换—通过一个EIP，允许普通账户不可逆地添加代码将其转换为合约，即成为4337兼容的智能钱包。

写入协议内—对所有现有账户强制进行上述转换

?可验证延迟函数(VDFs)—本质上是“非并行的工作量证明”，这将增强PoS和其他东西中使用的随机性

参阅这篇贴文，介绍VDFs以及其潜在用途

?探索针对老旧账户的解决方案—拯救这些“尘封的资产”需要花的gas成本超过它们本身的价值。在这里看到一堆想法

来源：panewslab

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