以太坊協議可能的未來(六):繁榮

繁榮這一階段包含了許多對以太坊成功至關重要的"細節"。約一半內容涉及各種EVM改進,其餘則由一系列小衆主題構成。

EVM改進

解決的問題

當前EVM難以進行靜態分析,這使得創建高效實現、正式驗證代碼和進一步擴展變得困難。此外,EVM效率較低,難以實現許多形式的高級密碼學,除非通過預編譯顯式支持。

工作原理

EVM對象格式(EOF)是當前EVM改進路線圖的第一步,計劃在下一個硬分叉中納入。EOF指定了一個新的EVM代碼版本,具有多項特徵:

• 代碼與數據分離
• 禁止動態跳轉
• EVM代碼無法觀察燃料相關信息
• 添加顯式子例程機制

舊式合約將繼續存在,但最終可能被逐步棄用。新式合約將受益於EOF帶來的效率提升。

後續升級包括EVM模塊算術擴展(EVM-MAX)和單指令多數據(SIMD)特性。這些可用於加速多種形式的密碼學運算。

現有研究

• EOF:
• EVM-MAX:
• SIMD:

剩餘工作

EOF計劃在下一個硬分叉中納入。需要實現類似EVM-MAX加SIMD的功能,並對各種加密操作的gas消耗進行基準測試。

與路線圖其他部分的交互

L1調整EVM使得L2也能更容易地進行相應調整。EVM-MAX和SIMD可以降低許多證明系統的gas成本,使L2更加高效。

帳戶抽象

解決的問題

目前交易只能通過ECDSA籤名驗證。帳戶抽象旨在允許帳戶的驗證邏輯爲任意EVM代碼,啓用多種應用:

• 切換到抗量子密碼學
• 密鑰輪換
• 多重籤名和社交恢復錢包
• 分級密鑰
• 支持隱私協議無需中繼

工作原理

ERC-4337是實現"理想帳戶抽象"的解決方案。它將用戶操作的處理分爲驗證和執行兩個階段,以防止多重失效攻擊。

EIP-7701在EOF之上實現帳戶抽象,允許帳戶擁有單獨的驗證代碼部分。

現有研究

• 帳戶抽象歷史:
• ERC-4337:
• EIP-7701:

剩餘工作

需要解決如何將帳戶抽象完全引入協議。主要權衡是"快速寫入一種讓較少人滿意的方案"與"等待更長時間,可能獲得更理想的解決方案"。

與路線圖其他部分的交互

包含列表需要支持帳戶抽象交易。帳戶抽象實現應盡可能在L1和L2之間協調。

EIP-1559改進

解決的問題

EIP-1559改善了平均區塊包含時間,但仍存在問題:

1. 公式略有缺陷
2. 極端情況下調整不夠迅速

多維Gas可解決資源價格低效問題,爲不同資源設定不同價格和限制。

工作原理

EIP-7706引入專門針對calldata的新gas維度,並簡化了多維Gas機制。EIP-7623提出更精準的解決方案,嚴格限制最大calldata。

現有研究

• EIP-1559 FAQ:
• 多維Gas:

剩餘工作

多維Gas的主要權衡是增加協議復雜性和最優區塊填充算法復雜性。需要更多研究以找到理想平衡點。

與路線圖其他部分的交互

多維Gas可降低某些"最壞情況"資源使用,減少優化性能壓力。EOF的存在使實現更極端版本的多維Gas變得更簡單。

可驗證延遲函數(VDFs)

解決的問題

當前RANDAO隨機性使每個提議者有"1位操控權"。VDF可提供更穩健的隨機性來源。

工作原理

VDF是只能順序計算的函數,無法並行化加速。輸入基於時間T可用信息,輸出在T之後某時刻可用。主要風險是意外優化。

現有研究

• VDF研究網站:

剩餘工作

需要尋找完全滿足以太坊需求的VDF構造。主要權衡是功能性與協議復雜性及安全風險。

與路線圖其他部分的交互

VDF在以太坊協議中相對獨立,除提高提議者選擇安全性外,還可用於依賴隨機性的鏈上應用和加密內存池。

混淆和一次性籤名

解決的問題

這些先進密碼學原語可實現更強大的無信任第三方應用,提供幾乎完美的安全性和隱私保證。

工作原理

不可區分混淆允許創建"加密程序",執行任意計算同時隱藏內部細節。量子一次性籤名可防止程序被復制。

現有研究

• 不可區分混淆協議(2021):
• 混淆如何幫助以太坊:

剩餘工作

不可區分混淆仍非常不成熟,需要更高效的實現。量子計算機尚未實現。主要權衡在於安全假設。

與路線圖其他部分的交互

這些強大密碼學原語可能徹底改變遊戲,簡化協議設計,增強安全性和隱私保護。初期益處將在應用層出現,但可能帶來顛覆性影響。