原文標題:Scaling Ethereum L1 and L2s in 2025 and beyond
作者:Vitalik,以太坊創始人;編譯:白水,金色財經
特別感謝 Tim Beiko、justin Drake 以及來自各個 L2 團隊的開發人員的反饋和審查。
以太坊的目標與它從第一天開始的目標一樣:構建一個全球性的、不受審查的、無需許可的區塊鏈。 一個用於去中心化應用程序的免費開放平台,建立在與 GNU + Linux、Mozilla、Tor、維基百科和之前許多其他偉大的免費開源軟件項目相同的原則(我們今天可以稱之為再生和密碼朋克精神)之上。
在過去十年中,以太坊還發展出了另一個我非常欣賞的特性:除了密碼學和經濟學方面的創新之外,以太坊還是一項社會技術的創新。 以太坊作為一個生態系統,是一種新的、更開放和去中心化的構建方式的有效、現場演示。 政治哲學家 Ahmed Gatnash 這樣描述他在 Devcon 上的經歷:
……一瞥另一個世界可能是什麼樣子--一個幾乎沒有守門人的世界,一個沒有遺留系統的世界。 在社會標準地位體系的顛覆中,擁有最高社會地位的人是書呆子,他們把所有的時間都花在高度專注於獨立解決他們真正深切關心的問題上,而不是玩遊戲來爬上遺留機構的等級制度並積聚權力。 這裡幾乎所有的權力都是軟實力。 我覺得它很美,很鼓舞人心--它讓你覺得在這樣的世界裡一切皆有可能,這樣的世界實際上觸手可及。技術項目和社會項目本質上是相互交織的。 如果你在時間 T 有一個去中心化的技術系統,但有一個中心化的社會進程來維護它,那麼就不能保證你的技術系統在時間 T+1 仍然是去中心化的。 同樣,社會進程通過技術以多種方式保持活力:技術帶來用戶,技術所形成的生態系統為開發人員的到來和留下提供了激勵,它使社區保持紮實並專注於建設而不僅僅是社交,等等。
您可以使用以太坊在世界各地支付費用,2024 年 10 月。
經過十年的艱苦努力,在這種技術和社會屬性的混合下,以太坊體現了另一個重要品質:以太坊大規模地為人們做有用的事情。數百萬人持有 ETH 或穩定幣作為儲蓄形式,還有更多人使用這些資產進行支付:我就是其中之一。 它有有效、實用的隱私工具,我用它來支付 VPN 費用以保護我的互聯網數據。 它有 ENS,一種強大的去中心化 DNS 替代方案,更普遍的是公鑰基礎設施。 它有實用且易於使用的 Twitter 替代方案。 它有 defi 工具,為數百萬人提供比他們在傳統金融中可以獲得的收益更高的低風險資產。
五年前,我不太願意談論後一種用例,主要原因是:基礎設施和代碼還不成熟,距離 2016-17 年大規模且極具創傷性的智能合約黑客攻擊只有幾年時間,如果每年有 5% 的機會獲得 -100% 的 APY,那麼 7% 的 APY 而不是 5% 的 APY 是沒有意義的。 除此之外,交易費用太高,無法使這些東西大規模使用。 如今,這些工具隨著時間的推移顯示出了它們的彈性,審計工具的質量有所提高,我們對它們的安全性越來越有信心。 我們知道什麼不該做。 L2 擴展正在發揮作用。 近一年來,交易費用一直很低。
我們需要繼續構建以太坊的技術和社會屬性以及實用性。如果我們有前者,但沒有後者,那麼我們就會退化為一個越來越無效的「decel」社區,這個社區可以對著風咆哮,說各種主流行為者是不道德和壞的,但卻沒有立場真正提供更好的選擇。 如果我們有後者,但沒有前者,那麼我們就有華爾街貪婪是好的心態,我們中的許多人來這裡就是為了逃避這種心態。
我剛剛描述的二元性有很多含義。 在這篇文章中,我想關注一個特定的,這對以太坊的短期和中期用戶非常重要:以太坊的擴展策略。
第 2 層的興起
今天,我們擴展以太坊的途徑是第 2 層協議 (L2s)。 2025 年的 L2s 與 2019 年的早期實驗相去甚遠:它們已經達到了關鍵的去中心化里程碑,它們正在確保數十億美元的價值,並且它們目前正在將以太坊的交易容量擴大 17 倍,費用也降低了類似的幅度。左圖:第 1 階段和第 2 階段匯總。 1 月 22 日,ink 成為第六個第 1+ 階段匯總(也是第三個完整的 EVM 第 1+ 階段匯總)。 右圖是按 TPS 排名靠前的匯總,Base 領先,約占以太坊容量的 40%。
這一切都恰逢成功應用浪潮:各種 DeFi 平台、社交網絡、預測市場、worldchain(現在擁有 1000 萬用戶)等奇特裝置。 在 2010 年代聯盟區塊鏈失敗後,「企業區塊鏈」運動被廣泛視為死胡同,但隨著 L2s 的出現,這一運動又重新煥發生機,soneium 就是一個典型例子。
這些成功也證明了以太坊去中心化和模塊化擴展方法的社交性:以太坊基金會不必自己尋找所有這些用戶,而是有數十個獨立實體有動力這樣做。這些實體也為這項技術做出了重要貢獻,如果沒有這些貢獻,以太坊就不會像今天這樣發展。 因此,我們終於接近了逃逸速度。
挑戰:規模和處理異質性
目前 L2 面臨兩個主要挑戰:- 規模:我們的 blob 空間幾乎無法覆蓋 L2 和當今的用例,而且遠遠無法滿足未來的需求。
- 異構性挑戰:以太坊如何擴展的早期願景涉及創建包含許多分片的區塊鏈,每個分片都是由一小部分節點處理的 EVM 副本。 從理論上講,L2 正是這種方法的實現。 然而,在實踐中,有一個關鍵的區別:每個分片(或分片集)都是由不同的參與者創建的,被基礎設施視為不同的鍊,並且通常遵循不同的標準。 今天,這轉化為開發人員和用戶的可組合性和用戶體驗問題。
第二個問題引起了公眾的廣泛關注,是協調問題。以太坊對在多個團隊之間執行複雜的技術任務並不陌生:畢竟,我們進行了合併。 在這裡,協調問題更具挑戰性,因為參與者和目標的數量和多樣性更大,而且這個過程在遊戲中開始得更晚。 但即便如此,我們的生態系統以前已經解決了難題,我們可以再次這樣做。
擴展的一個可能捷徑是放棄 L2,通過具有更高 gas 限制的 L1 完成所有事情(跨多個分片或在一個分片上)。然而,這種方法損害了以太坊當前社會結構的大部分好處,這種結構在同時獲得不同形式的研究、開發和生態系統建設文化的好處方面非常有效。 因此,我們應該堅持下去,繼續主要通過 L2 進行擴展,但要確保 L2 確實履行了它們應該履行的承諾。
這意味著以下內容:
- L1 需要加速擴展 blob。
- L1 還需要對 EVM 進行適度擴展並增加 gas 限制,以便能夠處理即使在 L2 主導的世界中仍將繼續進行的活動(例如證明、大規模 defi、存款和取款、特殊的大規模退出場景、密鑰庫錢包、資產發行)。
- L2 需要繼續提高安全性。人們期望從分片中獲得的相同安全保證(包括例如審查阻力、輕客戶端可驗證性、缺乏固定的受信任方)應該在 L2 上可用。
- L2 和錢包需要加速改進和標準化互操作性。這包括特定於鏈的地址、消息傳遞和橋接標準、高效的跨鏈支付、鍊上配置等。 使用以太坊應該感覺像使用一個生態系統,而不是 34 個不同的區塊鏈。
- L2存款和取款時間需要變得更快。
- 只要滿足基本的互操作性需求,L2 異質性就是好的。一些 L2 將是基於治理最小化的匯總,運行 L1 EVM 的精確副本。 其他人將嘗試使用不同的 VM。 其他人將更像使用以太坊為用戶提供額外安全保障的服務器。 我們需要在該頻譜的每個部分都有 L2。
- 我們應該明確考慮ETH 的經濟學。我們需要確保 ETH 即使在 L2 繁重的世界中也能繼續累積價值,理想情況下可以解決價值累積的各種模型。
Blobs, blobs, blobs
藉助 EIP-4844,我們現在每個時隙有 3 個 blob,或者每個時隙的數據帶寬為 384 kB。 快速計算表明,這是每秒 32 kB,每個交易在鏈上大約需要 150 字節,因此我們得到 ~ 210 tx/sec。 L2beat 數據幾乎正好給出了這個數字。
對於計劃於 3 月發布的 Pectra,我們計劃將其翻倍至每個時隙 6 個 blob。
Fusaka 的當前目標是主要關注 PeerDAS,理想情況下除了 PeerDAS 和 EOF 之外沒有其他東西。 PeerDAS 可以將 blob 數量再增加 2-3 倍。
在那之後,目標是隨著時間的推移不斷增加 blob 數量。 當我們進行 2D 採樣時,我們可以達到每個時隙 128 個 blob,然後繼續前進。 有了這個,以及數據壓縮的改進,我們可以在鏈上達到 100,000 TPS。
到目前為止,以上內容都是對 2025 年前現狀路線圖的重新陳述。關鍵問題是:我們實際上可以做出哪些改變來加快這一進程?我的答案如下:
- 我們應該更願意明確降低非 blob 功能的優先級。
- 我們應該更清楚地知道 blob 是目標,並將相關的 p2p 研發作為人才獲取的優先事項。
- 我們可以讓質押者直接調整 blob 目標,類似於 gas 限制。 這將允許 blob 目標更快地增加以響應技術改進,而無需等待硬分叉。
- 我們可以考慮更激進的方法,讓我們更快地獲得更多 blob,並為資源較少的質押者提供更多的信任假設,但我們應該對此保持謹慎。
提高安全性:證明系統和原生匯總
如今,有三種第一階段的匯總 (Optimism、Arbitrum、Ink) 和三種第二階段的匯總 (DeGate、zk.money、Fuel)。 大多數活動仍然發生在第 0 階段的匯總 (即多重簽名) 上。 這種情況需要改變。這種情況沒有更快改變的一個重要原因是,建立一個證明系統並對其有足夠的信心,願意放棄訓練輪並完全依賴它來確保安全,這是很困難的。有兩條路可以實現這一目標:
- 第 2 階段 + 多證明器 + 形式驗證:使用多個證明系統實現冗餘,並使用形式驗證(參見:經過驗證的 ZK-EVM 計劃)確保其安全性。
- 本機匯總:將 EVM 狀態轉換函數驗證作為協議本身的一部分,例如通過預編譯(有關研究,請參閱:[1] [2] [3])。
原生匯總仍是一個早期的想法。 有很多積極的思考要做,特別是在如何使原生匯總預編譯具有最大靈活性的話題上。一個理想的目標是讓它不僅支持 EVM 的精確克隆,還支持具有各種任意更改的 EVM,這樣具有修改後的 EVM 的 L2 仍然可以使用原生匯總預編譯,並且只為修改「帶來自己的證明器」。 這可以用於預編譯、操作碼、狀態樹和可能的其他部分。
互操作性和標準
我們的目標是,在不同的 L2 之間移動資產和使用應用程序時,體驗與它們是同一區塊鏈的不同「分片」時相同。 幾個月來,關於如何做到這一點,已經有了一個相當容易理解的路線圖:- 特定於鏈的地址:地址應包括鏈上的帳戶和鏈本身的某種標識符。 ERC-3770 是這方面的早期嘗試,現在有更複雜的想法,它們還將 L2 的註冊表移至以太坊 L1 本身。
- 標準化的跨鏈橋和跨鏈消息傳遞:應該有標準的方法來驗證證明並在 L2 之間傳遞消息,並且這些標準不應該要求信任除 L2 本身的證明系統之外的任何東西。 依賴多重簽名橋的生態系統是不可接受的。 如果這是一個信任假設,如果我們做了 2016 年風格的分片,它就不會存在,那麼今天它就是不可接受的。
- 加快存款和取款時間,以便「本機」消息可以在幾分鐘內(最終一個時隙)而不是幾週內完成。這涉及更快的 ZK-EVM 證明器和證明聚合。
- 從 L2 同步讀取 L1。參見:L1SLOAD、REMOTESTATICCALL。 這使得跨 L2 互操作性變得更容易,也有助於密鑰庫錢包。
- 共享排序和其他長期工作。基於匯總的價值部分在於它們可能能夠更有效地做到這一點。
為了取得更快的進展,大部分工作可以由跨生態系統運營的實體完成:以太坊基金會、客戶端開發團隊、主要應用程序團隊等。這將減少協調工作,使採用標準變得更加輕而易舉,因為每個單獨的 L2 和錢包所做的工作將減少。 然而,作為以太坊的擴展,l2 和錢包仍然需要加緊實際實現這些功能並將其帶給用戶的最後一英里的工作。
ETH 的經濟學
ETH 作為三點資產
我們應該採取多管齊下的戰略,以覆蓋 ETH 作為三點資產的所有主要可能價值來源。 該戰略的一些關鍵內容如下:
- 廣泛同意將 ETH 鞏固為更大的(L1 + L2)以太坊經濟的主要資產,支持使用 ETH 作為主要抵押品的應用程序等。
- 鼓勵 L2 通過一定比例的費用支持 ETH。 這可以通過銷毀一部分費用、永久質押並將收益捐贈給以太坊生態系統公共產品或其他一些方案來實現。
- 部分支持基於 rollup 的 rollup,作為 L1 通過 MEV 獲取價值的途徑,但不要試圖強制所有 rollup 都基於此(因為它不適用於所有應用程序),也不要認為僅憑這一點就能解決問題。
- 提高 blob 數量,考慮最低 blob 價格,並將 blob 視為另一個可能的收入來源。 作為一個可能的未來示例,如果您採用過去 30 天的平均 blob 費用,並假設它保持不變(由於誘導需求)而 blob 數量增加到 128,那麼以太坊每年將銷毀 713,000 ETH。 然而,這種有利的需求曲線並不能保證,所以也不要以為僅靠這一點就能解決問題。
總結:未來之路
以太坊作為技術堆棧和社會生態系統已經成熟,使我們更接近一個更加自由和開放的未來,數億人可以從加密資產和去中心化應用程序中受益。 然而,還有很多工作要做,現在是加倍努力的時候了。如果你是 L2 開發人員,請為工具做出貢獻,使 blob 更安全地擴展,為代碼做出貢獻,以擴展 EVM 的執行,以及為使 L2 可互操作的功能和標準做出貢獻。 如果你是錢包開發人員,同樣要參與貢獻和實施標準,使生態系統對用戶更加無縫,同時像以太坊只是 L1 時一樣安全和去中心化。 如果你是 ETH 持有者或社區成員,請積極參與這些討論;許多領域仍然需要積極思考和集思廣益。 以太坊的未來取決於我們每個人的積極參與。