V神：以太坊2.0可实现每秒10万笔交易丨2021世界区块链大会

7月24日，2021世界区块链大会杭州正式开幕。 本次大会以“无限未来”为主题，汇集了全球100+位区块链和加密货币行业的领军企业家和研究人员。 本次大会由杭州时间戳信息技术有限公司（巴比特）主办，杭州未来科技城管委会等单位支持。

以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 发表了一篇题为《以太坊进入 2.0 之后会发生什么？ ”演讲。Vitalik表示，在ETH1和ETH2合并初期，会进行一些小的升级，引入分片，使用Rollup，在理想条件下实现每秒10万笔交易；而在中期和合并后期，以太坊将倾向于在共识算法层面进行改进，使协议更简单，并部署零知识证明、抗量子计算等密码学技术。

Vitalik 还提到，以太坊的基本技术愿景是尽量在短期内快速提升，并在长期内保持稳定。 未来的以太坊，layer 1 会专注于去中心化以太坊在哪里交易，layer 2 会进行很多的创新，让以太坊协议更简单，更方便使用。

以下为演讲全文：

现场的朋友们大家好，很高兴参加在杭州余杭未来科技城举办的世界区块链大会。 遗憾的是，受疫情影响，我无法到场。 但是我希望今天能和大家分享一下以太坊最近的一些研究和技术进展。

今天我要谈谈合并后会发生什么。

我们已经就未来半年左右会发生的事情谈了很多。 柏林硬分叉已于 4 月完成。 不久之后，我们在 PoS 链上进行了 Altair 升级。 接下来是现有 PoW 链上的伦敦分叉。

在某个时候，也许半年之后，也许更长的时间，我们将能够见证两条链的融合。 也就是说，PoW 链完成了它的使命，PoW 链上的一切都转移到了 PoS 链上。

但我们今天要说的是那之后发生的事情。 那么合并完成后会发生什么？ 之后以太坊协议会有哪些升级？

早期合并：清理分叉

合并后的第一件事是——我称之为合并后清理分叉。 简而言之，合并是尽可能快地完成的，所以合并是相当简单的。 有很多事情是实现合并的硬分叉无法做到的。 比如不支持提现，就是一个很好的例子。 在这个阶段，如果您在PoS系统中存入了资金，您将无法提取。 融合之后，你还是拿不出来。 提取您的存款和奖励，这只有在合并后的第一次硬分叉后才有可能。

除此之外，一些不同的技术改进正在删除一种称为 ETH1 数据投票的机制。 这是 PoS 用于与 PoS 链交互的机制，更改序列化执行层，删除 RLP 交易格式并添加 SSZ 交易格式，同意客户端在合并前停止尝试下载 PoW 链。 也就是说，简化客户端，删除大量不再需要的代码，添加一些操作码以获得更多关于 PoS 改进的信息。

合并时，有许多小的改进。 但是为了确保合并更快地完成，我们将推迟到合并完成后才进行。

之后，分片是下一个重大改进。 这是一个数据分片（图 1）。 我们添加了 64 个分片，每个分片将有一个 512KB 的块，每个分片每 12 秒产生一个块。 而这些块只包含数据，分片内部不执行任何交易。 这些分片的目的是提供更多的数据空间，让 Rollup 可以使用这些空间，从而获得更高的可扩展性。

（图1：数据分片图）

在这个阶段，Rollup 可以扩展到每秒大约 4,000 到 5,000 个事务。 假设整个以太坊生态都可以使用 Rollup，但是通过数据分片，我们可能有 20 到 50 倍的空间。 Rollup 有潜力达到每秒 100,000 笔交易，未来甚至更多。 Sharding 会先添加一些基本的安全性，然后添加更多的安全性，然后 Sharding 会迎来越来越多的改进。

关于数据可用性的验证，我们提出并开发了这项技术来提高分片的安全性，主要是让节点验证一个分片中的数据是否确实已经发布，而不需要节点下载所有数据。 如果搜索数据可用性验证这个术语，您可以在 Internet 上找到大量关于它的信息。 在我看来，这是一项非常迷人的技术。 重要的是要提高分片的安全性，并确保增加的可扩展性和增加的数据量，作为分片网络过去的规则，不会导致块被接受的风险。 没有人可以访问数据，因为这会破坏关联性，并且会破坏应用程序。 所以这通常会加强分片和其他安全改进的安全性。

这些只是几种不同的加密技术（图 2），并且它们有一些奇特的名称。 诸如单一秘密领导人选举、可验证的延迟函数和托管证明之类的东西。 我没有时间详细解释这些概念，所以我将简单地解释一下。

（图2：更多的安全升级）

单一的秘密领导人选举使得很难知道未来区块的提交者是谁。 这使得攻击网络变得更加困难。 因为如果你想阻止某些区块被发布，你无法知道你要攻击哪些节点。

可验证的延迟函数在以太坊中创造了随机性。

更安全的监管证明迫使节点实际保存和验证块数据，因此监管证明可以改善去中心化。 它降低了使用中心化服务运行节点的用户的风险，因此它也很重要。

对执行层的一些改进，这是系统处理交易、以太坊虚拟机、智能合约和账户的部分。

我们通过扩展地址将地址长度从 20 字节增加到 32 字节。

Verkle 树旨在尽可能混合无状态客户端。 无状态客户端是指无需在本地存储区块链状态即可验证链的客户端，因此无需在本地存储所有账户和合约。 相反，无状态客户端可以接收和验证包含部分状态信息的块。 因此只有在特定区块中访问的账户和合约以及包含在该区块中的账户实际上有效并且它们在特定时间处于正确状态的证明。 不需要节点占用任何硬盘空间就可以完成区块验证，这也是一项非常迷人的技术。

状态失效是以太坊不断增长的状态问题的另一种解决方案。

这意味着客户端不再需要存储最近未访问过的帐户、存储和其他对象。 相反，人们试图获取这些物品只需要见证人，因此他们需要提供证据来恢复这些数据。

账户抽象是一种提高智能合约钱包和其他一些应用程序易用性的技术。 它可以让智能合约钱包的使用像使用现有的普通账户一样简单。 它的具体用例是多重签名钱包、社交恢复钱包等等。

有不同的方法可以做到这一点，我们正在探索所有可能的方法来尝试实际完成这项工作，包括以特定形式进行 EVM 改进是指改进 EVM，以便它可以添加或实现更高级的密码学形式。 从而更有效地省去预编译，最终达到简化协议的目的。

很多...实际上并没有那么多改进，但是对以太坊虚拟机的一些改进非常重要，这就是在不久的将来会发生的事情。

合并中后期：算法更新+抗量子计算

我们还可以讨论从长远来看会发生什么。 可能是 2 到 5 年后，也许再过几年，有几点需要提及。

一是继续完善以太坊的共识算法，我们需要CBC Casper。 我们也在考虑其他一些事情，但基本上只是继续提高以太坊共识协议的简单性、效率和安全性。

ZK-Snarks 或零知识证明是非常重要且非常强大的技术。 ZK-Snarks 的原理是它们是逐个证明，可以证明一个块中的所有内容都已被正确计算。 所有交易都是有效的，整个区块都是有效的，这个证明可以快速验证。 即使一个区块很大很复杂，要证明这个区块是正确的也需要大量的计算，而且生成这个证明需要很长时间，但是一旦生成证明，这个证明就可以很快得到验证。

Snarks 有很多用例。 我们可以对信标链、Snark PoS链进行Snark验证和参与； 我们可以通过 Snark 以太坊虚拟机或其他扩展以太坊虚拟机的虚拟机来更方便地为分片添加完整的智能合约功能。 如果我们想这样做，我们可以为很多事情添加零知识证明。 如果我们添加零知识证明，这将使运行以太坊节点变得更加容易。 任何人都可以验证以太坊区块是否正确，这将使攻击网络变得更加困难。

至于抗量子安全，这也是一件很重要的事情。 量子计算机即将到来，它们会在某个时候出现，不会很快，但肯定会在未来的某个时候出现。 确保量子计算机前的安全无疑是非常重要的。 对于量子安全，好消息是存在解决方案，可以对协议进行一些更改，使其更安全地抵御量子计算机。

我们可以使用一些抗量子密码学。 最好的抗量子密码学实际上是散列法。 即使在今天，SHA 256 和 SHA 3 等哈希函数也具有抗量子性。 我们能做的就是用基于哈希的加密技术替代现有的加密技术，用Starks替代Snarks； 我们可以用聚合签名代替 BLS 签名，它使用与 Starks 相同的技术； 我们可以使用 Starks 技术的 Merkle 树代替之前讨论的 verkle 树，让无状态客户端的证明更小。 我们基本上可以用 Starks 替换所有东西，也许用格密码替换一些东西。 以太坊基金会有一个密码学团队，该团队也越来越关注基于格密码学的技术。

但这些事情只可能在未来5到15年内发生，所以短期内没有什么可担心的。 但当这成为一个问题时，我们已经知道需要做出哪些改变。 这些都是一些长期的改进，到那个时候，这些改进已经基本完成了。

以太坊的未来：layer 1 稳定 + layer 2 创新

我认为以太坊的基本技术愿景是尽量在短期内快速提升并在长期内保持稳定。 因为从长远来看，我认为区块链真的需要安定下来，变得更稳定，它真的需要给用户更多的保证，事情不会改变，让用户有安全感，并以此为基础做事。的发展。 但在短期内，这些技术都被开发出来了。

在比特币出现之后，甚至在以太坊的初始版本之后，这项技术都非常强大。 它可以真正提高以太坊的安全性，提高以太坊的可扩展性和隐私性等所有属性。 能够添加这些属性真的很重要，只有这样，区块链才能更安全，我们没有很高的交易费用； 只有这样，区块链才更易于使用。

随着时间的推移，期望一旦区块链本身具有足够的功能，一切都可以在第 2 层完成。第 1 层仍有改进的空间，但更多可以在第 2 层完成。第 1 层可以专注于去中心化，并且最终第 2 层将是最多创新发生的地方，但我们还没有到那儿。 我认为两年后，我们会更接近这个目标。

但是现在，合并之后以太坊在哪里交易，所有的改进都是为了提高以太坊协议的可扩展性，同时让以太坊协议更容易使用和更安全。

这些都很重要，但这些都是同时发生的。 有的团队在做PoS，有的团队负责合并，有的团队在做sharding，有的团队在做account abstraction，有的团队在做verkle trees，还有很多项目在做layer 2 expansion，继续完善以太坊。 可扩展性。 Optimism 就是其中之一，最近推出了对 Uniswap 的支持。 缩放正在进行中，并且移动速度越来越快。

我认为在未来 2 到 3 年内，我们将看到使用以太坊变得更便宜，我们将看到更多不同类型的应用程序使用以太坊，以太坊生态系统将变得更加有趣。 谢谢你们！

如果觉得不错，请推荐给身边炒币的朋友，关注一下。 感谢您对分众经济的支持！ 点击下方链接，直接关注公众号，获取更多区块链行业前沿资讯。 ----------------------------------------------