金色观察|以太坊后续有哪些技术进展需要关注?

金色财经报道,12月3日消息,Vitalik发推为信标链庆生,信标链于一年前上线,意味着PoS权益证明共识已经稳定运行1年,下一步,将是PoW链和PoS链的合并等重要的发展节点。

Vitalik也在推文中附上了更新后的路线图,展示了以太坊协议开发的现状以及未来发展的顺序。”

今天本文中,我们将整理一些资料和内容来阐述路线图中的一部分内容。

以太坊已经确定了以rollup为中心的长期路线,在pow链上,rollup已经将gas费降低了约3-8倍,zk rollup的预期在40-100倍。在信标链彻底承担全网共识后,gas费会进一步降低。

与rollup相关的还有数据分片,数据分片将为链增加约1-2 MB/秒的专用数据空间用于rollup。伴随着这些方案,也会有一些关于安全性的调整。

在vitalik的路线图里,主要是基于rollup的进展较多,因为扩容的需求直接决定了链上的丰富性,而实现rollup和分片等,需要对数据的安全性尤为重视,这目前是最强烈的需求。而例如无状态以太坊、EVM等进度是在主要需求外的次级需求。

2021年比特币“Replace by Fee”交易使用率已翻倍:12月30日消息,据Bitcoinops汇编的统计数据显示,今年到目前为止,“Replace by Fee”交易的使用率从14%上升到28%。

数据显示,在每144个比特币区块中,几乎有三分之一的交易使用了2016年首次实施的收费提升选项,当时GreenAddress(现在的Green Wallet)开始支持这一解决方案。

据悉,“Replace by Fee”的使用在其存在的头几年并没有产生深远的影响。2018年,这一模式达到了5%的目标,当时预测还需要两年时间才能达到10%的可用性。

而在2020年第三季度,情况就发生了变化。由于用户群增加,加密货币的繁荣冲击了机构世界,人们开始大量发送比特币。2020年10月,“Replace by Fee”交易的比例达到15%,2021年4月达到20%,全年结束时接近30%,峰值达到27.5%。(Crypto Potato)[2021/12/30 8:14:00]

所以关于数据问题,我们在此前vitalik关于分片工作推进的文章中,找到了一些推进步骤。可以通过描述看到路线图中的难点。

tx calldata扩展

目前现有的汇总使用事务calldata。因此,如果想在不做任何额外工作的情况下,短期内提高汇总能力并降低成本,需要只降低事务calldata的成本。目前的平均块大小还远没有达到威胁网络稳定性的大小,因此可以安全地完成这一操作,尽管可能需要一些额外的逻辑来防止非常不安全的边缘情况。

EIP 4488应该将每个插槽可用于汇总的数据空间增加到理论上的最大约1 MB,并将汇总的成本降低约5倍。

完整的分片实现需要很长时间,所以可以先实现一部分,例如先用较少的数量实现分片规范的“业务逻辑”,

实现分片规范是较为容易的,不过每个分片会在子网中广播。默认情况下,验证者会信任委员会的验证,不过他们也可以看到碎片块的完整体时再接受信标块。

在碎片通讯的情况下,为了使切分的数据通过汇总实际可用,汇总需要能够对切分的数据进行证明。这将使每个槽位的汇总数据空间增加到大约2 MB(每个碎片250kb * 4个碎片,加上第1步扩展的calldata)。

多个分片后的安全性

如果活跃分片数量从4个增加到64个。分片数据进入子网后,P2P层必须足够坚固,可以将分片分成更大数量的子网。这时的数据可用性将会依赖于委员会。

这将增加每个插槽的汇总数据空间约16 MB(每个分片250 kB * 64个分片)

数据可用性抽样(DAS)

基于数据安全需求,就诞生了DAS,添加数据可用性抽样以确保更高级别的安全性,数据可用性抽样会分阶段进行:首先,可能先在某些客户端上进行。完全引入了数据可用性抽样,分片也就完成了。

op-rollup和zk-rollup

在分片结构中,数据发布步骤和rollup块提交步骤必须是分开的:首先,数据发布步骤将数据放到链上(放到shards中),然后提交步骤提交它的头,以及指向底层数据的证明。optimistic和Arbitrum已经完成这个部分。

对于ZK汇总这样实施略难,因为提交事务需要提供直接对数据进行操作的证明。如果通过ZK-SNARK来证明碎片中的数据可信,成本会很贵,可以选用基于bls12-381的PLONK证明。

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