以太坊協議The Surge升級解析：可擴展性與去中心化的平衡之道

今年10月以來，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin發布了一系列關於以太坊協議未來發展的文章，內容涵蓋了以太坊路線圖的六個部分。本文將重點解讀第二部分The Surge，探討以太坊的可擴展性和長期發展規劃。

以太坊的核心願景

以太坊旨在成爲去中心化互聯網的基礎層，通過智能合約支持復雜的去中心化應用程式。然而，以太坊在可擴展性方面存在局限性，每秒只能處理15到30筆交易，與傳統支付網絡相比差距甚遠。這導致網路擁堵時gas費高昂，限制了以太坊成爲全球基礎設施的潛力。

The Surge的主要目標包括：

• 以太坊L1+L2達到100,000+ TPS
• 保持L1的去中心化和穩健性
• 確保部分L2完全繼承以太坊的核心屬性
• 最大化L2之間的互操作性

以rollup爲中心的未來

The Surge計劃主要通過L2解決方案提高可擴展性，其中rollup是關鍵組成部分。以太坊L1專注於成爲強大且去中心化的基礎層，而L2則承擔幫助生態系統擴展的任務。

Rollup將交易在鏈下打包，然後提交回以太坊主網，在保持安全性和去中心化的同時顯著提高吞吐量。Vitalik認爲，rollup可以將以太坊的可擴展性提高到每秒10萬筆交易以上。

今年，以rollup爲中心的路線圖取得了重要進展：EIP-4844 blobs的推出大幅增加了以太坊L1的數據帶寬，多個以太坊虛擬機rollup已進入第一階段。每個L2作爲具有自身規則和邏輯的分片存在，分片實現方式的多樣性和多元化已成爲現實。

數據可用性採樣(DAS)的進一步發展

數據可用性採樣(DAS)是The Surge的另一個關鍵方面，旨在解決數據可用性問題。DAS允許節點在不訪問完整數據集的情況下驗證數據，從而提高可擴展性和效率。

Vitalik強調了兩種形式的DAS：PeerDAS和2D DAS。PeerDAS有望增強rollup的安全性，而2D DAS不僅在blob內進行隨機抽樣，還在blob之間進行隨機抽樣。

借助DAS，以太坊可以處理更大量的數據，實現更快、更便宜的rollup，同時不損害去中心化。未來還需要進一步完善2D DAS的理想版本，並證明其安全屬性。

Plasma和其他解決方案

除了Rollup，早期提出的鏈下擴展方案Plasma也是另一種L2解決方案。Plasma創建子鏈獨立處理交易，定期向主網提交摘要。雖然Plasma的開發落後於rollup，但Vitalik仍將其視爲以太坊可擴展性工具包的一部分。

此外，改進數據壓縮技術和加密證明也是提高rollup和其他L2解決方案效率的重要方向。這些技術改進有望在以太坊實現更高吞吐量的過程中發揮關鍵作用。

跨L2互操作性改進

當前L2生態系統面臨的一個主要挑戰是跨L2互操作性較弱。爲了改善這一問題，需要在以下方面取得進展：

• 特定鏈的地址
• 特定鏈的支付請求
• 跨鏈兌換和Gas支付
• 輕客戶端
• 共享代幣橋理念
• 同步組合性

這些改進不僅涉及技術問題，還需要L2、錢包以及L1的合作。

繼續擴展以太坊L1

Vitalik認爲，擴展以太坊L1本身並確保它能容納更多用例也很重要。L1擴展的三種策略包括：

1. 改進技術以使L1更易於驗證，然後提高Gas限制
2. 降低特定操作的成本，增加平均容量
3. 實施原生Rollups

這些策略各有優劣，需要權衡考慮。

去中心化和安全性

可擴展性和去中心化之間的平衡是Vitalik反復強調的主題。與某些選擇犧牲去中心化來換取高吞吐量的區塊鏈不同，以太坊堅持在擴展的同時保持去中心化。

Rollup和DAS被視爲增加以太坊容量同時維持去中心化的方法。這確保任何人都可以運行節點，以真正去中心化的方式保護網路。

隨着以太坊走向以rollup爲中心的未來，確保這些系統的無需信任性變得至關重要。這需要嚴格的測試和迭代，特別是當這些技術被廣泛採用時。

The Surge的前景展望

The Surge完成後，以太坊有望實現高度可擴展性，同時保持完全去中心化、安全和可持續性。這一願景不僅包括通過rollup和DAS擴展第1層，還包括構建更高效的共識算法、改進開發工具以及培育蓬勃發展的dApp生態系統。

以太坊的路線圖既充滿希望，也面臨諸多挑戰。大規模實施rollup、確保L2解決方案的安全性以及爲量子時代做準備都是復雜的任務。但如果以太坊能夠成功克服這些障礙，它將鞏固其作爲Web3核心的地位。

在快速發展的區塊鏈領域，以太坊專注於不犧牲去中心化的可擴展性，這是其獨特之處。如果The Surge成功，它可能會在未來幾年再次改變區塊鏈技術的格局。