以太坊协议The Surge升级解析：可扩展性与去中心化的平衡之道

今年10月以来，以太坊联合创始人Vitalik Buterin发布了一系列关于以太坊协议未来发展的文章，内容涵盖了以太坊路线图的六个部分。本文将重点解读第二部分The Surge，探讨以太坊的可扩展性和长期发展规划。

以太坊的核心愿景

以太坊旨在成为去中心化互联网的基础层，通过智能合约支持复杂的去中心化应用程序。然而，以太坊在可扩展性方面存在局限性，每秒只能处理15到30笔交易，与传统支付网络相比差距甚远。这导致网络拥堵时gas费高昂，限制了以太坊成为全球基础设施的潜力。

The Surge的主要目标包括：

• 以太坊L1+L2达到100,000+ TPS
• 保持L1的去中心化和稳健性
• 确保部分L2完全继承以太坊的核心属性
• 最大化L2之间的互操作性

以rollup为中心的未来

The Surge计划主要通过L2解决方案提高可扩展性，其中rollup是关键组成部分。以太坊L1专注于成为强大且去中心化的基础层，而L2则承担帮助生态系统扩展的任务。

Rollup将交易在链下打包，然后提交回以太坊主网，在保持安全性和去中心化的同时显著提高吞吐量。Vitalik认为，rollup可以将以太坊的可扩展性提高到每秒10万笔交易以上。

今年，以rollup为中心的路线图取得了重要进展：EIP-4844 blobs的推出大幅增加了以太坊L1的数据带宽，多个以太坊虚拟机rollup已进入第一阶段。每个L2作为具有自身规则和逻辑的分片存在，分片实现方式的多样性和多元化已成为现实。

数据可用性采样(DAS)的进一步发展

数据可用性采样(DAS)是The Surge的另一个关键方面，旨在解决数据可用性问题。DAS允许节点在不访问完整数据集的情况下验证数据，从而提高可扩展性和效率。

Vitalik强调了两种形式的DAS：PeerDAS和2D DAS。PeerDAS有望增强rollup的安全性，而2D DAS不仅在blob内进行随机抽样，还在blob之间进行随机抽样。

借助DAS，以太坊可以处理更大量的数据，实现更快、更便宜的rollup，同时不损害去中心化。未来还需要进一步完善2D DAS的理想版本，并证明其安全属性。

Plasma和其他解决方案

除了Rollup，早期提出的链下扩展方案Plasma也是另一种L2解决方案。Plasma创建子链独立处理交易，定期向主网提交摘要。虽然Plasma的开发落后于rollup，但Vitalik仍将其视为以太坊可扩展性工具包的一部分。

此外，改进数据压缩技术和加密证明也是提高rollup和其他L2解决方案效率的重要方向。这些技术改进有望在以太坊实现更高吞吐量的过程中发挥关键作用。

跨L2互操作性改进

当前L2生态系统面临的一个主要挑战是跨L2互操作性较弱。为了改善这一问题，需要在以下方面取得进展：

• 特定链的地址
• 特定链的支付请求
• 跨链兑换和Gas支付
• 轻客户端
• 共享代币桥理念
• 同步组合性

这些改进不仅涉及技术问题，还需要L2、钱包以及L1的合作。

继续扩展以太坊L1

Vitalik认为，扩展以太坊L1本身并确保它能容纳更多用例也很重要。L1扩展的三种策略包括：

1. 改进技术以使L1更易于验证，然后提高Gas限制
2. 降低特定操作的成本，增加平均容量
3. 实施原生Rollups

这些策略各有优劣，需要权衡考虑。

去中心化和安全性

可扩展性和去中心化之间的平衡是Vitalik反复强调的主题。与某些选择牺牲去中心化来换取高吞吐量的区块链不同，以太坊坚持在扩展的同时保持去中心化。

Rollup和DAS被视为增加以太坊容量同时维持去中心化的方法。这确保任何人都可以运行节点，以真正去中心化的方式保护网络。

随着以太坊走向以rollup为中心的未来，确保这些系统的无需信任性变得至关重要。这需要严格的测试和迭代，特别是当这些技术被广泛采用时。

The Surge的前景展望

The Surge完成后，以太坊有望实现高度可扩展性，同时保持完全去中心化、安全和可持续性。这一愿景不仅包括通过rollup和DAS扩展第1层，还包括构建更高效的共识算法、改进开发工具以及培育蓬勃发展的dApp生态系统。

以太坊的路线图既充满希望，也面临诸多挑战。大规模实施rollup、确保L2解决方案的安全性以及为量子时代做准备都是复杂的任务。但如果以太坊能够成功克服这些障碍，它将巩固其作为Web3核心的地位。

在快速发展的区块链领域，以太坊专注于不牺牲去中心化的可扩展性，这是其独特之处。如果The Surge成功，它可能会在未来几年再次改变区块链技术的格局。