一文简述以太坊的演变过程

作者：@LuozhuZhang

来源：推特

以太坊是人类文明层面的创新，就像语言和文字一样。

但在以太坊的发展过程中，它也经历了几次重大的变化。要了解以太坊并参与其中，你需要了解它的历史和演变过程。

我将在这篇文章中梳理以太坊的演变过程，以及最新的路线图。

鉴于以太坊是一个非常复杂的经济系统，我只挑选了主要部分进行阐述(所以可能有一些遗漏)

1) 以太坊由Vitalik Buterin在2013年提出，他直接借鉴了比特币的设计，所以去中心化和安全性从一开始就是以太坊的DNA(这就是我喜欢它的原因)。

但由于“可扩展性三难困境”，以太坊的扩展一直非常困难。

有很多区块链想在不同的方向上超越以太坊，但他们的选择给他们带来了更多的问题。

例如，选择TPS(可扩展+安全)高的链，它们通常有非常大的区块和高性能的节点，每秒可以处理更多的交易。

但代价是去中心化，因为消费者笔记本电脑无法运行如此高性能的节点，所以它们只有几十或数百个节点(BSC，Solana)

另一种选择是去中心化+可扩展，比如IBC和其他多链宇宙，但这会带来很大的安全风险。

如果攻击者选择多链中最弱的一个进行攻击，一旦攻击成功，将会引起一系列严重的连锁反应

2) 对于以太坊来说，它宁愿牺牲一定程度的可扩展性，也不愿放弃去中心化和安全性。

因此，当以太坊首次推出时(2015年)，Vitalik Buterin开始研究并计划将PoW转变为PoS。

当时的研究：https://blog.ethereum.org/2015/12/28/understanding-serenity-part-2-casper/

与PoW相比，PoS有三个优势。以太坊网络将更加安全和去中心化。详情请参考Vitalik Buterin的这篇文章：https://vitalik.ca/general/2020/11/06/pos2020.html

从PoS共识机制入手，VitalikButerin定义了最早的以太坊路线图。

3) 最早的路线图是：PoW到PoS(阶段0)→数据分片(阶段1)→执行分片(阶段2)

以太坊不仅希望拥有最高程度的去中心化和安全性，还希望通过数据/执行分片来解决执行效率问题。

根据Vitalik Buterin的研究，以太坊在阶段2实施后可以达到1000-5000 TPS。

目前，以太坊只有5-15 TPS。

执行效率的提高主要是因为执行分片可以并行执行交易。

而PoS作为阶段0，不仅是Vitalik第一次研究的结果，还因为其他分片需要使用PoS作为基础层(信标链)。

在该工作流程中，数据分片不涉及代码执行，只涉及数据存储和验证(数据可用性)。执行分片用于执行代码(类似于当前layer1的执行层)

阶段2实施后，会有很多执行分片并行处理交易，最后聚合到数据分片，再聚合到信标链和主链(Main Chain)。

当时，关于执行分片有很多有趣的研究，例如，Vitalik Buterin提出了一种标准化的中间语言(eWASM)，允许所有编程语言被编译成以太坊的这种中间语言，并最终编译成EVM字节码执行。

通过这种方式，以太坊将不再是“solidity的代言人”，而是一个可以用所有语言开发的丰富的生态系统。

甚至每个执行分片都可以用不同的VM来设计。最后，同步状态，并聚合到基础层(很像今天的Rollup)。

但由于“合并(阶段0)”耗时太长，且分片的设计更改了很多次，最重要的是Rollup和其他L2(plasma，状态通道)的出现和快速发展，导致以太坊路线图的又一次改变。

Vitalik Buterin称之为“以Rollup为中心的以太坊路线图”。

4) Rollup的出现不容忽视，在未来很长一段时间内可能是区块链的主旋律。

以太坊也重新设计了自己的Rollup路线图。

第一步是完成“合并”，实现共识层(信标链)和执行层(当前的以太坊)的合并，之后以太坊将从PoW完全转变为PoS。

第二步是基于信标链部署数据分片(PoS和分片是并行开发的，所以合并不会影响分片的开发进度)。

但是，这里的数据分片并不是用于以太坊自己的执行分片，而是为了更好地服务于Rollup，进一步降低Rollup的数据存储成本

详情请参考Vitalik Buterin撰写的这篇文章：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/data_sharding_roadmap

当数据分片部署成功后，Rollup可以将自己处理的所有区块数据并行发送到不同的分片进行验证。

理论上，部署的数据分片数量可以降低Rollup的成本(还有L1的吞吐量)。

当DAS(数据可用性抽样)完全引入时，数据分片就完全部署了(一个全新的世界！)。

什么概念：以太坊L1当前的TPS是5-15。如果所有用户和应用程序都迁移到Rollup，我们可以实现3000+的TPS。

如果数据分片部署完成，理论上我们可以实现10w+的TPS(区块链将不再是小众人群的玩具)。

5)从长远来看，以太坊会是什么样子？

这是一个非常开放的问题，非常值得研究。

我对这个问题的兴趣不亚于零知识证明。

因为我希望看到区块链发展成一个比物理世界更先进的治理系统，而以太坊(或任何真正安全、去中心化的区块链)将成为我们数字生活的基石，并对我们的现实社会产生直接影响。

首先，以太坊将成为一个非常好的基础层，为Rollup提供数据存储和数据验证。

无论用户是选择集中在某个Rollup(最大的Rollup需要将sequencer去中心化)，或者分散在不同的Rollup之间……