以太坊 2029 年願景:更快的插槽、即時最終性與抗量子特性

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以太坊新聞:Vitalik Buterin 分享了以太坊基礎層升級的 2029 年路線圖,包括將插槽時間縮短至低至 2 秒,並在 6–16 秒內完成最終確認。該計劃還涵蓋後量子密碼學和 STARK 友好的哈希函數。以太坊生態新聞:此提案由 Justin Drake 提出,旨在協調開發者與研究人員,且不具強制性承諾。

以太坊聯合創始人維塔利克·布特林提出了一項雄心勃勃、歷時數年的計劃,旨在讓以太坊基礎層更快、更精簡,並最終具備抗量子能力,從縮短插槽時間和實現近乎即時的最終性開始。

以太坊 2029 年願景:快速插槽、快速確定性與 STARK 友好雜湊

在 X 上的一篇 詳細帖子 中,Vitalik Buterin 詳細介紹了他所稱的「一份非常重要的文件」,這是指以太坊基金會研究員 Justin Drake 所提出的全新「strawmap」——一份草案路線圖 提出。該文件勾勒出到本十年末以太坊一層(L1)升級的長期願景。

「我們將從快速插槽和快速最終性開始,」布特林寫道。「我預期我們會以漸進的方式縮短插槽時間,」並指出採用「每次 sqrt(2)」的公式,將以太坊的插槽時間從 12 秒逐步減少至 8、6、4、3 秒,甚至可能達到 2 秒。他提醒,最後的步驟取決於「深入的研究」。

什麼是 Strawmap?

Strawmap — 「strawman」與「roadmap」的混合詞 — 並非官方指令,而是一種協調工具。根據 Drake 的說法,它針對的是包括研究人員、開發者和治理參與者在內的進階讀者,並以單一視覺時間軸呈現以太坊的 L1 愿景。

它的五顆「北極星」包括:一項以秒為單位計算插槽和最終性的快速 L1;一項透過 zkEVM 和實時證明目標達成每秒 1 億 gas 的「gigagas」L1;一項將資料可用性推升至每秒 1 GB 的「teragas」L2;後量子密碼學;以及針對 ETH 轉帳的一流隱私保護。

時間線延長至 2029 年,假設每六個月約發生一次分叉。即將到來和佔位的分叉採用星際命名序列,延續以太坊的宇宙品牌傳統。

更快的插槽,相同的安全性?

今天,以太坊運行在 12 秒的時隙上。Buterin 解釋說,時隙時間將被視為一個可調參數,當對安全性的信心足夠高時,將向下調整。

他寫道:「總體來說,當我們確信安全時,會將插槽時間視為一個向下調整的參數,這與 blob 目標的校準方式類似。」

關鍵的是,他認為大部分的總體路線圖與插槽持續時間無關。「無論插槽時間是 2 秒還是 32 秒,我們都需要做大致相同的事情,」他說。

一個關鍵的推動因素是點對點(p2p)網路的改進,包括使用擦除編碼的工作。與每個 節點 從多個對等節點接收完整的區塊主體不同,區塊可以被分割成多個部分——例如,分成八個片段,其中任意四個即可重建完整的區塊。這種方法在保持冗餘的同時,降低了頻寬開銷和因慢速對等節點造成的延遲尖峰。

布特林表示,內部統計數據顯示,此架構可顯著降低第 95 百分位的區塊傳播時間,使在不犧牲安全性的情況下實現更短的時隙成為可能,僅增加協議複雜性。

重新思考證明者與插槽結構

其他變更與 ePBS、FOCIL 和快速確認規則等提案交織,引入了更複雜的插槽結構。這些功能縮小了延遲邊際,將安全最大值從大約插槽的三分之一減少至五分之一。

為抵消這種壓縮,研究人員正在探索一種設計,僅由 256 至 1,024 名隨機選出的證明者為每個時隙簽名。對於非最終確定的分叉選擇,Buterin 表示,較小的集合已足夠。較少的簽名將允許移除聚合階段,從每個時隙中節省寶貴的毫秒。

數秒內完成最終確認,而非數分鐘

如果區塊時間是節拍,最終性就是結算印章。今天,以太坊的最終性平均約為16分鐘,基於12秒的區塊時間和Gasper設計下的多個周期確認。

strawmap 提議將插槽與最終性解耦,並採用一種稱為 Minimmit 變體 的單輪最終性拜占庭容錯演算法。在最終狀態下,最終性可能落在 6 至 16 秒的範圍內。

「快速最終性更為複雜,」Buterin 承認,並補充說,即使過渡路徑具有侵入性,最終的協議可能比當前的 Gasper 系統更簡單。

他在貼文中概述的一種可能路徑,從今天的 16 分鐘逐步縮短至更短的間隔——包括亞分鐘級最終性——最終在 Minimmit 更激進的參數下達到個位數秒。

專為抗量子與 STARK 友好而設計

由於轉變範圍廣泛,Buterin 表示,最大的一步可能會與密碼學全面升級結合,包括後量子、基於雜湊的簽名和 STARK 友好的雜湊函數。

開發者正在評估針對近期關於 Poseidon2 的擔憂所提出的回應,包括增加迴圈次數、回退至 Poseidon1 或採用傳統雜湊函數如 BLAKE3。相關研究仍在進行中。

漸進式方法的一個顯著後果是,插槽級別的量子抗性可能會先於最終性級別的保護到來。在這種情況下,如果強大的量子計算機突然出現,最終性保證可能會失效,而區塊鏈本身仍會繼續運行。

一個「忒修斯之船」升級

在他總結中,布特林將這一過程描述為逐漸進行的組件替換。「預期將看到時槽時間和最終性時間的逐步減少,」他寫道,並與他所描述的以太坊時槽結構和共識的「忒修斯之船」轉型交織在一起。

簡而言之, strawmap 不是一項承諾,而是一項提議——一份詳細的藍圖,旨在引發關於以太坊基礎層應如何演進的討論。網絡能否在本十年末實現 2 秒的插槽和個位數的最終性,將取決於研究、治理以及去中心化共識這門複雜的藝術。

但方向很明確:更快的區塊、更快的結算,以及一個設計來超越硬體週期和密碼學時代的協議。

常見問題 🔎

  • 什麼是以太坊的草圖路線圖?
    草圖路線圖是一份長期的草擬路線圖,概述了截至2029年擬議的第1層升級。
  • Ethereum 的最終性能有多快?
    根據建議的變更,最終性可能從目前約 16 分鐘縮短至約 6–16 秒。
  • 什麼是以太坊的快速插槽?
    快速插槽是指將區塊時間從 12 秒縮短至低至 2 秒,尚待研究與安全驗證。
  • Strawmap 是否使以太坊具有抗量子性?
    該計劃包括遷移至基於哈希的後量子簽名,可能在完全最終性保護升級之前,使以太坊的部分內容具有抗量子性。
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