以太坊技術升級展望：The Surge 階段解析

近期，以太坊聯合創始人發布了一系列關於以太坊未來發展的文章，涵蓋了多個階段的路線圖。本文將重點解讀其中的第二部分 The Surge，探討以太坊如何提升可擴展性並實現長期發展。

以太坊的核心願景

以太坊致力於成爲去中心化互聯網的基礎設施。通過智能合約的自動執行，以太坊支持復雜的去中心化應用程式開發，成爲開發者構建 DeFi、NFT 等項目的首選平台。

然而，以太坊在可擴展性方面存在局限。目前每秒僅能處理 15-30 筆交易，與傳統支付網絡相比差距巨大。這導致網路擁堵時 gas 費用高昂，制約了以太坊成爲全球基礎設施的能力。The Surge 階段正是爲解決這一問題而設計。

The Surge 的主要目標包括:

• 實現 L1+L2 每秒 10 萬次以上交易處理能力
• 保持 L1 的去中心化和穩健性
• 確保部分 L2 完全繼承以太坊核心屬性
• 最大化 L2 間的互操作性，打造統一生態系統

以 rollup 爲中心的未來

The Surge 計劃通過 L2 解決方案大幅提高可擴展性，其中 rollup 是關鍵組成。以太坊 L1 專注於成爲強大且去中心化的基礎層，而 L2 則承擔擴展生態系統的任務。

Rollup 在鏈下打包交易後提交至主網，在保持安全性和去中心化的同時顯著提高吞吐量。這將使以太坊能夠在不損害去中心化精神的前提下處理全球規模的應用程序。

目前，以 rollup 爲中心的路線圖已取得重要進展。隨着 EIP-4844 blobs 推出，以太坊 L1 的數據帶寬大幅增加，多個 EVM rollup 已進入初期階段。每個 L2 作爲獨立分片存在，實現了分片的多樣化。

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 的另一個關鍵技術，旨在解決數據可用性問題。DAS 允許節點在不訪問完整數據的情況下驗證數據，從而提高可擴展性和效率。

DAS 主要包括 PeerDAS 和 2D DAS 兩種形式。PeerDAS 有望增強 rollup 的安全性。2D DAS 則在 blob 內部和之間進行隨機抽樣，利用 KZG 承諾的線性屬性擴展區塊中的 blob 集。

借助 DAS，以太坊可以處理更大量的數據，實現更快速、更經濟的 rollup，同時不損害去中心化。未來還需要進一步完善 2D DAS，證明其安全屬性。

Plasma 和其他解決方案

除了 Rollup，早期提出的 Plasma 也是一種 L2 擴展方案。Plasma 創建子鏈獨立處理交易，並定期向主網提交摘要。即使數據可用性出現問題，用戶仍可通過提取可用的最新狀態來恢復資產。

盡管 Plasma 的開發進度落後於 rollup，但仍被視爲以太坊可擴展性工具包的重要組成部分。此外，改進數據壓縮技術和加密證明也有助於進一步提高 rollup 和其他 L2 解決方案的效率。

跨 L2 互操作性改進

當前 L2 生態系統面臨的主要挑戰之一是跨 L2 互操作性較弱。改進方向包括:

1. 在地址中包含鏈信息，簡化跨 L2 發送流程
2. 標準化跨鏈支付請求
3. 開發跨鏈兌換和 Gas 支付的標準協議
4. 擴展輕客戶端驗證至 L2
5. 實現共享代幣橋理念
6. 允許 L2 與 L1 之間或多個 L2 之間的同步調用

這些改進不僅涉及技術問題，還需要 L2、錢包和 L1 各方的協作。

繼續擴展以太坊 L1

擴展以太坊 L1 本身也十分重要。主要策略包括:

1. 改進技術以提高 L1 驗證效率，進而提高 Gas 限制
2. 降低特定操作成本，在不增加風險的情況下提高平均容量
3. 實現原生 Rollups，創建多個並行的 EVM 副本

這些策略各有利弊，需要權衡取舍。

去中心化和安全性

在追求可擴展性的同時，以太坊堅持保持去中心化。Rollup 和 DAS 被視爲增加容量同時維持去中心化的方法。與某些高性能區塊鏈不同，以太坊的擴展策略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，特別是在廣泛採用階段。

The Surge 的前景展望

The Surge 完成後，以太坊有望實現可擴展、去中心化、安全和可持續的發展。這一願景不僅包括通過 rollup 和 DAS 擴展 L1，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。

盡管面臨諸多挑戰，但如果以太坊能夠克服這些障礙，它將鞏固其作爲 Web3 核心的地位。以太坊專注於在不犧牲去中心化的前提下實現可擴展性，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。