以太坊技术升级展望：The Surge 阶段解析

近期，以太坊联合创始人发布了一系列关于以太坊未来发展的文章，涵盖了多个阶段的路线图。本文将重点解读其中的第二部分 The Surge，探讨以太坊如何提升可扩展性并实现长期发展。

以太坊的核心愿景

以太坊致力于成为去中心化互联网的基础设施。通过智能合约的自动执行，以太坊支持复杂的去中心化应用程序开发，成为开发者构建 DeFi、NFT 等项目的首选平台。

然而，以太坊在可扩展性方面存在局限。目前每秒仅能处理 15-30 笔交易，与传统支付网络相比差距巨大。这导致网络拥堵时 gas 费用高昂，制约了以太坊成为全球基础设施的能力。The Surge 阶段正是为解决这一问题而设计。

The Surge 的主要目标包括:

• 实现 L1+L2 每秒 10 万次以上交易处理能力
• 保持 L1 的去中心化和稳健性
• 确保部分 L2 完全继承以太坊核心属性
• 最大化 L2 间的互操作性，打造统一生态系统

以 rollup 为中心的未来

The Surge 计划通过 L2 解决方案大幅提高可扩展性，其中 rollup 是关键组成。以太坊 L1 专注于成为强大且去中心化的基础层，而 L2 则承担扩展生态系统的任务。

Rollup 在链下打包交易后提交至主网，在保持安全性和去中心化的同时显著提高吞吐量。这将使以太坊能够在不损害去中心化精神的前提下处理全球规模的应用程序。

目前，以 rollup 为中心的路线图已取得重要进展。随着 EIP-4844 blobs 推出，以太坊 L1 的数据带宽大幅增加，多个 EVM rollup 已进入初期阶段。每个 L2 作为独立分片存在，实现了分片的多样化。

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 的另一个关键技术，旨在解决数据可用性问题。DAS 允许节点在不访问完整数据的情况下验证数据，从而提高可扩展性和效率。

DAS 主要包括 PeerDAS 和 2D DAS 两种形式。PeerDAS 有望增强 rollup 的安全性。2D DAS 则在 blob 内部和之间进行随机抽样，利用 KZG 承诺的线性属性扩展区块中的 blob 集。

借助 DAS，以太坊可以处理更大量的数据，实现更快速、更经济的 rollup，同时不损害去中心化。未来还需要进一步完善 2D DAS，证明其安全属性。

Plasma 和其他解决方案

除了 Rollup，早期提出的 Plasma 也是一种 L2 扩展方案。Plasma 创建子链独立处理交易，并定期向主网提交摘要。即使数据可用性出现问题，用户仍可通过提取可用的最新状态来恢复资产。

尽管 Plasma 的开发进度落后于 rollup，但仍被视为以太坊可扩展性工具包的重要组成部分。此外，改进数据压缩技术和加密证明也有助于进一步提高 rollup 和其他 L2 解决方案的效率。

跨 L2 互操作性改进

当前 L2 生态系统面临的主要挑战之一是跨 L2 互操作性较弱。改进方向包括:

1. 在地址中包含链信息，简化跨 L2 发送流程
2. 标准化跨链支付请求
3. 开发跨链兑换和 Gas 支付的标准协议
4. 扩展轻客户端验证至 L2
5. 实现共享代币桥理念
6. 允许 L2 与 L1 之间或多个 L2 之间的同步调用

这些改进不仅涉及技术问题，还需要 L2、钱包和 L1 各方的协作。

继续扩展以太坊 L1

扩展以太坊 L1 本身也十分重要。主要策略包括:

1. 改进技术以提高 L1 验证效率，进而提高 Gas 限制
2. 降低特定操作成本，在不增加风险的情况下提高平均容量
3. 实现原生 Rollups，创建多个并行的 EVM 副本

这些策略各有利弊，需要权衡取舍。

去中心化和安全性

在追求可扩展性的同时，以太坊坚持保持去中心化。Rollup 和 DAS 被视为增加容量同时维持去中心化的方法。与某些高性能区块链不同，以太坊的扩展策略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，特别是在广泛采用阶段。

The Surge 的前景展望

The Surge 完成后，以太坊有望实现可扩展、去中心化、安全和可持续的发展。这一愿景不仅包括通过 rollup 和 DAS 扩展 L1，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。

尽管面临诸多挑战，但如果以太坊能够克服这些障碍，它将巩固其作为 Web3 核心的地位。以太坊专注于在不牺牲去中心化的前提下实现可扩展性，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。