以太坊協議未來可能發展的方向：繁榮階段

以太坊協議未來的發展方向被稱爲"繁榮"階段。這個階段主要關注一些細節性的改進,但這些改進對以太坊的成功至關重要。繁榮階段的主要目標包括:

• 將 EVM 優化爲高性能和穩定的"最終狀態"
• 在協議層引入帳戶抽象,讓所有用戶都能使用更安全便捷的帳戶
• 優化交易費用經濟模型,提高可擴展性的同時降低風險
• 探索先進的密碼學技術,爲以太坊長期發展奠定基礎

EVM 改進

當前 EVM 改進路線圖的第一步是 EVM 對象格式(EOF)。EOF 是一系列 EIP,定義了一個新的 EVM 代碼版本,具有多項新特性:

• 代碼與數據分離
• 禁止動態跳轉,只允許靜態跳轉
• EVM 代碼無法觀察燃料相關信息
• 添加了顯式子例程機制

舊式合約將繼續存在並可創建,但最終可能會被逐步棄用。新式合約將受益於 EOF 帶來的效率提升。

在 EOF 之後,進一步的升級變得更加容易。目前發展最成熟的是 EVM 模塊算術擴展(EVM-MAX)。EVM-MAX 爲模運算創建了一組新的操作碼,並將其放在一個獨立的內存空間中。

另一個想法是將 EVM-MAX 與單指令多數據(SIMD)特性結合。SIMD 可用於加速多種形式的密碼學運算。

帳戶抽象

帳戶抽象的核心是允許智能合約發起交易,而不僅僅是外部擁有帳戶(EOA)。主要挑戰在於如何以一種對去中心化網路友好的方式實現這一點,並防範拒絕服務攻擊。

經過多年努力,最終得出了一個解決方案:ERC-4337。ERC-4337 將用戶操作的處理分爲驗證和執行兩個階段,以防止多重失效攻擊。

最近的發展是將帳戶抽象寫入協議中,如 EIP-7701。這種方法允許帳戶擁有單獨的驗證代碼部分,如果設置了該代碼,則在交易驗證步驟中執行。

EIP-1559 改進

EIP-1559 於 2021 年在以太坊上激活,顯著改善了平均區塊包含時間。但當前實施仍存在一些不完美之處:

1. 公式略有缺陷,目標不是精確的 50% 的區塊。
2. 在極端情況下調整不夠迅速。

解決這些問題的一個方案是多維 Gas:爲不同資源設定不同的價格和限制。EIP-7706 引入了一種新的 gas 維度,專門針對 calldata。

可驗證延遲函數(VDFs)

可驗證延遲函數是一種只能順序計算的函數,無法通過並行化加速。VDF 可以用作更穩健的隨機性來源,解決當前 RANDAO 機制中每個提議者有"1 位操控權"的問題。

VDF 的主要風險是意外優化:有人發現以比預期更快的速度運行該函數。目前,尚未找到一種 VDF 構造能夠完全滿足以太坊研究人員在所有方面的要求。

高級密碼學:混淆和一次性籤名

不可區分混淆允許創建"加密程序",執行任意計算,同時隱藏程序的所有內部細節。量子一次性籤名則是一種更強大的技術,但依賴於每個人都擁有量子計算機。

這些高級密碼學技術可以爲以太坊帶來更強大的安全性和隱私保護,但目前仍處於理論階段,距離實際應用還有很長的路要走。

總的來說,"繁榮"階段將致力於優化以太坊的各個細節,爲其長期發展奠定堅實基礎。這些改進雖然看似微小,但對於以太坊生態系統的整體健康和未來潛力至關重要。