以太坊的统一架构

中级Apr 22, 2024
虚拟机作为智能合约区块链的大脑,定义了从区块到区块计算有效状态的规则,并为执行智能合约提供运行环境。
以太坊的统一架构

从2015年到2017年,比特币经历了一场被称为“区块大小战争”的内部冲突。这是比特币历史上的一个转折点,硬核支持者围绕着他们各自认为正确的比特币网络扩容策略展开激烈争论,目的是确保网络能够随着时间的推移满足需求的增长。

这场辩论的双方被称为大区块支持者(Big Blockers)和小区块支持者(Small Blockers)。

  • 大区块支持者主张将比特币区块的原始大小从1 MB增加到8 MB。这将使比特币交易的吞吐量提高8倍,同时降低交易成本。
  • 小区块支持者则主张保持区块大小不变,他们认为增加区块大小会破坏比特币的去中心化,使得普通用户运行和验证比特币区块链变得更加困难。

最终,小区块支持者提出了一种名为SegWit(隔离见证)的替代方案,这种方案优化了一个区块内可以容纳的交易数量,而不是直接增加区块大小。SegWit还为在比特币核心协议之外的扩展解决方案,也就是第二层(Layer 2)扩展打开了大门。

小区块支持者希望通过两种方式实现扩展:

  1. 增加区块密度,允许更多交易在相同的空间内完成
  2. 为分层扩展策略开辟道路,为功能性的链下扩展解决方案创造空间

因此,这就是辩论的焦点:我们是应该增加区块的大小?还是应该保持区块的限制,并强迫扩展到更高的层次?


现代大区块支持者与小区块支持者之争

区块大小的辩论一直回响在加密货币历史的走廊中,直到今天仍在持续。

我们不再将这些团体称为大区块支持者或小区块支持者;如今,人们更倾向于识别更现代的部落,通常由特定的一级链(L1)定义。尽管如此,这两个阵营表达的不同哲学观点可以在每一个L1部落的文化和信仰体系中找到,无论他们是否意识到。

在现代,小区块支持者与大区块支持者的辩论体现在以太坊与Solana的争论中。

🟣 Solana阵营认为,以太坊过于昂贵和缓慢,无法将世界带入链上。消费者不会使用加密货币,直到交易瞬间完成且免费,我们需要在L1中尽可能多地增加容量。

🔵 以太坊阵营则认为这是对去中心化和可信中立性的根本妥协,它创造了一个固定的赢家和输家名单,并最终产生了我们试图摆脱的相同的社会-财务阶层划分。相反,我们应该专注于增加L1区块的密度和价值,并将扩展强制到L2层。

这场辩论并不新鲜。加密货币领域不断变化、适应和发展,但关于小区块与大区块哲学的辩论始终如一。

精细与原始区块

以太坊最初的创新之处在于在区块链中加入了一台虚拟机。在以太坊之前的所有链条都缺少这一关键元素,而是试图将功能作为各个操作码(op-codes)加入,而不是一个完全表达的虚拟机。

早期的比特币支持者并不赞同这种选择,因为它增加了系统的复杂性和攻击面,同时也提高了区块验证的难度。

尽管比特币和以太坊都是“小区块”哲学的链条,虚拟机的增加范围仍然在这两个社区之间造成了巨大的分歧。快进到今天,你可以清楚地看到现代区块链哲学中一些最大部落的明确分界线。

‘区块大小’包含两个变量:区块的大小和每单位时间的区块数量。区块大小实际上是‘吞吐量’或‘每秒数据量’。

虽然这种看法可能会被困在2024年,但我看到这四个L1区块链占据了L1架构中四种不同类型的合理逻辑结论。

  • 比特币是高度受限的,不惜一切代价限制L1的能力。
  • 以太坊在L1上有足够的限制,但增加了L1的功能,以便在L2上创造不受限制的区块供应的空间。
  • Celestia限制了其L1的能力,但最大化了其容量,迫使更多的功能推向L2,但为它们提供了最大的建设空间(因此有了“Build Anything”(可构建任何东西)的口号)。
  • Solana是高度不受限的,最大化了L1的容量和功能,同时限制了构建更高层的能力。

功能逃逸速度

我的加密投资论点是,设计中同时融合了小区块和大区块理念的区块链将最终赢得加密货币的权力游戏。

小区块支持者和大区块支持者都是正确的。他们都有合理的观点。争论谁是对的没有意义——重点是要构建一个能够最大化两者优势的系统。

比特币的架构无法同时适应大区块支持者和小区块支持者。比特币的小区块支持者声称扩展将在第二层发生,并将大区块支持者引向闪电网络,以便他们仍然可以在比特币系统中作为比特币用户存在。但是,由于比特币第一层的功能限制,闪电网络未能获得推动力,大区块支持者无处可去。

2019年,Vitalik的一篇题为“基础层与功能逃逸速度”的文章阐述了这些相同的情况,并主张最小化地增加第一层的功能,以便能够产生功能性的第二层。

“虽然第一层不能太强大,因为更大的力量意味着更大的复杂性,从而导致更大的脆弱性,但第一层也必须足够强大,以便人们希望构建的位于其上的第二层协议首先成为可能。”

“保持第一层简单,通过第二层来补偿”并非区块链可扩展性和功能性问题的普遍答案,因为它没有考虑到第一层区块链本身必须具备足够的可扩展性和功能性,这样‘在其上构建’才真正成为可能。

我的总结:

我们需要扩大第一层(L1)区块的范围,超出“小区块极端主义”,以确保第二层(L2)能够实现“功能逃逸速度”。

我们需要区块的复杂化。

我们不应将第一层区块的范围扩大到达到“第二层功能逃逸速度”之后,因为这会不必要地妥协第一层的去中心化和公信力。任何额外的第一层实用性都可以推向第二层。

我们应该保持小区块理念。

这代表了双方的妥协。小区块支持者必须接受他们的区块变得更复杂和(边际上)更难验证,大区块支持者必须接受分层扩展方法。

一旦达成这种妥协,协同效应就会显现。

以太坊 L1 – 信任之根

以太坊是一个信任的根基。

以太坊L1通过利用密码学的进步保持其小区块理念,从而在更高层次产生功能逃逸速度。通过接受来自更高层的欺诈证明和有效性证明,以太坊能够将无限的交易压缩成一个易于验证的数据包,然后由分散的消费者硬件网络进行验证。

这种设计架构保留了加密行业对社会的基本承诺。普通的验证者Joe可以检查专家和精英的权力。每个人都可以平等地访问系统。没有人是特权方。没有人被神圣化。

加密行业作出了哲学承诺,而以太坊通过密码学研究和传统的工程技术将这一哲学变为现实。

想象一下,底层是小区块,顶层是大区块,即在L1层是去中心化的、公信力强的、消费者可验证的区块,而在L2层是高可扩展的、即时的、低成本的交易!

以太坊没有将小区块、大区块连续体视为一个水平的权衡光谱,而是垂直翻转这一连续体,在安全且去中心化的小区块基础上构建大区块结构。

以太坊是大区块Cosmos中的小区块锚。以太坊使得1000个大区块网络得以发展,从一个连贯且可组合的生态系统中,协同作用得以盛开,与许多L1的碎片化形成对比。

Cosmos:失落的部落

那么,Cosmos在这一论点中如何定位呢?Cosmos并不坚持任何与网络设计严格对齐的原则。毕竟没有所谓的“Cosmos”网络——Cosmos只是一个概念。

这一概念是一个由主权链组成的互联网络。单个链拥有最大的、不受妥协的主权,并且通过共享技术标准,能够在一定程度上团结在一起,抽象化它们的复杂性。

Cosmos的问题在于它非常根本地致力于主权,以至于Cosmos链条未能足够协调和结构化,以分享彼此的成功。过度重视主权导致Cosmos概念无法扩展。最大化主权意外地优化了无政府状态。没有中央协调结构,Cosmos概念仍然只是一个小众的诱惑点。

主权逃逸速度

类似于Vitalik提出的“功能逃逸速度”概念,我相信也存在一个“主权逃逸速度”现象。为了使Cosmos概念真正扎根并繁荣,它需要在网络主权上做出边际妥协,以最大化其潜力。

Cosmos概念和以太坊L2愿景基本上是同一回事。一个由独立、拥有主权的链条组成的水平景观,它们可以自由选择自己的命运。

通过《哈利·波特》中的“坚不可摧的誓言”场景

核心区别在于以太坊L2s牺牲了部分主权给以太坊L1,通过在它们的L1桥接合约上发布状态根。这一小改变使得之前的内部操作外化,通过选择一个中央L1来结算它们的本土桥接。

通过扩展L1通过加密证明的安全和结算保证,从以太坊基础上产生的无限L2实际上成为同一全球结算网络。这是小区块和大区块哲学之间非凡协同效应盛开的地方。

协同效应#1:链安全

L2链条无需为自身的经济安全支付费用,从而消除了其基础资产的一个主要通胀来源,保留了其各自代币价值中的3-7%的年度通胀。

以Optimism为例:在其140亿美元的FDV和假设的5%年度安全预算下,实际上每年节省了7亿美元,这些钱原本将支付给第三方外部安全提供者。实际上,过去一年Optimism主网向以太坊L1支付了5700万美元的天然气费,这一数据是在4844号提案实施前测量的,该提案将L2费用降低了超过95%!

经济安全的成本降至零,留下数据可用性(DA)作为L2网络唯一有意义的持续运营成本。由于数据可用性成本也接近零,L2的净成本也接近零。

通过为L2创造可持续性,以太坊可以根据市场需求释放任意数量的链条,从而创造出比宇宙模型更多的总链主权。

Conduit.xyz每月可为您构建一个链条,费用为3000美元。

协同效应#2:可组合性

L2的客户获取成本也变得边缘化,因为对L1的加密证明的结算提供了所有L2之间的可信连接。通过保留L1的结算保证,用户可以在L2景观中导航,无需对每个接触的链条“踢轮胎”。自然地,用户无论如何都不会进行这种活动,而是提供链抽象服务的服务提供商(桥接、意图填充器、共享排序器等)可以在他们对构建业务基础的安全保证毫不妥协的情况下提供更强大的服务。

随着越来越多的L2上线,每个L2都会吸引自己的边际用户到更大的以太坊生态系统中,创造一个用户的共享节日。由于所有L2都将其用户添加到堆中,随着网络的增长,以太坊用户的总“堆”变得更大,使边际L2更容易找到足够的用户。

以太坊因被视为“碎片化”而受到批评,这实际上与它的真实情况完全相反,因为以太坊是唯一通过加密证明将其他主权链条缝合在一起的网络。相比之下,许多L1空间是完全且彻底的碎片化——而以太坊的L2空间只是由延迟导致的碎片化。

协同效应#3:计价单位

所有这些优势都汇集到ETH资产的Schelling点上。围绕以太坊生态系统的网络效应越多,ETH作为货币的尾风就越强。

ETH成为其所有L2网络的计价单位,因为每个L2网络通过将安全集中到以太坊L1中而产生规模经济。

简而言之,ETH成为货币,这是以太坊作为不断增长的结算网络功能的结果。

结论

以太坊项目旨在追求一个统一的架构,涵盖最广泛的可能用例。它是一个旨在全能的网络。

这种小而强大的L1与L2结合,是开放最宏伟设计空间所需的基础。一个早期的比特币支持者的老生常谈是:“如果它有用,最终将在比特币上构建。”我完全相信这个概念,只是把网络换成了以太坊,因为这正是以太坊被优化的目的。

加密行业的价值在L1得以保存。

去中心化、抗审查、无需许可以及可信中立。如果这些能在L1保存,则它们可以在无限数量的L2中功能性地延伸,这些L2通过密码学与L1绑定。

在加密界的权力游戏中,中央以太坊投资论点是,任何替代的L1要么可以作为L2更好地构建,要么可以作为L1的功能集成入。

你想要光速的共识吗?作为L2会更快。

你想要一个完全私有的区块链吗?作为L2会更有效。

作为一个区块链的DA?为什么不直接镶嵌在L1。

最终,一切都成为以太坊树上的一个分支。

感谢Sam Hart, Mike Ippolito和Justin Drake对本文的审阅和改进!

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