Vitalik 對比比特幣白皮書與以太坊 2015、2025、2030 三階段,指出未來以太坊將內建零知識證明、多角色共建區塊,Hegota 可能是最後一次「常規硬分叉」,屆時以太坊不再是區塊鏈,而是密碼學世界電腦。
(前情提要:一位以太坊開發者的六大控訴:ETH 敗給的不是對手是自己)
(背景補充:Vitalik 發起懸賞「離線手機研究用 AI」:現行版本進步很多!但還不如筆電)
區塊鏈這個詞,可能很快就配不上以太坊了。Vitalik Buterin 在最新文章中定調,以太坊正從中本聰設計的單一帳本,進化為融合 ZK 驗證、PoS 與去中心化鏈下元件的「密碼學世界電腦」;他更預告 Hegota 將是最後一次常規硬分叉,之後每一場升級都是質變:

我們把以太坊稱作「一條區塊鏈」,彷彿它在本質上和 Satoshi Nakamoto 於 2009 年建立的比特幣屬於同類技術。二者在很多方面確實相似,即便是未來依照 Strawmap 規劃搭建的「精簡以太坊」,也保留了區塊鏈的核心特徵。但這項技術過去十五年早已面目全非,未來三年還會繼續演化。到那時,將以太坊正在演進的形態稱作一種性質完全不同的系統,會是十分合理的說法。
現在的以太坊具備通用運算、權益證明、零知識證明應用,還有負責擴容與隱私的二層網路。未來的以太坊,其計算能力可以在極致擴容性與完整通用性之間靈活調節;擁有多種多方參與的區塊構建模式,經過深度最佳化的權益證明,並且零知識證明將內建到底層協議,承擔核心作用。
白皮書每一章,都被以太坊改寫
本文將從技術層面以及使用者可獲得的系統特性層面,梳理 2010 年代的區塊鏈和 2030 年區塊鏈之間一些最重要的根本性差異。
先回頭逐段拆解比特幣白皮書,對照以太坊的演進,分別用黃色代表 2015 年、綠色代表 2025 年、藍色代表 2030 年的以太坊。
下圖改繪自中本聰比特幣論文的交易架構,它展示經典的鏈式簽名轉賬模型,並標註新方案可在鏈下聚合簽名,上鍊僅提交單條記錄,還常以零知識證明替代傳統簽名。
從 PoW 到 PoS:出塊權不再屬於單一礦工
這張圖對比比特幣 PoW 機制與以太坊 2022 年後 PoS:原來靠不斷迭代 nonce 尋找滿足條件雜湊、由單一參與者產出區塊,現在改用驗證者簽名,未來還將藉助 FOCIL 實現多角色分權共建區塊,交易相關的簽名、證明等元件會在記憶體池拆分聚合。
這張圖摘錄比特幣白皮書的網路執行六步流程,並指出其原生設計缺少記憶體池聚合、分散式區塊構建、傳送方匿名化等能力,同時說明以太坊 PoS 與 PeerDAS 的改進:區塊構建與分叉選擇分離,節點只需下載區塊一小部分,依靠並行證明降低共識延遲。
此圖對比比特幣白皮書提出的梅克爾樹剪枝方案與以太坊新儲存策略:比特幣可刪除已花費交易釋放硬碟空間,而未來以太坊透過狀態與歷史分離、SNARK 證明進一步減少儲存,還引入分散式狀態儲存與多樣化儲存介質最佳化。
ZK 內建底層:隱私與擴容不再是二選一
這張圖解讀比特幣白皮書的隱私思路:僅依靠公鑰匿名只能隱藏身份但交易金額公開,該方案在現代資料分析下並不足夠,而 ZK‑SNARK、FOCIL 與 EIP‑8288 能構建更強可程式設計隱私,同時還需要解決查詢讀取隱私與網路廣播隱私的問題。
白皮書幾乎每一章都會迎來劇烈改寫。為了精簡內容,我們整理成下表:
區塊鏈這一概念所包含的幾乎所有核心屬性,要麼已經發生根本性改變,要麼即將迎來底層變革:
- 驗證機制:下載並重執行 → PeerDAS 取樣與 SNARK 驗證
- 共識機制:工作量證明 → 權益證明 → 深度最佳化後的權益證明
- 區塊構建許可權:單一礦工生成區塊 → 多方共同構建區塊
套句 AI 的說法,唯一客觀可信的結論(好啦,就是核心觀點):像完成精簡升級後的以太坊這類現代加密網路,被叫做「區塊鏈」很大程度只是出於歷史原因。實際上,它是一套混合架構,融合兩大體系:
- 中本聰的核心理念
- 歷經五十年學術研究誕生的全新強大密碼學工具,這些技術在 2009 年要麼尚未問世,要麼還不成熟
加密體系裡究竟藏著多少密碼學?2009、2020、2030 三年對比
去中心化不是負擔,反而成為效能武器
密碼學不是唯一關鍵領域。形式化驗證、資料庫理論、P2P 網路理論改進、資訊論、經濟學等領域同樣重要。但這些技術,都可以相容這套基礎邏輯:所有人嘗試生成包含有效工作量證明的下一區塊,某一人成功生成後進行廣播,其餘所有人下載區塊並重新執行,迴圈往復。密碼學層面的變革則完全不同。
Hegota 之後,再無「常規硬分叉」
這些改變對使用者來說代表什麼? 最重要的結論是,使用者需要權衡取捨的維度正在發生翻天覆地的變化:
開發應用時,計算結構變得至關重要。在簡單區塊鏈裡,一位元組就是一位元組,一單位 Gas 就是一單位 Gas。而在未來架構中:如果你把全部計算塞進一段難以拆解、序列執行的單一交易,同等計算量的成本會高出很多;但如果將計算拆分為封裝良好、支援並行或可提前裁剪的獨立任務,最好在交易送入最終區塊前完成預處理,成本就會顯著下降。這會改變開發者的激勵導向,久而久之,所有以太坊應用的架構都會隨之變化:長期來看,我們或許會形成一套新的程式設計範式 —— 只有描述非交換狀態變更和執行順序的核心資訊才上鍊,其餘所有資料在納入區塊之前就完成聚合。
把計算組織好,區塊鏈才能更專注於核心工作
密碼學世界電腦:帳本時代正式結束
或許最重大的轉變在於:網路的去中心化屬性,不再僅僅是為換取安全與穩健而承受的效能負擔;在部分有限場景下,去中心化本身甚至能成為效能層面的優勢。去中心化網路可以並行儲存海量資料;大量計算可以並行執行,很多計算直接在交易記憶體池中完成。在部分場景,去中心化還能提升隱私性,因為只有去中心化網路可以有效隱藏後設資料(例如資料和請求的來源)。
早在 2010 年代中期,這就是以太坊早期願景:去中心化不只是為提升穩健性,更要用來提升擴容能力。中心化系統可以透過在多個參與者之間拆分任務提升效能,區塊鏈同樣可以。當年這個構想無法落實,核心短板就是驗證機制。任務拆分之後,你必須驗證每一份子任務都被正確執行。早期方案嘗試透過隨機抽樣委員會解決問題,但都遇到同一個瓶頸:第一,委員會部署複雜、成本高,還會顯著增加延遲;第二,一旦委員會失效,沒有補救手段。如今依託現代密碼學,這個難題已經解決,這套方案帶來的額外開銷還在逐月下降。
去中心化有望改善效能的另一個值得關注方向是延遲。以太坊本身的延遲永遠無法比肩中心化伺服器,但搭建在以太坊之上的基礎設施可以做到。
總的來說,在使用者與主鏈之間搭建一層強大的去中心化中間層(這一層本身並非區塊鏈),能夠極大增強以太坊能力,同時不會破壞底層區塊鏈的核心特性。
放眼更遠未來,以太坊還可能迎來新一輪變革 ——程式混淆(iO)或許會興起。這一領域的終極目標:成熟可用的混淆技術可以消除隱私與通用性之間的權衡。你可以在完全安全加密的形態下,實現由不限數量(非同步)參與者參與的全通用計算。即便是弱化版本的混淆技術,也有很多落實場景,例如加密交易記憶體池。但本文提出的所有結論,在這項技術落實之前就已經成立。
這就是密碼學世界電腦:以太坊不再只是帳本,任由開發者隨意寫入計算任務與資料並執行;新架構將區塊鏈、密碼學隱私、密碼學驗證,搭配強大的去中心化鏈下元件融為一體。
完整落實這套設計依然存在大量挑戰。讓零知識證明足夠高效、足夠安全並不容易,但它屬於封裝式複雜問題,目前已經藉助 AI 工具大規模最佳化。更棘手、系統性複雜度更高的難題,高機率是海量狀態的管理與並行訪問。目前已經湧現不少解決方案思路,只是還需要持續打磨,尤其是當我們進一步瞭解未來將會執行哪些應用之後。
檢視 Strawmap 路線圖可以發現,計劃於明年上線的 Hegota 硬分叉,高機率是以太坊最後一次「常規硬分叉」,它的功能與技術,對於 2015 年的開發者來說依然熟悉。在 Hegota 之後的所有升級,都會包含遞迴 STARK、自動化形式化驗證、高度最佳化的共識演算法,以及全系統抗量子改造。PeerDAS 的落實,標誌以太坊開啟轉型:從單純的區塊鏈,進化為能力強大得多的系統。Hegota 升級之後,這場轉型將成為以太坊發展的主線。最終目標:實現一套高安全計算體系,相比上一代技術,更廉價、擴充套件性更強、隱私保護更好。這,就是密碼學世界計算機。
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