以太坊技術升級前景解析：The Surge

近期，以太坊聯合創始人提出了關於以太坊協議未來發展的一系列構想，涵蓋了多個階段。本文將重點解讀其中的第二部分 The Surge，這一階段主要聚焦於以太坊的可擴展性和長期發展規劃。

以太坊的核心願景

以太坊的本質目標是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，以太坊支持了復雜的去中心化應用程式，這種靈活性使其成爲開發者構建DeFi、NFT等應用的首選平台。

然而，以太坊在可擴展性方面存在明顯局限。目前以太坊主網每秒僅能處理15-30筆交易，與傳統支付網絡相比差距巨大。這導致網路擁堵時期交易費用高昂，限制了以太坊成爲全球基礎設施的潛力。The Surge正是爲解決這一問題而設計。

The Surge的主要目標包括：

• 實現以太坊主網和二層網絡合計每秒10萬+交易處理能力
• 保持主網的去中心化和穩健性
• 確保部分二層網路完全繼承以太坊的核心特性
• 最大化二層網路之間的互操作性，構建統一生態系統

以 rollup 爲核心的擴展方案

The Surge計劃主要通過二層解決方案來提升可擴展性，其中rollup技術是關鍵。這一策略將以太坊主網定位爲強大且去中心化的基礎層，而將擴展任務交由二層網路承擔。

Rollup技術在鏈下打包交易，再將結果提交至主網，在保證安全性和去中心化的同時，顯著提高了吞吐量。據估計，rollup有望將以太坊的交易處理能力提升至每秒10萬筆以上，這將是革命性的進步。

今年rollup技術取得了重要進展：隨着EIP-4844的推出，以太坊主網的數據帶寬大幅提升；多個基於以太坊虛擬機的rollup項目也已進入初始階段。每個二層網路都作爲獨立分片存在，實現了分片的多樣化。

數據可用性採樣技術進展

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。在去中心化網路中，所有節點都能驗證數據而無需存儲或下載全部內容，這一點至關重要。

DAS允許節點在不訪問完整數據集的情況下驗證數據，從而提高可擴展性和效率。目前主要有兩種形式的DAS：PeerDAS和2D DAS。PeerDAS有望增強rollup的安全性。2D DAS不僅在數據塊內部隨機採樣，還在數據塊之間進行採樣。

借助DAS，以太坊可以處理更大量的數據，實現更快速、更低成本的rollup，同時不影響去中心化程度。未來還需要進一步優化2D DAS，並證明其安全屬性。

Plasma 和其他擴展方案

除了Rollup，早期提出的Plasma也是一種重要的二層擴展方案。Plasma創建獨立的子鏈處理交易，定期向主網提交摘要。即使數據可用性出現問題，用戶仍可通過提取最新可用狀態來恢復資產。

雖然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和其他二層方案的效率。

跨二層網路互操作性改進

當前二層生態系統面臨的主要挑戰是跨網路互操作性較弱。改進方向包括：

• 在地址中包含鏈信息，簡化跨網路發送流程
• 標準化跨鏈支付請求格式
• 開發跨鏈兌換和Gas支付的標準協議
• 提供輕客戶端，增強用戶對二層網路的驗證能力
• 實現共享代幣橋，降低跨網路轉帳成本
• 允許多個二層網路之間的同步調用，提高DeFi效率

這些改進不僅涉及技術問題，還需要二層網路、錢包和主網之間的協作。

繼續擴展以太坊主網

擴展以太坊主網本身也具有重要價值。主要策略包括：

1. 改進技術以提高主網驗證效率，進而提升Gas限制
2. 降低特定操作成本，在不增加風險的前提下提高平均容量
3. 實現原生Rollup，即創建多個並行的以太坊虛擬機

這些策略各有優劣，需要權衡取舍。

去中心化和安全性

在擴展過程中，保持去中心化是以太坊的核心原則。與一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，真正實現去中心化。

隨着以太坊向以rollup爲中心的未來發展，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，特別是在這些技術被廣泛採用時。

The Surge 的前景展望

The Surge完成後，以太坊有望實現高度可擴展、去中心化、安全和可持續的目標。這一願景不僅包括通過rollup和DAS擴展主網，還包括改進共識算法、優化開發工具以及培育繁榮的去中心化應用生態系統。

盡管面臨諸多挑戰，如大規模實施rollup、確保二層解決方案安全性等，但如果以太坊能夠克服這些障礙，它將鞏固其作爲Web3核心基礎設施的地位。在快速發展的區塊鏈領域，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。The Surge的成功可能在未來幾年再次改變區塊鏈技術格局。