编译：OpenBuild
以太坊路线图更新
2023 年 12 月 30 日，以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 在 X 社交网络上分享了以太坊 2024 年路线图，详细介绍了以太坊网络的升级和活动。
这个新版本和以前的差别并不大。他说，以太坊的技术路线已经很稳定了，所以变化不大。
以太坊 2024 年的路线图主要强调了创新、可扩展性和去中心化这些关键的特点。通过实现了 PoS 共识这个重大的变化，以太坊将会更稳固的成为领先的区块链平台，以满足全球用户群体不断发展的需求。
这次的路线图围绕着六个核心元素来设计的，具体如下：
The Merge, The Surge, The Scourge, The Verge, The Purge, The Splurge。
合并 (The Merge)
这一部分早在 2022 年 9 月就实现了，以太坊的共识机制从工作量证明（PoW）转变成权益证明（PoS），这样一来，可以降低网络的能源消耗，提高区块链的效率和可扩展性。
单时隙最终确定（SSF）在合并后的权益证明（PoS）改进中扮演着很重要的角色，这是解决当前以太坊 PoS 设计的弱点的最佳途径。
SSF 认为：目前的以太坊共识协议 Gasper 需要 64 到 95 个时隙（Slot）才能最终确定一个区块，这使得以太坊网络中很大一部分容易受到重组（reorgs）。为了解决这个问题，SSF 提出了一个协议，这个协议可以在每个时隙内最终确定一个区块，这意味着以太坊网络中的每个时隙都能最终确定一个区块，为以太坊内的单时隙最终确定性铺平道路。这个协议将有助于提高交易确认的速度，提高经济安全性。
激增 (The Surge)
本部分的目标是增加以太坊的吞吐量，把每秒交易量提升到 10 万笔。这样的扩容解决方案对全球采用以太坊以及提高网络容量是非常重要的。其中，包括以太坊本身和它的二层网络。
在这个领域，已经有很多显著的进展。其中包括 EIP-4844 的进步和 Rollup 扩容本身的改进。
以太坊的研究人员也在积极探索新的抵押池方案，来提高以太坊网络的去中心化、安全性和效率。他们提出的建议包括简化活跃验证者的上限和轮换、实现单时隙最终确定性（SSF），以及引入执行票等新概念。
清除 (The Scourge)
该主题就是为了解决以太坊生态系统中经济集中化的问题，尤其是矿工可提取价值（MEV）和流动性质押服务的问题。我们的目标就是保持以太坊网络的去中心化，确保所有人都能平等公正地使用网络资源。
潜在改进方向：
执行票：以太坊加入了一个叫 “执行票” 的新机制，可能会对共识机制进行改进。这个机制就像是协议内的市场，可以购买和出售提供未来区块提议权的票证。它主要包括两个随机抽取过程，一个用来选信标区块提议者和证明者，另一个用来选执行区块提议者和证明者。执行票的目的是把信标区块的制作和 MVP 奖励分开，让去中心化的验证者集合和这些中心化的力量区分开来。
新验证机制：Vitalik Buterin 之前提出了一个简化的活跃验证者上限和轮换提案。这个提案想通过设定活跃验证者的数量上限（比如 2 的 19 次方个验证者），同时保持经济的确定性，让验证者的收入长期变化小，以及让系统更简单。如果有超过这个上限的验证者，就可以通过一个叫 “王朝” 的机制进行改进，确保在任何时候，只有一定数量的验证者是醒着的，同时通过每次链完成时轮换一部分醒着的验证者，来保持系统的安全性和稳定性。这个提案还讨论了可能的经济影响和替代方案。
两层抵押模型：两层抵押模型（two-tiered staking）会根据抵押量或其他标准，把参与者分成不同的层级。这个可以通过协议和抵押池的改变，来提高去中心化，减少共识层的压力。这个模型主要基于现在流行的去中心化抵押池（比如 Lido 和 Rocket Pool）的运作方式，但也有一些改进。比如在池内投票工具的改进、增加池之间的竞争以及在协议内引入委托抵押（enshrined delegation）。这些改进都是为了提高以太坊网络的安全性和去中心化水平。
前沿 (The Verge )
该领域的增强功能是为了提高区块验证的效率。随着交易量的持续增长，这些优化对于保持以太坊的可扩展性非常重要。路线图中删除了 “增加 L1 gas 限制” 的内容，表明 gas 限制可以随时提高，这是一种灵活的网络容量管理方法。
目前的最新进展是 Verkle 树即将完成。
Verkle 树：
Verkle Tries 是一种类似于 MPT 的数据结构，用于实现以太坊的功能。虽然它的树形结构与 MPT 相似，但是每个节点都使用一种特殊的哈希（称为向量提交）提交到子节点。这种向量提交可以带来几个优势，包括更小的证明大小，降低运行节点的硬件要求，更容易实现去中心化，新节点可以更快地加入网络，并且允许更高的 gas 限制带来的扩展优势。Verkle Tries 也与 zk-EVM 兼容。
净化 (The Purge)
重点是简化以太坊的协议，让开发人员更好用更易懂。这种简化预计会提高以太坊网络的整体性能和可用性。
状态过期的优先级下降了：对于路线图上的 "状态过期" 项目，考虑到无状态客户端和 PBS 的发展，其优先级相对较低，而且紧迫性也不高。
VDF 的重视程度降低了，因为发现了它现在的构造中的加密学弱点。
挥霍 (The Splurge)
这一类目包含了以太坊生态系统中除加密货币以外的各种方面，比如生态系统增长、可持续性、人类协调等。这表明了以太坊对其活跃社区的支持和培养的决心。
EIP 改进提案前瞻
以太坊将于 2024 年第一季度进行 Dencun 硬分叉升级，核心开发人员已经制定了 Dencun 硬分升级日程表。如果不出现重大障碍下，以太坊公共测试网的暂定时间表如下：
- Goerli：1 月 17 日
- Sepolia：1 月 30 日
- Holesky：2 月 7 日
这将是 Goerli 最终纳入测试计划，因为该网络计划弃用。这一步是 2024 年 1 月在以太坊网络上启动 Dencun 战略的关键一环，标志着其技术能力的实质性飞跃。
核心开发人员也在考虑 Prague/Electra 的升级，但具体名称尚未确定。以太坊社区目前正在考虑是专注于大规模的核心功能（这可能需要一年的努力），还是围绕多个较小的改进进行升级（可能在 2024 年下半年实现）。
从本质上讲，2024 年将是以太坊充满突破性改进建议的一年。以下是一些最受期待的提案：
1. EIP-4844（Proto-Danksharding）
EIP-484 是 Dencun 升级的众多提案之中的重头戏，也是市场最关注的提案，其主要目的是在不牺牲去中心化的情况下，降低 L2 网络上的 gas 费用，特别是对 rollup 解决方案。
Dencun 升级将降低所有 L2 在数据可用性方面的成本，这是市场非常期待的事情，因为终端用户的成本会进一步降低。EIP-4844 是一种变革性的增强提案，预计将使 rollup 的 gas 费用降低 100 倍。
2. ERC-4337、ERC-6900（账户抽象）
账户抽象也是非常重要的改进提案，包括 ERC-4337 及其扩展提案 ERC-6900 。账户抽象以智能账户的概念为中心，对最终用户的体验具有重大影响，并将降低交易成本并确保社交登录安全。ERC 是 EIP 的一个子集，专门针对以太坊生态系统中的 token 标准。它定义了 token 执行的规则，以确保互操作性。与修改核心协议的 EIP 不同，ERC 通常不需要进行硬分叉。
ERC-4337 将于今年 3 月进行，账户抽象的概念将为终端用户带来重要变化和关键作用。账户抽象将彻底改变用户的感知方式以及与加密钱包的互动，使无需 gas 的交易成为标准，同时使安全的社交登录成为新规范，从根本上重塑以太坊的用户体验。
从传统上来看，以太坊有两种账户类型：由私钥控制的外部账户（EOA）和代码控制的合约账户。账户抽象模糊了这种区别，允许用户创建更像智能合约的账户。它可以增强用户体验和安全性，并允许更复杂的账户逻辑，例如多重签名钱包或丢失密钥的社交恢复。
ERC-6900 则提出了 “委派交易” 的概念。该标准不需要更改以太坊的主网共识，它允许用户委派代表发送交易，例如，批准一组操作以节省时间和麻烦。
3.EIP-1153（瞬间存储操作码）
EIP-1153 是 Dencun 升级的一部分，旨在引入一种在智能合约执行期间处理临时或暂时存储的新机制。以太坊的传统储存操作是永久性的而且需要消耗 gas，这对于不需要比一次交易持续更长时间的临时数据可能是无效的。EIP-1153 是一种操作码，它将允许智能合约使用瞬时存储，即在交易执行结束时将存储清除。
Uniswap 团队曾为 EIP-1153 做努力游说，并希望它在上海升级中得到实施，但未能获得足够支持，无法在以太坊核心开发人员之间达成共识。预计该升级将在提高 Uniswap V4 协议的能力和效率方面发挥重要作用。
通过启用临时存储，EIP-1153 可以降低合约执行期间与存储数据相关的 gas 成本，并为开发人员设计智能合约提供更大的灵活性。EIP-1153 通过减轻永久存储的负担并最大程度地减少状态膨胀，也有助于以太坊网络的整体可扩展性。
4. EIP-4788（信标区块根提交）
以太坊就像一家庞大的图书馆，它包含两个主要部分：第一部分是以太坊虚拟机（EVM），如同阅读室一样让人们来阅读书籍（执行智能合约）；第二部分是信标链，像图书馆的目录系统一样跟踪所有书籍及其位置（以太坊网络的共识和协调）。
在 EIP-4788 之前，这两个部分的运行是相对独立的。EVM 无法直接访问最新的目录， 它必须依靠间接方法来了解信标链中正在发生的事情。而 EIP-4788 提议将信标区块根（摘要或父块的哈希树根）放入每个 EVM 区块中。这就相当于把图书馆中过时的卡片归档系统（效率低下且准确率低）转移到具有实时、准确且直接链接到主要数据库的系统一样。
在以太坊这个现代图书馆系统中，每次添加、移动或删除书籍（信标链更新）时，读者（EVM）都能得到即时的更新信息。读者可以信任获得的最新信息，并且图书馆操作（例如执行智能合约）与整体目录系统（共识层的状态）的一致性更强。
以上过程都以信任需求最小化的方式发生，消除了对提供此数据的外部预言机的需求，从而减少了潜在的故障或操纵点。EIP-4788 引入了协议级别的预言机，在整个主网中传达了以太坊的共识状态。这种更改对于流动性质押协议，例如 Lido，以及基于智能合约的桥接器和再质押解决方案尤其有利，因为它允许这些协议直接从共识层访问验证器余额和状态等关键数据，从而提高了其安全性和操作效率。
5. EIP-5656（MCOPY 操作码）
以太坊虚拟机（EVM）使用一组指示各种操作的操作码进行操作。EIP-5656 引入了一种名为 MCOPY 的新操作码，旨在优化智能合约执行期间在内存中复制数据的过程。
在当前的 EVM 结构中，使用现有的操作码来复制大数据段的效率很低。MCOPY 提供了一种更有效的方法，有望减少与这些操作相关的 Gas 费用，同时提高性能。更快的内存操作意味着合约的执行速度更快，为开发者提供了更多工具来优化其智能合约，特别是在处理大型数据结构或涉及内存操作的复杂操作时。
6. EIP-6780（限制自毁）
在以太坊区块链中，自毁操作码允许智能合约将自身从区块链中删除。执行后，它会删除合约的代码和状态存储空间，并将任何剩余的 ETH 发送到指定地址。然而，此功能导致了几个问题，包括状态管理的复杂性和潜在的安全漏洞。
通过限制自毁，以太坊可以更好地管理其状态大小，使区块链更加稳定和可预测。这对于网络的长期可扩展性和维护至关重要，因为它简化了以太坊的未来升级。
综上，以太坊 2024 年路线图更新以及重要的 EIP 提案展示了以太坊区块链对行业变化的适应性，并明确地展示了对稳健运行而提升可扩展性的清晰愿景。可以预见的是， 2024 年将是以太坊继续探索创新和技术升级改进的重要一年。
