2025 年及以后以太坊 L1 和 L2s 的扩容

作者：维塔利克·布特林 2025 年 1 月 23 日 原文链接

特别感谢 Tim Beiko、Justin Drake 以及来自各个 L2 团队的开发者们的反馈和审阅

以太坊的目标从第一天起就始终如一：建立一个全球性的、抗审查的、无需许可的区块链。这是一个自由开放的去中心化应用平台，建立在与 GNU + Linux、Mozilla、Tor、Wikipedia 等许多伟大的自由开源软件项目相同的原则之上（我们现在可能称之为重生和密码朋克精神）。

在过去的十年中，以太坊还发展出了另一个我非常欣赏的特性：除了在密码学和经济学方面的创新外，以太坊还是社会技术方面的创新。以太坊作为一个生态系统，是一个正在运行的、活生生的示范，展示了一种新的、更加开放和去中心化的共同建设方式。政治哲学家 Ahmed Gatnash 这样描述他在 Devcon 的经历：

...这让我们得以一窥另一个可能的世界——一个基本上没有把关者，也不依附于传统系统的世界。在这里，社会标准地位体系被颠覆，获得最高社会地位的是那些花所有时间专注于独立解决他们真正深切关心的问题的极客们，而不是那些为了在传统机构的等级制度中攀爬和积累权力而玩弄权术的人。这里几乎所有的权力都是软实力。我觉得这很美，也很鼓舞人心——它让你感觉在这样的世界里一切皆有可能，而且这样的世界确实触手可及。

技术项目和社会项目本质上是交织在一起的。如果你在 T 时刻拥有一个去中心化的技术系统，但维护它的社会进程是中心化的，那么就无法保证你的技术系统在 T+1 时刻仍然是去中心化的。同样，社会进程在很多方面也依赖于技术的支撑：技术吸引用户，技术所创造的生态系统为开发者提供留下来的动力，它使社区保持专注于建设而不是仅仅社交等等。

2024 年 10 月，全球可使用以太坊支付的地方。来源。

经过十年的艰苦努力，在这种技术和社会属性的共同作用下，以太坊体现出了另一个重要特质：以太坊在规模化层面为人们提供有用的功能。数百万人持有 ETH 或稳定币作为储蓄，更多人使用这些资产进行支付：我就是其中之一。它有我用来支付 VPN 以保护我的互联网数据的有效且可用的隐私工具。它有 ENS，这是 DNS 的一个强大的去中心化替代方案，更广泛地说是公钥基础设施。它有可用且易用的 Twitter 替代品。它有去中心化金融（DeFi）工具，为数百万人提供比他们在传统金融中能获得的更高收益的低风险资产。

五年前，我不愿谈论后一种使用场景，主要原因是：基础设施和代码都不够成熟，我们距离 2016-17 年那些造成重大创伤的智能合约黑客事件仅仅过去几年。如果每年都有 5% 的机会遭遇-100% 的收益率，那么获得 7% 而不是 5% 的年化收益率就毫无意义了（参见这里和这里）。除此之外，交易费用过高也使得这些功能无法大规模使用。如今，这些工具已经随时间证明了其韧性，审计工具的质量也有所提升，我们对它们的安全性越来越有信心。我们知道了什么是不该做的。L2 扩容正在发挥作用。交易费用在近一年来一直维持在很低的水平。

我们需要继续构建以太坊的技术特性、社会属性以及实用性。如果我们只有前者而没有后者，那么我们就会退化成一个越来越边缘化的保守社区，只能对着风口空喊各种主流参与者多么不道德和糟糕，却无法真正提供更好的替代方案。如果我们只有后者而没有前者，那么我们就会变成许多人最初就是为了逃离的华尔街式"贪婪至上"心态。

我刚才描述的这种二元性有许多含义。在这篇文章中，我想重点关注一个特定的方面，这对以太坊的用户在短期和中期都至关重要：以太坊的扩容策略。

Layer 2 的崛起

如今，我们为以太坊扩容所选择的路径是 Layer 2 协议（L2）。2025 年的 L2 与 2019 年的早期实验已经有了天壤之别：它们已经达到了关键的去中心化里程碑，正在保护着数十亿美元的价值，目前正在将以太坊的交易容量扩展了 17 倍，同时相应地降低了交易费用。

左图：第一阶段（Stage 1）和第二阶段（Stage 2）的 Rollup。截至 1 月 22 日，Ink 已成为第六个第一阶段 + Rollup（也是第三个完整 EVM 的第一阶段 + Rollup）。右图：按 TPS 排名的顶级 Rollup，其中 Base 领先，约占以太坊容量的 40%。

这一切的发生恰逢其时，正好赶上了一波成功应用的浪潮：各种去中心化金融平台、社交网络、预测市场，以及像 Worldchain（现已拥有1000 万用户）这样的特殊项目等。"企业级区块链"运动在 2010 年代联盟链失败后被广泛认为是一个死胡同，现在正通过 L2 重获新生，Soneium 就是一个典型的例子。

这些成功也证明了以太坊去中心化和模块化扩容方法的社会层面的价值：以太坊基金会不必自己去寻找所有这些用户，而是有数十个独立实体主动去做这件事。这些实体对技术也做出了至关重要的贡献，没有这些贡献，以太坊不可能达到今天的发展水平。因此，我们终于接近临界速度。

挑战：规模和应对异构性

当前 L2 面临两个主要挑战：

• 规模：我们的 blob 空间勉强能满足当前 L2 和用例的需求，而对于明天的需求来说，我们远远不够。
• 异构性带来的挑战。以太坊扩容的早期愿景是创建一个包含多个分片的区块链，每个分片都是 EVM 的副本，由一小部分节点处理。理论上，L2 是这种方法的具体实现。然而实际上，存在一个关键差异：每个分片（或分片集）都由不同的参与者创建，基础设施将其视为不同的链，并且经常遵循不同的标准。如今，这给开发者和用户带来了可组合性和用户体验方面的问题。

第一个问题是一个容易理解的技术挑战，也有一个容易描述（但难以实现）的技术解决方案：为以太坊提供更多 blob 空间。除此之外，L1 在短期内也可以进行适度的扩容，以及改进质押、无状态和轻量级验证、存储、EVM 和加密技术。

第二个问题，也是公众关注的重点，是一个协调问题。以太坊并不陌生于多个团队之间的复杂技术任务协作：毕竟我们完成了合并。在这里，协调问题更具挑战性，这是因为参与者和目标的数量和多样性更大，而且这个过程开始得比较晚。但即便如此，我们的生态系统以前也解决过困难的问题，我们现在也能做到。

扩容的一个可能捷径是放弃 L2，通过提高 gas 限制在 L1 上完成所有工作（无论是跨多个分片，还是在单个分片上）。然而，这种方法过度损害了以太坊当前社区结构的优势，这种结构在同时获得不同形式的研究、开发和生态系统建设文化的好处方面非常有效。因此，我们应该坚持当前路线，继续主要通过 L2 进行扩容，但确保 L2 真正实现它们应有的承诺。

这意味着以下几点：

• L1 需要加快扩展 blob 空间。
• L1 还需要进行适度的 EVM 扩容和提高 gas 限制，以应对在 L2 主导的世界中仍将继续存在的活动（例如证明、大规模 DeFi、存取款、特殊的大规模退出场景、密钥库钱包、资产发行）。
• L2 需要继续提高安全性。人们期望从分片获得的相同安全保证（包括抗审查性、轻客户端可验证性、没有固化的可信方等）也应该在 L2 上可用。
• L2 和钱包需要加快改进和标准化互操作性。这包括链特定地址、消息传递和桥接标准、高效的跨链支付、链上配置等。使用以太坊应该感觉像使用一个单一的生态系统，而不是 34 个不同的区块链。
• L2 的存取款时间需要变得更快。
• 只要满足基本的互操作性需求，L2 的异构性是好事。一些 L2 将是基于最小化治理的 Based Rollup，运行 L1 EVM 的精确副本。其他的将尝试不同的虚拟机。还有一些将更像服务器，使用以太坊为用户提供额外的安全保证。我们需要在这个范围内的每个部分都有 L2。
• 我们应该明确考虑 ETH 的经济性。我们需要确保即使在 L2 主导的世界中，ETH 也能继续积累价值，理想情况下要解决各种价值积累模型。

让我们现在详细讨论每个主题领域。

扩容：数据块，数据块，数据块

通过 EIP-4844，我们现在每个时隙有 3 个数据块，或者说每个时隙有 384 kB 的数据带宽。简单估算表明这相当于每秒 32 kB，而每笔交易在链上占用大约150 字节，所以我们可以达到每秒约 210 笔交易。L2beat 的数据给出了几乎完全相同的数字。

通过计划在3 月发布的 Pectra，我们计划将其翻倍至每个时隙 6 个数据块。

目前 Fusaka 的目标主要是专注于 PeerDAS，理想情况下除了 PeerDAS 和 EOF 之外不包含其他内容。PeerDAS 可以立即将数据块数量再增加 2-4 倍，随后随着时间推移可以增加 8 倍或更多。

在那之后，目标是继续改进技术以进一步增加数据块数量。当我们实现2D 采样时，我们可以达到每个时隙 128 个数据块，然后继续增加。通过这个技术，以及数据压缩的改进，我们可以在链上达到每秒 100，000 笔交易。

到目前为止，以上都是对 2025 年前现状路线图的重述。关键问题是：我们实际上可以做出什么改变来加快这个进程？我的答案如下：

• 我们应该更愿意明确地降低非数据块特性的优先级。
• 我们应该更清晰地表明数据块是目标，并将相关的 p2p 研发作为人才招募的重点。
• 我们可以让质押者直接调整数据块目标，类似于 gas 限制。这将允许数据块目标能够更快地响应技术改进而增加，而无需等待协议升级。
• 我们可以考虑更激进的方法，通过对资源较少的质押者采用更多信任假设，来更快地获得更多数据块，不过我们对此要保持谨慎。

提升安全性：证明系统和原生 Rollup

目前，有三个第一阶段（stage 1）的 Rollup（Optimism、Arbitrum、Ink）和三个第二阶段（stage 2）的 Rollup（DeGate、zk.money、Fuel）。大多数活动仍然发生在第零阶段的 Rollup 上（即多重签名系统）。这种情况需要改变。这一变化进展缓慢的重要原因在于，构建一个证明系统，并建立足够的信心以放弃安全保护机制、完全依赖该系统来保障安全性，这是极其困难的。

实现这一目标有两条路径：

• 第二阶段 + 多重证明者 + 形式化验证：利用多个证明系统实现冗余机制，并通过形式化验证（参见：verified ZK-EVM 计划）来确保它们的安全性。
• 原生 Rollup（Native rollups）：将 EVM 状态转换函数验证作为协议本身的一部分，例如通过预编译来实现（参见相关研究：[1] [2] [3]）

当前，我们应该并行推进这两条路径。对于第二阶段 + 多重证明者 + 形式化验证，其路线图已相对明确。在实践层面，我们可以通过加强软件技术栈方面的合作来加速发展，这不仅能减少重复工作，还能提高系统间的互操作性。

原生 Rollup 仍处于早期构想阶段，还有许多问题需要深入思考，特别是如何使原生 Rollup 预编译具备最大的灵活性。一个理想的目标是，它不仅能支持 EVM 的精确克隆，还能支持具有各种自定义修改的 EVM。这样，即使是采用修改版 EVM 的 L2 也能使用原生 Rollup 预编译，仅需要为其修改部分"提供专门的证明者"。这种方法可以应用于预编译、操作码、状态树以及其他潜在的组件。

互操作性和标准

目标是让在不同 L2 之间转移资产和使用应用程序的体验，就像在同一区块链的不同"分片"上操作一样。几个月来，已经有了一个相当清晰的路线图来实现这一目标：

• 链特定地址：地址应该同时包含链上的账户和链本身的某种标识符。ERC-3770 是这方面的早期尝试，现在有更多复杂的想法，包括将 L2 的注册表移至以太坊 L1 本身。
• 标准化的跨链桥和跨链消息传递：应该有标准的方式来验证证明和在 L2 之间传递消息，这些标准除了依赖 L2 本身的证明系统外，不应该需要信任任何其他东西。依赖多重签名桥的生态系统是不可接受的。如果这种信任假设在我们实施 2016 年风格的分片时不存在，那么在今天也是绝对不可接受的。
• 加快存款和提款时间，使"原生"消息可以在几分钟内（最终可以在一个时隙内）完成，而不是需要几周。这需要更快的 ZK-EVM 证明器和证明聚合。
• 从 L2 同步读取 L1。参见：L1SLOAD，REMOTESTATICCALL。这显著简化了跨 L2 互操作性，并且也有助于密钥库钱包。
• 共享排序和其他长期工作。Based Rollup 的价值部分在于它们可能能够更有效地实现这一点。

只要满足这些标准，L2 之间仍然有很大的空间可以拥有非常不同的特性：可以尝试不同的虚拟机、不同的排序模型、规模与安全性的权衡，以及其他差异。但是，用户和应用程序开发者必须清楚地了解他们获得的安全级别。

为了加快进展，大部分工作可以由跨生态系统运营的实体来完成：以太坊基金会、客户端开发团队、主要应用程序团队等。这将减少协调工作，并使采用标准变得水到渠成，因为每个单独的 L2 和钱包需要完成的工作将会减少。然而，作为以太坊的扩展，L2 和钱包仍然需要在最后冲刺阶段加大力度，切实实施这些功能并将其带给用户。

ETH 的经济学

ETH 作为三重属性资产

为了涵盖ETH 作为三重属性资产所有主要可能的价值来源，我们应该采取多管齐下的策略。该策略的一些关键要点可能包括：

• 在更大的（L1 + L2）以太坊经济体系中，广泛认同并确立 ETH 作为主要资产的地位，支持将 ETH 作为主要抵押品的应用等
• 鼓励L2 使用一定比例的手续费来支持 ETH。这可以通过多种方式实现，如销毁部分手续费、将其永久质押并将收益捐赠给以太坊生态系统公共产品等。
• 支持Based Rollup 作为 L1 通过 MEV 获取价值的路径之一，但不要试图强制所有 Rollup 都采用 Based 模式（因为这并不适用于所有应用），同时也不要认为仅靠这一点就能解决所有问题。
• 提高blob 数量，考虑设置最低 blob 价格，并将 blob 作为另一个潜在的收入来源。举个可能的未来场景：如果以过去 30 天的平均 blob 费用为例，并假设在诱导需求的作用下保持不变，同时 blob 数量增加到 128，那么以太坊每年将销毁 713,000 个 ETH。但是，这种有利的需求曲线并不能得到保证，因此也不要认为仅依靠这一点就能解决问题。

结论：前方的道路

以太坊作为一个技术栈和社区生态系统已经日趋成熟，让我们离实现一个更自由、更开放的未来更近了一步，在这样的未来中，数亿人能够从加密资产和去中心化应用中受益。然而，还有许多工作需要完成，现在正是加倍努力的时候。

如果你是一位 L2 开发者，请为提升区块数据扩容安全性的工具做出贡献，为扩展 EVM 执行能力的代码做出贡献，为实现 L2 互操作性的功能和标准做出贡献。如果你是一位钱包开发者，同样要积极参与制定和实施标准，使生态系统对用户来说更加无缝，同时保持与以太坊仅作为 L1 时同等的安全性和去中心化程度。如果你是 ETH 持有者或社区成员，请积极参与这些讨论；还有许多领域需要积极思考和集思广益。以太坊的未来取决于我们每个人都积极参与其中。