Vitalik：2025年及以后的以太坊L1和L2扩展

原文标题：Scaling Ethereum L1 and L2s in 2025 and beyond

作者：Vitalik，以太坊创始人；编译：白水，金色财经

特别感谢 Tim Beiko、Justin Drake 以及来自各个 L2 团队的开发人员的反馈和审查。

以太坊的目标与它从第一天开始的目标一样：构建一个全球性的、不受审查的、无需许可的区块链。一个用于去中心化应用程序的免费开放平台，建立在与 GNU + Linux、Mozilla、Tor、维基百科和之前许多其他伟大的免费开源软件项目相同的原则（我们今天可以称之为再生和密码朋克精神）之上。

在过去十年中，以太坊还发展出了另一个我非常欣赏的特性：除了密码学和经济学方面的创新之外，以太坊还是一项社会技术的创新。以太坊作为一个生态系统，是一种新的、更开放和去中心化的构建方式的有效、现场演示。政治哲学家 Ahmed Gatnash 这样描述他在 Devcon 上的经历：

……一瞥另一个世界可能是什么样子——一个几乎没有守门人的世界，一个没有遗留系统的世界。在社会标准地位体系的颠覆中，拥有最高社会地位的人是书呆子，他们把所有的时间都花在高度专注于独立解决他们真正深切关心的问题上，而不是玩游戏来爬上遗留机构的等级制度并积聚权力。这里几乎所有的权力都是软实力。我觉得它很美，很鼓舞人心——它让你觉得在这样的世界里一切皆有可能，这样的世界实际上触手可及。

技术项目和社会项目本质上是相互交织的。如果你在时间 T 有一个去中心化的技术系统，但有一个中心化的社会进程来维护它，那么就不能保证你的技术系统在时间 T+1 仍然是去中心化的。同样，社会进程通过技术以多种方式保持活力：技术带来用户，技术所形成的生态系统为开发人员的到来和留下提供了激励，它使社区保持扎实并专注于建设而不仅仅是社交，等等。

您可以使用以太坊在世界各地支付费用，2024 年 10 月。

经过十年的艰苦努力，在这种技术和社会属性的混合下，以太坊体现了另一个重要品质：以太坊大规模地为人们做有用的事情。数百万人持有 ETH 或稳定币作为储蓄形式，还有更多人使用这些资产进行支付：我就是其中之一。它有有效、实用的隐私工具，我用它来支付 VPN 费用以保护我的互联网数据。它有 ENS，一种强大的去中心化 DNS 替代方案，更普遍的是公钥基础设施。它有实用且易于使用的 Twitter 替代方案。它有 defi 工具，为数百万人提供比他们在传统金融中可以获得的收益更高的低风险资产。

五年前，我不太愿意谈论后一种用例，主要原因是：基础设施和代码还不成熟，距离 2016-17 年大规模且极具创伤性的智能合约黑客攻击只有几年时间，如果每年有 5% 的机会获得 -100% 的 APY，那么 7% 的 APY 而不是 5% 的 APY 是没有意义的。除此之外，交易费用太高，无法使这些东西大规模使用。如今，这些工具随着时间的推移显示出了它们的弹性，审计工具的质量有所提高，我们对它们的安全性越来越有信心。我们知道什么不该做。L2 扩展正在发挥作用。近一年来，交易费用一直很低。

我们需要继续构建以太坊的技术和社会属性以及实用性。如果我们有前者，但没有后者，那么我们就会退化为一个越来越无效的“decel”社区，这个社区可以对着风咆哮，说各种主流行为者是不道德和坏的，但却没有立场真正提供更好的选择。如果我们有后者，但没有前者，那么我们就有华尔街贪婪是好的心态，我们中的许多人来这里就是为了逃避这种心态。

我刚刚描述的二元性有很多含义。在这篇文章中，我想关注一个特定的，这对以太坊的短期和中期用户非常重要：以太坊的扩展策略。

第 2 层的兴起

今天，我们扩展以太坊的途径是第 2 层协议 (L2s)。2025 年的 L2s 与 2019 年的早期实验相去甚远：它们已经达到了关键的去中心化里程碑，它们正在确保数十亿美元的价值，并且它们目前正在将以太坊的交易容量扩大 17 倍，费用也降低了类似的幅度。

左图：第 1 阶段和第 2 阶段汇总。1 月 22 日，Ink 成为第六个第 1+ 阶段汇总（也是第三个完整的 EVM 第 1+ 阶段汇总）。右图是按 TPS 排名靠前的汇总，Base 领先，约占以太坊容量的 40%。

这一切都恰逢成功应用浪潮：各种 DeFi 平台、社交网络、预测市场、Worldchain（现在拥有 1000 万用户）等奇特装置。在 2010 年代联盟区块链失败后，“企业区块链”运动被广泛视为死胡同，但随着 L2s 的出现，这一运动又重新焕发生机，Soneium 就是一个典型例子。

这些成功也证明了以太坊去中心化和模块化扩展方法的社交性：以太坊基金会不必自己寻找所有这些用户，而是有数十个独立实体有动力这样做。这些实体也为这项技术做出了重要贡献，如果没有这些贡献，以太坊就不会像今天这样发展。因此，我们终于接近了逃逸速度。

挑战：规模和处理异质性

目前 L2 面临两个主要挑战：

• 规模：我们的 blob 空间几乎无法覆盖 L2 和当今的用例，而且远远无法满足未来的需求。

• 异构性挑战：以太坊如何扩展的早期愿景涉及创建包含许多分片的区块链，每个分片都是由一小部分节点处理的 EVM 副本。从理论上讲，L2 正是这种方法的实现。然而，在实践中，有一个关键的区别：每个分片（或分片集）都是由不同的参与者创建的，被基础设施视为不同的链，并且通常遵循不同的标准。今天，这转化为开发人员和用户的可组合性和用户体验问题。

第一个问题是一个容易理解的技术挑战，并且有一个易于描述（但难以实施）的技术解决方案：为以太坊提供更多 blob。除此之外，L1 还可以在短期内进行适度扩展，以及改进权益证明、无状态和轻量级验证、存储、EVM 和加密技术。

第二个问题引起了公众的广泛关注，是协调问题。以太坊对在多个团队之间执行复杂的技术任务并不陌生：毕竟，我们进行了合并。在这里，协调问题更具挑战性，因为参与者和目标的数量和多样性更大，而且这个过程在游戏中开始得更晚。但即便如此，我们的生态系统以前已经解决了难题，我们可以再次这样做。

扩展的一个可能捷径是放弃 L2，通过具有更高 gas 限制的 L1 完成所有事情（跨多个分片或在一个分片上）。然而，这种方法损害了以太坊当前社会结构的大部分好处，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，我们应该坚持下去，继续主要通过 L2 进行扩展，但要确保 L2 确实履行了它们应该履行的承诺。

这意味着以下内容：

• L1 需要加速扩展 blob。

• L1 还需要对 EVM 进行适度扩展并增加 gas 限制，以便能够处理即使在 L2 主导的世界中仍将继续进行的活动（例如证明、大规模 defi、存款和取款、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。人们期望从分片中获得的相同安全保证（包括例如审查阻力、轻客户端可验证性、缺乏固定的受信任方）应该在 L2 上可用。

• L2 和钱包需要加速改进和标准化互操作性。这包括特定于链的地址、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生态系统，而不是 34 个不同的区块链。

• L2 存款和取款时间需要变得更快。

• 只要满足基本的互操作性需求，L2 异质性就是好的。一些 L2 将是基于治理最小化的汇总，运行 L1 EVM 的精确副本。其他人将尝试使用不同的 VM。其他人将更像使用以太坊为用户提供额外安全保障的服务器。我们需要在该频谱的每个部分都有 L2。

• 我们应该明确考虑 ETH 的经济学。我们需要确保 ETH 即使在 L2 繁重的世界中也能继续累积价值，理想情况下可以解决价值累积的各种模型。

现在让我们更详细地讨论每个主题领域。

blobs, blobs, blobs

借助 EIP-4844，我们现在每个时隙有 3 个 blob，或者每个时隙的数据带宽为 384 kB。快速计算表明，这是每秒 32 kB，每个交易在链上大约需要 150 字节，因此我们得到 ~210 tx/sec。L2beat 数据几乎正好给出了这个数字。

对于计划于 3 月发布的 Pectra，我们计划将其翻倍至每个时隙 6 个 blob。

Fusaka 的当前目标是主要关注 PeerDAS，理想情况下除了 PeerDAS 和 EOF 之外没有其他东西。PeerDAS 可以将 blob 数量再增加 2-3 倍。

在那之后，目标是随着时间的推移不断增加 blob 数量。当我们进行 2D 采样时，我们可以达到每个时隙 128 个 blob，然后继续前进。有了这个，以及数据压缩的改进，我们可以在链上达到 100,000 TPS。

到目前为止，以上内容都是对 2025 年前现状路线图的重新陈述。关键问题是：我们实际上可以做出哪些改变来加快这一进程？我的答案如下：

• 我们应该更愿意明确降低非 blob 功能的优先级。

• 我们应该更清楚地知道 blob 是目标，并将相关的 p2p 研发作为人才获取的优先事项。

• 我们可以让质押者直接调整 blob 目标，类似于 gas 限制。这将允许 blob 目标更快地增加以响应技术改进，而无需等待硬分叉。

• 我们可以考虑更激进的方法，让我们更快地获得更多 blob，并为资源较少的质押者提供更多的信任假设，但我们应该对此保持谨慎。

提高安全性：证明系统和原生汇总

如今，有三种第一阶段的汇总 (Optimism、Arbitrum、Ink) 和三种第二阶段的汇总 (DeGate、zk.money、Fuel)。大多数活动仍然发生在第 0 阶段的汇总 (即多重签名) 上。这种情况需要改变。这种情况没有更快改变的一个重要原因是，建立一个证明系统并对其有足够的信心，愿意放弃训练轮并完全依赖它来确保安全，这是很困难的。

有两条路可以实现这一目标：

• 第 2 阶段 + 多证明器 + 形式验证：使用多个证明系统实现冗余，并使用形式验证（参见：经过验证的 ZK-EVM 计划）确保其安全性。

• 本机汇总：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（有关研究，请参阅：[1] [2] [3]）。

今天，我们应该同时开展这两项工作。对于第 2 阶段 + 多证明器 + 形式化验证，路线图相对容易理解。我们可以加速的主要实际领域是更多地在软件堆栈上进行合作，减少重复工作的需要，同时增加互操作性。

原生汇总仍是一个早期的想法。有很多积极的思考要做，特别是在如何使原生汇总预编译具有最大灵活性的话题上。一个理想的目标是让它不仅支持 EVM 的精确克隆，还支持具有各种任意更改的 EVM，这样具有修改后的 EVM 的 L2 仍然可以使用原生汇总预编译，并且只为修改“带来自己的证明器”。这可以用于预编译、操作码、状态树和可能的其他部分。

互操作性和标准

我们的目标是，在不同的 L2 之间移动资产和使用应用程序时，体验与它们是同一区块链的不同“分片”时相同。几个月来，关于如何做到这一点，已经有了一个相当容易理解的路线图：

• 特定于链的地址：地址应包括链上的帐户和链本身的某种标识符。ERC-3770 是这方面的早期尝试，现在有更复杂的想法，它们还将 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：应该有标准的方法来验证证明并在 L2 之间传递消息，并且这些标准不应该要求信任除 L2 本身的证明系统之外的任何东西。依赖多重签名桥的生态系统是不可接受的。如果这是一个信任假设，如果我们做了 2016 年风格的分片，它就不会存在，那么今天它就是不可接受的。

• 加快存款和取款时间，以便“本机”消息可以在几分钟内（最终一个时隙）而不是几周内完成。这涉及更快的 ZK-EVM 证明器和证明聚合。

• 从 L2 同步读取 L1。参见：L1SLOAD、REMOTESTATICCALL。这使得跨 L2 互操作性变得更容易，也有助于密钥库钱包。

• 共享排序和其他长期工作。基于汇总的价值部分在于它们可能能够更有效地做到这一点。

只要满足这些标准，L2 仍然有很大空间拥有彼此截然不同的属性：尝试不同的虚拟机、不同的排序模型、规模与安全性权衡以及其他差异。但是，用户和应用程序开发人员必须清楚他们获得的安全性级别。

为了取得更快的进展，大部分工作可以由跨生态系统运营的实体完成：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，使采用标准变得更加轻而易举，因为每个单独的 L2 和钱包所做的工作将减少。然而，作为以太坊的扩展，L2 和钱包仍然需要加紧实际实现这些功能并将其带给用户的最后一英里的工作。

ETH 的经济学

ETH 作为三点资产

我们应该采取多管齐下的战略，以覆盖 ETH 作为三点资产的所有主要可能价值来源。该战略的一些关键内容如下：

• 广泛同意将 ETH 巩固为更大的（L1 + L2）以太坊经济的主要资产，支持使用 ETH 作为主要抵押品的应用程序等。

• 鼓励 L2 通过一定比例的费用支持 ETH。这可以通过销毁一部分费用、永久质押并将收益捐赠给以太坊生态系统公共产品或其他一些方案来实现。

• 部分支持基于 rollup 的 rollup，作为 L1 通过 MEV 获取价值的途径，但不要试图强制所有 rollup 都基于此（因为它不适用于所有应用程序），也不要认为仅凭这一点就能解决问题。

• 提高 blob 数量，考虑最低 blob 价格，并将 blob 视为另一个可能的收入来源。作为一个可能的未来示例，如果您采用过去 30 天的平均 blob 费用，并假设它保持不变（由于诱导需求）而 blob 数量增加到 128，那么以太坊每年将销毁 713,000 ETH。然而，这种有利的需求曲线并不能保证，所以也不要以为仅靠这一点就能解决问题。

总结：未来之路

以太坊作为技术堆栈和社会生态系统已经成熟，使我们更接近一个更加自由和开放的未来，数亿人可以从加密资产和去中心化应用程序中受益。然而，还有很多工作要做，现在是加倍努力的时候了。

如果你是 L2 开发人员，请为工具做出贡献，使 blob 更安全地扩展，为代码做出贡献，以扩展 EVM 的执行，以及为使 L2 可互操作的功能和标准做出贡献。如果你是钱包开发人员，同样要参与贡献和实施标准，使生态系统对用户更加无缝，同时像以太坊只是 L1 时一样安全和去中心化。如果你是 ETH 持有者或社区成员，请积极参与这些讨论；许多领域仍然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的积极参与。