【解析】V神：那些没走过的路

Those Roads Not Taken By Vitalik.ca 2022 年 3 月 29 日 以太坊协议开发社区在以太坊早期做出了许多决定，这些决定对项目的轨迹产生了重大影响。 在某些情况下，以太坊开发人员有意识地决定改进我们认为比特币犯错的地方。 在其他地方，我们正在创造一些全新的东西，我们只需要想出一些东西来填补空白——但有很多可供选择的东西。 在其他地方，我们在更复杂和更简单的事物之间做出了权衡。 有时，我们选择更简单的东西，但有时，我们选择更复杂的东西。 这篇文章将看看我记忆中的一些叉子。 其中许多功能在核心开发圈内得到认真讨论； 其他人几乎没有考虑，但也许真的应该考虑。 但即便如此，还是值得看看一个不同的以太坊可能是什么样子，以及我们可以从中学到什么。

我们应该使用更简单的股权证明吗？ 以太坊即将合并的 Gasper 权益证明是一个复杂的系统，但也是一个非常强大的系统。 它的一些属性包括： 但是制作具有这些属性的系统很困难。 这需要多年的研究，多年失败的实验，以及通常的大量艰苦工作。 最后的输出非常复杂。

如果我们研究人员不必太担心共识并为脑回路留出更多空间，那么也许，只是也许，rollups 可以在 2016 年发明出来。这让我们不禁要问：我们真的应该有这么高的标准吗？ 我们的股权证明，即使是股权证明的更简单和更弱的版本，是否会比工作量证明的现状有巨大的改进？ 很多人认为 Proof of Stake 本身就很复杂，但实际上有很多 Proof of Stake 算法几乎和 Satoshi PoW 一样简单。 NXT 权益证明自 2013 年以来一直存在，本来是一个自然的候选者； 它有问题，但这些问题很容易被修补，我们本可以从 2017 年开始，甚至从一开始就有一个有效的权益证明。 Gasper 比这些算法更复杂的原因仅仅是因为它试图做比它们更多的工作。 但如果我们以谦虚的态度开始，我们可以从专注于实现一组更有限的目标开始。 在我看来，权益证明从一开始就是一个错误。 PoW 有助于扩大初始分布并使以太坊易于访问，并鼓励爱好者社区。 但在 2017 年甚至 2020 年转向更简单的权益证明可能会导致更少的环境破坏（以及环境破坏造成的反加密心态）和更多的研究人才可以自由地考虑扩展。 我们最终会不得不花费大量资源来制作更好的权益证明吗？ 是的。 但看起来我们最终还是会这样做。

分片去复杂性自从我们在 2014 年开始研究这些想法以来，以太坊分片变得越来越不复杂。首先，我们拥有具有内置执行和跨分片交易的复杂分片。 然后我们通过将更多责任转移给用户来简化协议（例如，在跨分片交易中，用户必须分别为两个分片支付 gas）。 然后我们切换到以汇总为中心的路线图，其中分片只是从协议角度来看的数据块。 最后，通过 danksharding，分片费用市场合并为一个，最终设计看起来像一个非分片链，但在幕后发生了一些数据可用性抽样魔法以进行分片验证。

2015 年的分片

2022 年分片

但如果我们走另一条路呢？ 好吧，其实有以太坊研究人员深入探索了更复杂的分片系统：分片将是链，将有子链依赖于父链的分叉选择规则，跨分片消息将通过协议路由，验证器将在分片之间旋转，甚至应用程序也会自动在分片之间进行负载平衡！ 这种方法的问题在于，这些分片形式主要是想法和数学模型，而 Danksharding 是一个完整且几乎可实施的规范。 因此，在我看来，考虑到以太坊的环境和限制以太坊合并以后还能挖吗，分片简化和去野心绝对是正确的举措。 也就是说，更雄心勃勃的研究也起着非常重要的作用：它确定了有前途的研究方向，即使是非常复杂的想法通常也有这些想法的“相当简单”的版本，这些版本仍然提供很多好处以太坊合并以后还能挖吗，而且很有可能将在未来几年显着影响以太坊的协议开发（甚至是第 2 层协议）。

EVM 中的功能更多还是更少？ 事实上，除了安全审计之外，EVM 的规范基本上可以在 2014 年年中推出。但是，在接下来的几个月里，我们继续积极探索我们认为可能对去中心化应用区块链很重要的新特性。 有些没进去，有些进去了。 如今，大多数不添加更多功能的决定已被证明是非常好的决定。 没有明显的理由添加 POST 操作码。 ALARM 操作码实际上很难安全地实现：如果块 1...99999 中的每个人都设置一个 ALARM 以在块 100000 执行大量代码，会发生什么？ 该块是否需要数小时才能处理？ 一些预定的操作会被推迟到以后的区块吗？ 但如果发生这种情况，那么有什么保证 ALARM 会一直存在呢？ SSTORE 很难安全地用于字节数组，并且会大大扩展最坏情况下的见证大小。 状态租金问题更具挑战性：如果我们从第一天开始就实施某种状态租金，我们就不会让智能合约生态系统围绕持久状态的规范假设发展。 以太坊本来会更难构建，但它本可以更具可扩展性和可持续性。 与此同时，我们当时的国家到期计划确实比现在糟糕得多。 有时好主意需要数年时间才能想出，而且没有更好的解决方案。

备选路径 [LOG]LOG 可以通过两种不同的方式完成： 我们强烈考虑了 (1)，但拒绝了它。 主要原因是简单：日志记录更容易来自 op[log] 代码。 我们还（大错特错！）期望大多数用户快速迁移到智能合约钱包，这些钱包可能已经使用操作码来明确记录转账。 2. 没想过，但回想起来总是一个选择。 (2)的主要缺点是缺少快速扫描日志的Bloom filter机制。 但事实证明，Bloom filter 机制对于 dapps 来说太慢了，对用户友好，所以现在越来越多的人使用 TheGraph 进行查询。 总的来说，这两种方法都可能优于现状。 将 [LOG] 保留在协议之外会使事情变得更简单，但如果它自动记录协议内的所有 ETH 传输会更有用。

今天，我可能赞成最终从 EVM 中删除 [LOG] 操作码。

如果 EVM 完全不同怎么办？

EVM 可以采用两种截然不同的自然路径：

使 EVM 成为具有内置结构（如变量、if 语句、循环等）的高级语言。

使 EVM 成为某个现有 VM（LLVM、WASM 等）的副本。

第一条路径从未真正被考虑过。 这条路径的吸引力在于它可以让编译器变得更简单，让更多的开发者可以直接在 EVM 中编码。 它还可以使 ZK-EVM 结构更简单。 这条路径的弱点在于它使 EVM 代码在结构上更加复杂：它不是一个简单的连续操作码列表，而是一个必须以某种方式存储的更复杂的数据结构。 也就是说，错失了两全其美的机会：一些 EVM 更改会给我们带来很多好处，同时保持基本的 EVM 结构大致相同：禁止动态跳转并添加一些旨在支持的操作码子例程（另请参见: EIP-2315)，内存访问只允许在 32 字节的字边界上，等等。 第二条路径已被多次建议和拒绝。 通常的说法是，它允许将程序从现有语言（C、Rust 等）编译到 EVM 中。 反对的论点一直是，鉴于以太坊的独特局限性，它实际上不会提供任何好处：因此，尽管有许多更小的细节，但 EVM 可能永远不会与我们今天所拥有的完全不同（跳转、64 位与 256 位等）如果为了更好的结果而采取不同的做法，结果会有所不同。

ETH 供应应该以不同方式分配吗？ Etherscan 的这张图表大致代表了当前的 ETH 供应量：

今天存在的所有 ETH 中大约有一半是在公开的以太坊销售中出售的，任何人都可以将 BTC 发送到标准化的比特币地址，而初始的 ETH 供应分配是由一个开源脚本计算的，该脚本扫描比特币区块链以向该地址进行交易. 其余大部分已被开采。 底部部分，标记为“其他”的 1200 万个 ETH 是“预挖矿”——分配给以太坊基金会和大约 100 个以太坊协议早期贡献者的区块。 这个过程有两个主要的批评：

在某种程度上，这些问题是相关的：最小化中心化观念的愿望导致更小的预挖矿，消耗得更快。 这不是做事情的唯一方法。 Zcash 有不同的做法：将固定的 20% 的区块奖励分配给协议中硬编码的一组接收者，并且每 4 年重新协商一组接收者（到目前为止，这种情况发生过一次）。 这本来会更可持续，但它会因为中心化而受到更严厉的批评（Zcash 社区似乎比以太坊社区更公开地接受更多的技术领导）。

一种可能的替代路径类似于当今一些 defi 项目中流行的“从第一天开始的 DAO”路径。 这是一个可能的稻草人建议：销售可以由一个法律实体进行，该实体承诺按照与 ETH 开发基金相同的比例分配销售期间收到的比特币（或者销毁它们，如果我们真的想让比特币持有者高兴的话）。 这可能会为以太坊基金会带来大量资金，也可能为非 EF 团体带来大量资金（导致更多的生态系统去中心化），所有这些都不会破坏可信的中立性。 主要缺点当然是代币投票真的很糟糕，但实际上我们本可以意识到 2014 年仍然是一个早期和理想主义的时期，代币投票最糟糕的缺点只会在销售结束后很久才会发挥作用。 这会是一个更好的主意并树立更好的先例吗？ 也许！ 尽管事实上即使是开发基金也是完全中立的，但今天对以太坊预挖大喊大叫的人可能刚刚开始对 DAO 分叉大喊大叫。

我们可以从这一切中学到什么？ 总的来说，我有时觉得以太坊最大的挑战来自于平衡两个愿景——一个重视安全性和简单性的纯粹和简单的区块链，以及一个用于构建高级应用程序的高级区块链。 性能和功能平台。 上面的许多例子只是一个方面：我们是功能较少但更像比特币，还是功能更多但对开发人员更友好？ 我们是否非常担心让开发资金变得可信中立并更像比特币，或者我们是否担心确保开发人员获得足够的奖励以首先让以太坊变得更好？ 我个人的梦想是尝试同时实现这两个愿景——基础层的规格每年都比前一年小，以及以第 2 层协议为中心的对开发人员友好的高级应用程序的强大生态系统。 也就是说，要达到这样一个理想的世界需要很长时间，而更多地意识到这需要时间并且我们需要逐步考虑路线图，这对我们有很大帮助。 今天，有很多事情我们无法改变，但也有很多事情我们仍然可以改变，并且在功能和简单性方面仍然有足够的改进途径。 有时路径是曲折的：我们需要首先增加一些复杂性以启用分片，这反过来又在顶部启用了大量的第 2 层可扩展性。 也就是说，降低复杂性是可能的，以太坊的历史已经证明了这一点：正在酝酿中的想法，例如 Verkle 树，可以进一步降低复杂性。 但未来如何更好地平衡这两种愿景，是我们应该开始更积极思考的问题。