V 神更新以太坊路线图:隐私、抗量子升级优先,STARK+AI 验证成未来核心

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V 神更新以太坊路线图

以太坊共同创办人 Vitalik Buterin 近日在社群平台 X 发文,将自己于 2023 年提出的以太坊路线图,与以太坊基金会最新版本的 Strawmap 进行比对。

Vitalik 表示,两份路线图整体有不少重叠,但部分项目顺序出现调整,例如抗量子安全性优先程度提高;部分项目被降低优先度,包括可验证延迟函数与多项 EVM 相关改进。

另有部分项目被更好的技术方案取代,例如默克尔树(Verkle Tree)先转为统一二元树再演进为分区二元树,状态到期机制则被新的状态类型取代。

隐私与抗量子成为全新核心项目

Vitalik 表示,Strawmap 中出现多项 2023 年路线图完全没有纳入的全新内容,反映出优先顺序的改变。其中最受关注的是强隐私保护,以及因应后量子时代的积极扩容规划。

在隐私方面,Vitalik 提到的项目包括金钥随机数与最新根、部分 FOCIL 机制(注 1)、精简隐私池,以及称为 wormholes 的设计,而 FOCIL 相关机制将是以太坊 Hegota 硬分叉的主要升级项目之一。

在抗量子方面,Strawmap 纳入 leanSPHINCS(注 2)签章与聚合技术,以及称为 zkzk frames(注 3)的框架设计,用于支援后量子签章与 STARK 整合。

V 神更新以太坊路线图:隐私、抗量子升级优先,STARK+AI 验证成未来核心

STARK 与 AI 辅助形式验证成为协定基础

Vitalik 指出,STARK 递回验证(注 4)与 AI 辅助形式验证,如今被视为以太坊技术未来可仰赖的核心元件。

他表示,协定中有一项称为聚合成联集验证依赖项的机制,预计同时用于执行层、共识层与资料层,而这种做法唯有透过形式验证才能确保安全,形式验证本身又仰赖现代 AI 工具才得以实现。

Vitalik 持续强调抗量子,Strawmap 纳入原生 rollup

Vitalik 今年以来持续强调抗量子准备,包括在今年 1 月呼吁开发者及早采用抗量子密码学,2 月也提出分阶段汰换以太坊四项可能受量子威胁密码元件的计划,以及 7 月将量子安全与隐私列为精简以太坊改造计划的核心。

Strawmap 也纳入区块空间与燃料期货、原生 rollup 等 2023 年尚不存在的概念。 Vitalik 说明,原生 rollup 当时未被考虑,是因为 SNARK 技术(注 5)远未成熟到可支援这类复杂扩容设计。

随著 zkzk frames 推进,协定未来可能向开发者开放更精简的指令集架构,例如 leanISA 或 RISC-V;届时 EVM 角色也可能转变为建构在新指令集之上的中介层,而非内建于基础协定的既有功能。

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以太坊持续朝高效能、可扩展、精简化发展

Vitalik 在贴文结尾写道,以太坊将具备抗量子能力,将把使用者隐私放在优先位置,将维持安全性与抗审查性,并在满足上述条件同时追求高效能与可扩展性,同时朝精简化方向发展。

Strawmap 是以太坊基金会规划协定升级方向的参考文件,本质上是持续修订的草案,而非固定时程表,时程排到 2029 年,最近一次更新为 8 月 4 日。

以太坊基金会过去曾因升级延宕或资源分配问题受到外界批评。今年 6 月,以太坊基金会裁员 20% 人力,并依 CROPs 目标重组为五个核心小组,同期也有 EthLabs 与 EthSystems 等新机构成立,协助推动研发与机构级隐私技术。

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本文技术专有名词说明

FOCIL 机制

FOCIL 全名为 Fork-Choice Enforced Inclusion Lists(分叉选择强制纳入清单),是强化以太坊交易纳入可靠性与抗审查性的机制设计,属于共识层升级项目。

根据 Strawmap 规划,FOCIL 将是以太坊 Hegota 硬分叉的主要升级项目之一,目的是确保验证者无法任意排除特定交易,借此降低区块构建过程遭到审查或垄断的风险。

leanSPHINCS 签章

leanSPHINCS 是一种以杂凑函数为基础的抗量子签章方案,属于 SPHINCS 签章家族的精简版本。

此类签章不依赖椭圆曲线密码学,因此即使未来量子电脑具备破解传统签章的能力,仍可维持安全性。

在 Ethereum Magicians 论坛上,Vitalik 说明选择以杂凑函数为基础的方案,而非格基密码学(lattice-based)方案,是希望协定基础层尽量单纯,降低整体维运复杂度。

zkzk frame

zkzk frame 是 Vitalik 于 Ethereum Magicians 论坛提出的交易框架构想,对应提案编号 EIP-8288,目的是结合后量子签章与 STARK 聚合技术。

此设计让交易可以宣告其密码学上的验证依赖项,再由区块构建者将多笔交易的验证需求,聚合为单一个递回 STARK 证明,借此在导入体积较大的抗量子签章时,仍能维持链上资料量与链上手续费(Gas)成本的效率。目前此提案仍在论坛讨论阶段,尚未取得正式 EIP 编号。

STARK

STARK 全名为 Scalable Transparent Argument of Knowledge(可扩展透明知识论证),是一种零知识证明技术,可让验证者在不重新执行完整运算的情况下,确认某项运算结果正确无误。

相较于部分其他零知识证明技术,STARK 不需要可信任的初始设定(trusted setup),且通常具备抗量子的安全特性,因此在以太坊多项升级规划中,被视为可同时用于执行层、共识层与资料层的核心验证工具。

SNARK

SNARK 全名为 Succinct Non-Interactive Argument of Knowledge(简洁非互动式知识论证),同样是一种零知识证明技术,特性是证明体积小、验证速度快,被广泛应用于现行的 zk-rollup 等扩容方案中。

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