Vitalik Buterin表示，如今大多数人所熟知的以太坊——一个用于转账、交易代币和运行去中心化应用的网络——到本 दशक末将走向一种根本不同的设计。Buterin在周日发布的一篇题为《The cryptographic world computer》的文章中，阐述了他对以太坊未来可扩展性的设想：更多依赖密码学证明和外部计算机网络，而不是当前区块链所依赖的“蛮力式”验证。

要点

• Vitalik Buterin将以太坊2030年的架构描述为一种混合系统：区块链结合密码学证明和外部计算机网络，仍被称为区块链，但运作方式将大不相同。
• 以太坊当前的验证方式要求每个节点重复同样的交易计算，这种机制保证了网络诚实，但也限制了增加计算机数量后能带来的吞吐提升。
• 简短的数学证明可以让计算机彼此验证工作结果，而无需重做每一步计算，从而让不同机器同时处理不同任务。
• Buterin的隐私计划将隐藏钱包余额查询和支付细节，并建立在Zcash已使用的技术之上；截至周五，Zcash的shielded pools约持有490万枚ZEC。

Vitalik Buterin对2030年以太坊的设想

Buterin的核心观点很直接：到2030年，以太坊或许仍会保留“区块链”这一标签，但它的行为方式将不再是人们目前理解的那种区块链。他描述的网络将把区块链、密码学证明以及运行在基础链之外的计算机网络融合在一起，从而改变以太坊能处理什么，以及用户能自行验证什么。

“密码学世界计算机”概念

Buterin将这一转变描述为超越简单账本，迈向他所称的“密码学世界计算机”。这种混合架构旨在把区块链与现代密码学结合起来，释放当前系统无法提供的能力。

区块链与密码学结合的混合架构

按照Vitalik Buterin关于密码学证明推理的说法，这一转变已经在进行中。Buterin表示，未来的升级将更多依赖数学证明、软件错误检查工具，以及能够抵御量子攻击的安全设计。

当前以太坊验证方式及其扩展性限制

目前，要彻底验证以太坊，就意味着要重复每笔交易背后的计算。完整节点会确认发送方是否有足够资金，以及某个应用是否按照自身规则运行，而它这样做的方式，就是重新执行其他每个诚实节点已经做过的同样数学计算。

这种冗余正是以太坊保持可信的原因，但它也限制了网络能力。向网络增加更多计算机，并不会自动转化为更多交易容量，因为每台机器都忙于重新验证其他机器已经检查过的活动。这正是Buterin提案试图解决的区块链扩展性限制。

开发者十年前曾尝试通过把工作拆分给更小的计算机群组来绕过这一问题，但协调这些群组会引入延迟，而且一旦某个群组失败，整个网络也难以恢复。Buterin表示：“当时这不可行，主要原因是缺少验证这一关键要素。”

密码学证明在扩展性与验证中的进展

Buterin认为，更新的密码学工具如今提供了一种打破这一限制的方法：用紧凑的证明取代完整重算，让其他计算机几乎可以瞬间完成检查。

用简短数学证明取代重算

在这种模式下，一台计算机先处理一批交易，并生成一个简短的数学证明，说明自己遵守了网络规则。其他机器验证这一证明的速度，会远快于重新执行原始计算；与此同时，独立的抽查会确认底层交易数据仍然可供任何想要检查的人获取。

不同计算机并行处理任务

这种安排将允许不同计算机同时处理不同工作，同时彼此验证结果，从而在不牺牲网络可信度的前提下提升以太坊总容量。但也有一个限制：以太坊仍需解决交易顺序相关的问题，例如两笔冲突支付中哪一笔先发生。Buterin建议，这类工作可以更多在链下提前完成，之后再把证明合并，从而减少最终记录到区块链上的信息量。

隐私增强与更广泛的生态发展

除了扩展性，Buterin的路线图还针对一个更隐蔽的隐私泄露：用户仅仅是查询自己的钱包时所暴露的信息。这是当前以太坊生态中正在形成的更广泛隐私升级的一部分。

隐藏钱包使用数据和余额查询

如今，查询余额通常意味着向外部服务器询问某个特定地址，而服务器运营方即使看不到支付本身，也能知道某人关注了哪些账户。Buterin设想将这些余额请求、支付细节以及账户使用的支出规则都隐藏起来。这样一来，例如企业就可以在不暴露账户信息的情况下保持支付机密，即便员工查询余额也不会泄露太多信息。

以太坊并不是唯一追求这一目标的项目。Zcash已经允许用户发送带有加密地址和金额的shielded payments。根据CoinDesk对ZecStats数据的分析，截至周五，其shielded pools约持有490万枚ZEC，代币价格在过去一周上涨约15%后接近1,660美元。另一方面，本周发布的一篇《Shielded Bitcoin》论文的研究人员提出，将同样的加密支付设计借鉴到BTC上，把以比特币计价的价值存入加密票据中，并通过独立软件检查的数学证明来验证支出，而不是依赖比特币自身的共识规则。论文作者将实际的比特币存入和提取机制留给未来研究。

Buterin自己的路线图也指向类似的长期方向：后续以太坊升级将越来越依赖数学证明、自动检查软件错误的工具，以及能够抵御未来量子计算机的安全设计。

这对以太坊未来十年意味着什么

综合来看，这些变化重新定义了“扩展以太坊”究竟意味着什么。网络不再只是让更多验证者做相同工作，而是把不同计算分散到不同机器上，同时用证明机制确保所有人诚实。对于评估以太坊未来能否承载主流活动规模的开发者和机构来说，这种区别比单纯的每秒交易数更重要。

隐私层对采用也同样重要。企业和普通用户长期以来都把公开余额查询和可追踪的钱包活动视为不愿在完全透明链上处理敏感业务的原因。如果Buterin提出的隐藏余额查询和支付规则的方法如其所述有效，它可能会消除阻碍现实世界使用的一个长期摩擦点，不过监管机构会如何回应这种更高的保密性，路线图并未给出答案。

这些变化不会在一夜之间落地。Buterin自己的表述将这一转变视为一场持续到2030年的多年变革。其后续目标是提供“更便宜、更可扩展、也更私密的高安全性计算”，而这是网络此前技术单独无法支持的。

常见问答

以太坊目前如何验证交易，为什么这会限制扩展性？

以太坊目前通过在每个节点重复所有计算来验证交易，这种方式非常耗费资源，并限制了扩展性。

密码学证明在以太坊未来扩展性中扮演什么角色？

密码学证明允许用简短证明来验证交易，而不是完整重算，从而实现并行处理和更高容量。

根据Buterin的设想，以太坊的隐私将如何改善？

隐私改进旨在隐藏钱包使用模式、余额查询和支付细节，让用户能够保密交易信息。

未来以太坊计划有哪些安全增强？

未来升级将重点关注量子抗性安全、自动化的软件形式化验证，以及可扩展、私密的计算。

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