Vitalik Buterin 表示，如今大多數人所熟知的以太坊——一個用於轉賬、交易代幣和運行去中心化應用程式的網絡——在這個十年末將走向一種根本不同的設計。Buterin 在週日發布的一篇題為《The cryptographic world computer》的文章中，闡述了他對以太坊未來可擴展性的設想：將更加依賴於密碼學證明和外部計算機網絡，而不是現在區塊鏈所依賴的「暴力式」驗證。
Dintlha tsa Botlhokwa
- Vitalik Buterin 將以太坊2030年的架構描述為一種混合系統：區塊鏈結合了密碼學證明和外部電腦網路，仍被稱為區塊鏈，但運作方式將大不相同。
- 以太坊目前的驗證方式要求每個節點重複相同的交易計算，這種機制保證了網路的誠實性，但也限制了增加計算機數量後所能帶來的吞吐量提升。
- 簡短的數學證明可以讓計算機互相驗證工作結果，而無需重做每一步計算，從而讓不同的機器同時處理不同的任務。
- Buterin的隱私計劃將隱藏錢包餘額查詢和支付細節，並建立在Zcash已使用的技术之上；截至週五，Zcash的shielded pools約持有490萬枚ZEC。
Vitalik Buterin對2030年以太坊的設想
Buterin 的核心觀點很直截了當：到2030年，以太坊或許仍會保留「區塊鏈」這一稱號，但它的運作方式將不再是以人們目前所理解的那种區塊鏈。他描述的網絡將把區塊鏈、密碼學證明以及運行在基礎鏈之外的電腦網絡融合在一起，從而改變以太坊能處理什麼，以及用戶能自行驗證什麼。
「密碼學世界電腦」概念
Buterin 将这一转变描述为超越简单的账本，迈向他所谓的“密码学世界计算机”。这种混合架构旨在将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。
区块链與密碼學結合的混合架構
根據 Vitalik Buterin 有關密碼學證明推理的說法，這一轉變已經在進行中。Buterin 表示，未來的升級將更加依賴於數學證明、軟體錯誤檢查工具，以及能夠抵禦量子攻擊的安全設計。
當前以太坊的驗證方式及其擴展性限制
目前，要徹底驗證以太坊，就意味著要重複每一筆交易背後的計算。完整節點會確認發送方是否有足夠資金，以及某個應用是否按照自身的規則運行，而它這樣做的方式，就是重新執行其他每一個誠實節點已經做過的相同數學計算。
這種冗餘正是以太坊保持可信度的原因，但同時也限制了網絡的處理能力。向網絡中添加更多計算機，並不會自動轉化為更高的交易處理量，因為每臺機器都必須忙於重新驗證其他機器已經檢查過的數據。這正是 Buterin 提案試圖解決的區塊鏈可擴展性限制。
開發者十年前曾試圖透過將工作分配給更小的計算機群組來規避這一問題，但協調這些群組會引入延遲，而且一旦某個群組失敗，整個網路也難以恢復。Buterin 表示：「當時這是不可行的，主要原因是缺乏驗證這一關鍵要素。」
密碼學在擴展性與驗證方面的進展
Buterin認為，現在更新的密碼學工具提供了一種打破這一限制的方法：用緊湊的證明來取代完整的重新計算，讓其他計算機幾乎可以瞬間完成檢查。
用簡短的數學證明取代重算
在這種模式下，一臺電腦會先處理一批交易，並生成一個簡短的數學證明，以證明自己遵守了網絡規則。其他機器驗證這個證明的速度，會遠快於重新執行原始計算；同時，獨立的抽查會確認底層交易數據仍然可供任何想要檢查的人獲取。
不同電腦並行處理任務
這種安排將允許不同的電腦同時處理不同的工作，並互相驗證結果，從而在不犧牲網路可信度的情況下提升以太坊的總容量。但也有一個限制：以太坊仍需解決與交易順序相關的問題，例如在兩筆衝突的支付中，哪一筆先發生。Buterin 建議，這類工作可以更多在鏈下提前完成，之後再把證明合併，從而減少最終記錄在區塊鏈上的信息量。
隱私增強與更廣泛的生態發展
除了擴展性之外，Buterin的路線圖還針對一個更隱蔽的隱私泄露問題：用戶在僅僅查詢自己錢包時所暴露的信息。這是當前以太坊生態中正在形成的更廣泛隱私升級的一部分。
隱藏錢包使用數據和餘額查詢
如今，查詢餘額通常意味著向外部伺服器詢問某個特定地址，而伺服器運營方即使看不到支付本身，也能知道某人關注了哪些賬戶。Buterin 的設想是將這些餘額請求、支付細節以及賬戶使用的支出規則都隱藏起來。這樣一來，例如企業就可以在不暴露賬戶信息的情況下保持支付的機密性，即便員工查詢餘額也不會泄露太多信息。
以太坊並非唯一追求這一目標的項目。Zcash 已經允許用戶發送帶有加密地址和金額的 shielded payments。根據 CoinDesk 对 ZecStats 數據的分析，截至週五，其 shielded pools 大約持有490萬枚 ZEC，代幣價格在過去一週上漲約15%後接近1,660美元。另一方面，本周發布的一篇《Shielded Bitcoin》論文的研究人員提出，將同樣的加密支付設計借鑑到 BTC 上，把以比特幣計價的價值存入加密票據中，并通過獨立軟件檢查的數學證明來驗證支出，而不是依賴比特幣自身的共識規則。論文作者將實際的比特幣存入和提取機制留給未來的研究。
Buterin 自己的路线圖也指向類似的長期方向：後續的以太坊升級將越來越依賴於數學證明、自動檢查軟體錯誤的工具，以及能夠抵禦未來量子計算機的安全設計。
這對以太坊未來十年意味著什麼
綜合來看，這些變化重新定義了「擴展以太坊」究竟意味著什麼。網路不再只是讓更多驗證者做相同的工作，而是將不同的計算分散到不同的機器上，同時利用證明機制確保所有人都能誠實相待。對於評估以太坊未來能否承載主流活動規模的開發者和機構而言，這種差異比單純的每秒交易數量更加重要。
隱私層面對於採用這種方式同樣重要。長期以來，企業和普通用戶都將公開餘額查詢和可追蹤的錢包活動視為不願在完全透明的鏈路上處理敏感業務的原因。如果 Buterin 提出的隱藏餘額查詢和支付規則的方法如其所說那樣有效，它可能會消除阻礙現實世界使用的長期摩擦點，然而監管機構將如何回應這種更高的保密性，路線圖並未給出答案。
這些變化不會在一夜之間實現。Buterin 將這一轉變視為一場持續到2030年的多年變革。其後續目標是提供「更便宜、更可擴展、也更加私密的的高安全性計算」，而這是網路此前技術單獨無法支持的。
常見問答
以太坊目前如何驗證交易，為何這會限制擴展性？
以太坊目前透過在每個節點重複所有計算來驗證交易，這種方式非常消耗資源，並限制了可擴展性。
密碼學在以太坊未來的擴展性中扮演什麼樣的角色？
密碼學證明允許使用簡短的證明來驗證交易，而非進行完整的重新計算，從而實現並行處理和更高的處理能力。
根據 Buterin 的設想，以太坊的隱私將如何得到改善？
隱私改善旨在隱藏錢包使用模式、餘額查詢和支付細節，讓用戶能夠保密交易信息。
未來以太坊計劃有哪些安全增強？
未來的升級將重點關注量子抗性安全、自動化的軟體形式化驗證，以及可擴展、私密的計算。
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