撰文：Ryan Sean Adams 本文編譯自Bankless
以太坊的路線圖很棒，但這並不簡單。
根據我的思考：
以上只是以太坊基礎協議升級。以太坊的主要擴展計劃正在數十個資金充足的團隊中并行進行，這些團隊擁有optimistic和zk-rollup技術。因此，預計2022年將成為Rollup之年。
可擴展性的進展是不間斷的。
以太坊現在正在使用dYdX、Immutable X、Arbitrum、Optimism和許多其他工具進行擴展。而2年內的數據分片升級將使這些rollups的費用再降低80-100倍。
以太坊是一個正在發生重大變化的協議。從中期來看，我們正在推動協議的升級，使其能夠擴展以滿足全球需求，同時也提高安全性和去中心化。這是一條漫長而曲折的道路，但我們的研究人員和修補者比以往任何時候都更加活躍。
在開始之前，請記住，這不是“官方”路線圖，它代表的是對事情現狀的有限的、主觀的看法。
名稱已經改變
時間線 → 正在進行中
讓我們來談談我們對事物的稱呼。雖然從這裡開始可能看起來很奇怪，但請記住，命名框架是由路線圖決定的。以下是最近流行術語變化的兩個例子，以及它們改變的原因。
執行與共識
無論出於什麼目的，術語“Eth1”和“Eth2”已不再用於核心開發——請參閱Tim Beiko的“Great Renaming”文檔。
舊的命名方案提出了兩個問題，即“Eth1在先，Eth2隻能在其後”和“一旦Eth2存在，Eth1將不復存在”。從2020 年 10 月開始，Danny Ryan已經指出了這個問題。儘管信標鏈（Beacon Chain）自推出以來一直與主網一起運行，但使用Eth1和Eth2表明，早期版本在某個時候會消失。然而實際上，通過合併，鏈狀態將無縫地與信標鏈結合在一起。
沒有數據會丟失，也無需遷移。
現在，我們已經轉向“執行”和“共識”，而不是Eth1或Eth2。建議你在此處閱讀Danny的深度文章。簡而言之，執行是指用戶層的所有事物：應用程序、賬戶餘額、代幣等。這也可以稱為“狀態”。
然後，共識是將所有東西結合在一起的權益證明機制：最終性、分叉選擇規則、驗證器和激勵機制。
在合併后的環境中，這兩個層是共存的。
“功能”而不是“階段”
階段是我們已經改變的另一個術語。過去，它們指的是特定的協議變化，例如，“第0階段是信標鏈”。
從去年年底開始，已開始非正式、漸進地將“階段”重新定義為“功能”。首先，使用“功能”更靈活。當設計更新或範圍擴大/縮小時，很難傳達簡寫的“第X階段”已經發生改變。
其次，與上面的“執行和共識”部分保持一致，它表明了順序性：“X階段”之後必須是“X+1 階段”。在當前時間線中不起作用的一個很好的例子是，合併（以前的“階段1.5”）優先於數據分片（以前的“階段 1”）。
偏向“功能”意味着名稱是原子性的，在需要時很容易重新排序，並且更清楚地傳達它們的最終影響。
認識論的靈活性
更抽象地說，我認為上述兩個變化都是基於認識論的靈活性，認識論的意思是“與知識或認識相關”。換句話說，它是一種靈活的知識形成模式，可以讓我們的社區更好地理解集市產生的非結構化創造力。
我們能夠對路線圖做出適應性決策，因為我們不拘泥於階段或順序。這是以太坊哲學的重要組成部分，我很高興看到它紮根於此。
更廣泛的社區可能需要一段時間來適應新的命名規範。
合併
時間線→ 5-8個月
現在我們已經解決了命名問題，讓我們來談談下一個令人興奮的以太坊功能：合併（The Merge）。這是指以太坊即將從工作量證明（PoW）轉換為權益證明（PoS）。
對於以太坊以及更廣泛的加密領域來說，這是最受廣泛期待的協議變更之一。在我們這個行業存在的大部分時間裡，PoW及其對能源消耗的負面看法一直主導着大眾媒體。以太坊將成為有史以來最大的“熱交換”其共識機制的協議。反過來，這也有望改變這種說法。
對協議的好處
合併包括對協議的許多重大改進：
- 一旦升級上線，鏈條就會變得更加安全。區塊在某個時間點后“最終確定”，引入了對驗證者鏈重組的大幅抑制——即驗證者重組區塊或其內部交易。
- 其次，PoS消除了與PoW相關的巨大的能源消耗和硬件浪費。研究人員估計，以太坊的能源使用將下降高達99.95%。一小部分常規商品硬件將取代當前運行以太坊共識的ASIC和GPU。這兩種效應將導致更節能、多樣化、地理分佈更廣、抗脆弱的共識參與者集合。
- 第三，以太坊PoS為分片奠定了基礎，這是一項同樣重要的協議變更，將把鏈分成許多併發線程。分片通過增加可用於數據可用性和結算的區塊空間來增強L2擴展工作。
- 最後，升級將使ETH的年發行量從目前的凈3.5%降至凈0%左右。
合併之路
為合併奠定基礎的第一個重大事件是Rayonism，這是今年早些時候的一個為期一個月的黑客馬拉松。這項工作模擬了合併發生后鏈的狀態，以及共識/執行客戶端將如何相互對話。
如果你想了解更多關於這兩個事件的信息，請查看Tim Beiko的帖子“Amphora：一個主要的合併里程碑”。
從該事件中學到的知識已被納入最新版本的合併規範，稱為“Kintsugi”。同時，還有一個名為Pithos的長期存在的開發網絡。這將在2021年第四季度至2022年第一季度期間重啟多次，以使用更新后的規範重新測試從PoW到PoS的過渡時刻。一旦這種過渡相當穩定，現有的測試網（如Goerli）就可以升級，以符合規範。
感興趣的社區成員可以關注“合併主網準備清單”，這是對剩餘任務的全面概述。
以太坊上海升級
時間線→ 10-12個月
合併后的以太坊的一個有趣之處在於，雖然鏈最終被合併，但客戶端仍然是獨立的。這包括它們的架構方式，以及從事這些工作的團隊。對於驗證者來說，這意味着有大量的選擇。每個執行客戶端都可以在每個排列中與每個共識客戶端組合，反之亦然。在此處列出了這些組合客戶端的可能名稱列表。
獨立的執行層和共識層也允許在需要時進行非耦合的升級過程。這很好地契合了以太坊的關注點分離哲學。換句話說，幾個小的變化通常比一個單一的變化更易於管理。
然而，上海的升級將對這兩個層進行耦合更改，以使驗證器提取成為可能。這允許驗證者將他們的ETH從共識退出到執行層，將它們更緊密地綁定在一起。一旦ETH從信標鏈中退出，那麼它就可以像今天人們一樣使用它：作為價值存儲、支付NFT或支付交易費用。對於執行層，還有許多其他的建議正在被考慮，但沒有任何建議被上海升級正式接受。
我們不會知道可接受的範圍，直到我們更接近合併且實際運行。
研究
時間線 → 正在進行中
在上述內容被指定、實施和測試的同時，還有其他平行的研究工作在推動以太坊向前發展。
數據分片
在切換到權益證明之後，分片可能是以太坊即將發生的最重要的變化。請注意，當前的提案側重於數據分片，而不是執行。此功能為L2提供了更多的區塊空間來存儲數據，但它不會像我們在主網上熟悉的那樣支持本地用戶事務執行。Rollups目前使用以太坊進行這種類型的結算操作。此類分片的基礎研究不那麼複雜，這意味着它可以更快地進入主網並加速L2。
原圖：Hsiao-wei Wang 設計：Quantstamp
優先考慮數據可用性符合可擴展性研究和應用程序在過去18個月中的發展趨勢。Vitalik在2020年10月的帖子“以rollup為中心的以太坊路線圖”中很好地闡述了這一可能的未來。
在未來的某個時刻，社區可能會決定添加分片執行。這仍然是一個開放的研究問題。
狀態保質期和弱無狀態
這一領域的研究將改革協議處理狀態的方式。狀態是指所有的用戶記錄，包括合約、代幣、NFT和地址。在今天的以太坊中，用戶每筆交易都會產生一次性費用，以無限期地保持狀態。長期來看，這是不可能持續的。
多年來，已經探索了一些具有不同權衡的提案，包括狀態租金和ReGenesis之類的東西。
一個領先的提議被稱為“弱無狀態（Weak Statelessness）”。這改變了以太坊節點持有和處理狀態的方式。具體來說，只有區塊提議者需要存儲狀態，而所有其他節點可以無狀態地驗證區塊。以下是它如何影響不同的用戶配置文件：
- 用戶：可以丟棄狀態，但需要隨交易一起提交“見證”。見證是與交易一起發送的證明，以證明它是有效的
- 非驗證者節點：可以丟棄狀態
- 驗證者/區塊提議者：如果依賴第三方進行區塊生產，則可以丟棄狀態
- 區塊生產者：沒有變化，仍然需要所有狀態。使用來自用戶的見證來製作包含有效狀態變化的區塊
伴隨的提案稱為“狀態保質期（State Expiry）”。在這裡，如果在設定的時間段內未訪問，則狀態可以變為非活動狀態或從活動狀態“過期”。這可能是冷存儲中的ETH，也可能是社區遷移出的廢棄ERC20。如果用戶想要重新激活他們的狀態，任何發送的交易都需要有一個見證。限制活動狀態大小的好處之一是，節點應該更易於管理，以便進行同步和維護。
這兩個概念都在積極的研究、基準測試，並通過概念驗證來實現。
深入了解當前的進展：
- 來自Guillame Ballet的鏈接綜述
- EthR&D Discord 指南中的鏈接
本文鏈接：https://www.8btc.com/article/6707785
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