以太坊是人類文明層面的一種創新，如同語言和文字一樣。但在以太坊的發展過程中，它也經歷了幾次重大變化，要了解以太坊並參與其中，你需要了解它的歷史和演變過程。
作者：Luozhu
編譯： Web3Caff，經作者授權發布
封面：William Tempest，Ethereum
我將在這個主題中梳理以太坊的演變，以及最新的路線圖。鑑於以太坊是一個非常複雜的經濟系統，我只挑出了主要的部分（所以可能有一些遺漏）。
以太坊是由 Vitalik Buterin 在 2013 年發起，其直接借用了比特幣的設計，所以注重去中心化和安全從一開始就是以太坊的 DNA（這就是我喜歡它的原因）
但由於"可擴展性三難"問題（譯者註：三難即擴展性，去中心化和安全性之間的不可能三角問題），以太坊的擴展一直非常困難。有很多區塊鏈想從不同的方向超越以太坊，但他們的選擇給他們帶來了更多的問題
比如，有些公鏈平台選擇一個具有高 TPS（可擴展+安全）的鏈，它們一般有非常大的區塊和高性能的節點，每秒可以處理更多的交易。但代價是中心化，因為消費者的筆記本電腦不能運行這樣的高性能節點，所以他們只有幾十個或幾百個節點（BSC，Solana）。
另一種選擇是去中心化+可擴展的，比如 IBC 和其他多鏈宇宙，但這產生了很大的安全風險。如果攻擊者選擇多鏈中最弱的一個進行攻擊，一旦成功，將引起一系列嚴重的連鎖反應。
對於以太坊，其寧願犧牲一定程度的可擴展性，也不願意放棄去中心化和安全性，所以當以太坊剛推出時（2015 年），Vitalik Buterin 便開始研究併計劃將 PoW 轉換為 PoS，具體詳見：Understanding Serenity, Part 2: Casper
與 PoW 相比，PoS 有三個優勢：以太坊網絡將更加安全和分散，詳情請參考 Vitalik Buterin 的這篇文章。同時下面這個推文也將描述：從 PoS 共識機制開始的以太坊最早路線圖。
最早的路線圖是：PoW 到 PoS（0 階段）→數據分片（1 階段）→執行分片（2 階段），以太坊不僅希望有最好的去中心化和安全性，還希望通過數據/執行分片來解決執行效率的問題。
根據 Vitalik Buterin 研究表明，以太坊在第二階段實施後可以達到 1000-5000 TPS。目前，以太坊只有 5-15 TPS。
執行效率的提高主要是因為執行分片可以並行地執行交易，而 PoS 作為第 0 階段，不僅僅是因為第一次研究，還因為其他分片需要使用 PoS 作為基礎層（Beacon Chain）。
在這個工作流中，數據分片不涉及代碼執行，只涉及數據存儲和驗證（數據可用性）。執行分片用於執行代碼（類似於當前 Layer1 的執行層）
實施階段 2 後，會有多個執行分片並行處理交易，最後聚合到數據分片，再聚合到信標鍊和主鏈。
那個時候，關於執行分片有很多有趣的研究。例如，Vitalik Buterin 提出了一種標準化的中間語言（eWASM），允許所有的編程語言編譯成以太坊的這種中間語言，最後編譯成 EVM 字節碼執行。
這樣一來，以太坊將不再是 “堅定的聲音”，而是一個可以用所有語言開發的豐富生態系統，甚至每個執行分片都可以設計成不同的 VM。最終，同步狀態，並聚合到基礎層（很像今天的 Rollup）。
由於 “merge（階段 0）” 耗時過長，分片設計多次變更，最重要的是 Rollup 等 L2（plasma 通道）的出現和快速發展，導致以太坊路線圖再次發生變化。
Vitalik Buterin 稱之為 “以 rollup 為中心的以太坊路線圖”，詳見：A rollup-centric ethereum roadmap，Rollups 的出現不容忽視，可能是未來很長一段時間區塊鏈的主旋律，以太坊並因此也重新設計了自己的 Rollups 路線圖。
根據路線圖表示，第一步是完成 “合併”，實現共識層（信標鏈）和執行層（現在的以太坊）的合併，之後以太坊將徹底從 PoW 向 PoS 轉變。
第二步是基於信標鏈部署數據分片（pos 和分片是平行開發的，所以合併不會影響分片的開發進度）。
但是這裡的數據分片並不是給以太坊自己的執行分片（廢棄），而是為了更好的服務於 Rollup，進一步降低 Rollup 的數據存儲成本，具體可以參考 Vitalik Buterin 的這篇文章：A step-by-step roadmap for scaling rollups with calldata expansion and sharding
當數據分片部署成功後，一個 Rollup 可以將自己處理的所有區塊數據並行發送到不同的分片進行驗證理論上，部署的數據分片數量可以降低 Rollup 的成本（也是 L1 吞吐量）
當完全引入 DAS（數據可用性採樣）時，數據分片已完全部署（一個全新的世界！）
什麼概念呢？目前以太坊 L1 的 TPS 是 5-15，如果所有用戶和應用都遷移到 Rollup，便可以實現 3000+ 的 TPS，如果數據分片部署完成，理論上我們可以實現 10w+ 的 TPS（區塊鏈將不再是小眾人群的玩具）。
從長遠來看，以太坊會是什麼樣子？這是一個非常開放的問題，非常值得研究。我對這個問題的興趣不亞於零知識證明。
因為我希望看到區塊鏈發展出比物理世界更先進的治理系統，而以太坊（或任何真正安全和去中心化的區塊鏈）成為我們數字生活的基石，並對我們的物理社會產生直接影響。
首先，以太坊將成為一個非常好的基礎層，無論用戶選擇集中在某個 Rollup 上（最大的 Rollup 需要去中心化排序器），還是分散在不同的 Rollup 之間，都為 Rollup 提供數據存儲和數據驗證（不同的 Rollup 需要通信協議）。
另外，以太坊會用到很多加密特性，比如 zk-snark 和 zk-stark，比如之前提到的 “Enshrined Rollup”，可閱讀：drakefjustin：[AMA] We are EF Research (Pt. 8: 07 July, 2022)
當 zkEVM 能夠實現"共識層"的兼容時，我們可以將目前 L1 的單實例 EVM 改為莊嚴的 zkEVM rollup。Layer1 可以為每個區塊的狀態根生成一個證明，以驗證該區塊所有交易都是有效的。
我們甚至可以並行運行多個 zkEVM rollup，以增強 Layer 1 的事務處理能力（目前只是一個想法）如果沒有底層密碼學的突破，這些將不會成為現實，因此 “zkp Everything” 很快就會實現。
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