以太坊的下一次擴展飛躍可能來自於讓每個人停止重複相同的工作

以太坊共同創辦人維塔利克·布特林（Vitalik Buterin）表示，加密技術的進步可能會將去中心化從性能成本轉變為網絡的擴展優勢。

在9月27日的一篇文章中，布特林將以太坊的長期目標描述為「加密世界計算機」，這是一種架構，其中計算和數據可以越來越多地分佈在不同的參與者之間，而緊湊的證明則允許其他人以低成本驗證工作是否正確執行。

這一轉變將標誌著傳統區塊鏈模型的改變，在這種模型中，每個節點都下載交易並重複許多相同的計算。相反，以太坊可以在不要求每個驗證者重複工作的情況下，將更多的工作推向更廣泛的專業參與者網絡，這可能使去中心化本身有助於性能。

布特林寫道，「也許最重要的轉變」是去中心化正在超越作為安全性和穩健性所接受的負擔，在有限的情況下，可以成為性能的優勢。分佈式網絡可以存儲更大量的數據並並行運行更多計算，包括有關交易內存池的工作。

這重振了以太坊早期的雄心。2010年代中期，開發者考慮將不同的計算部分分佈在參與者之間，就像集中式系統在伺服器之間分配工作負載一樣。障礙在於驗證：分割工作創造了額外的問題，即確定每個參與者是否正確執行了其部分。

布特林表示，現代的加密證明越來越多地提供了這一缺失的層，而它們的計算開銷也在不斷下降。

從重複計算到驗證工作

這一變化是布特林所主張的更廣泛改革的一部分，這將使以太坊在2030年左右與隨比特幣出現的區塊鏈系統質量上有所不同。

以太坊未來的驗證模型將越來越依賴於數據抽樣和簡潔的加密證明，而不再要求每個驗證者下載並獨立執行所有內容。共識也正在朝著更優化的權益證明設計發展，而區塊建設則在多個參與者之間分配，而不是由單一生產者控制。

零知識技術已經是這一方向的核心。以太坊提議的L1 zkEVM模型將允許專業的證明者執行一個區塊並生成正確執行的證明，其他節點可以比自己重新執行每個交易便宜得多地驗證該證明。該技術仍在積極研究中，尚未整合到生產以太坊客戶端中。

如果路線圖按預期運作，結果將是一個工作和檢查工作越來越分離的網絡。

布特林認為，這種分離可以讓以太坊保留廣泛驗證的安全性優勢，同時利用分佈式基礎設施進行更多計算、存儲和潛在的隱私。圍繞以太坊的基礎設施即使在基礎鏈本身從未接近集中伺服器的響應時間的情況下，也可以在延遲上更具競爭力。

他將最終系統描述為一種混合體，結合了傳統區塊鏈屬性與加密驗證、隱私和去中心化組件，這些組件在基礎鏈之外運行。

應用可能需要隨之改變

這一過渡也可能改變在以太坊上構建應用的經濟學。

在傳統區塊鏈上，開發者主要考慮應用消耗的數據或計算量。布特林預計，隨著以太坊試圖在不同參與者之間並行化工作，這種計算的結構將變得越來越重要。

應用程式將大量相互依賴的計算打包成一個串行交易可能會變得相對昂貴，而將工作負載分離成可以平行化、聚合或修剪的明確組件則可能變得更便宜。

這將激勵開發者設計圍繞獨立依賴的應用程式，而不是將以太坊視為一台執行任意計算的單一機器。

隨著時間的推移，布特林建議，以太坊可能會趨向於一種模型，其中訂單和狀態變更所需的信息無法重新排列，仍然保留在鏈上，而周圍的大部分計算在到達區塊之前被處理和聚合。

這樣的模型將使以太坊更接近於成為分散計算的協調和驗證層，而不是一個基礎鏈本身執行每個操作的系統。

這一區別在很大程度上仍然是前瞻性的。以太坊的路線圖包含幾個旨在減少普通驗證者必須存儲或計算的內容的研究工作，而許多所需的技術仍未完成。

狀態成為更嚴格的約束

使計算可驗證並不消除獲取該計算所依賴數據的需求。

布特林指出，管理和並行化訪問以太坊不斷增長的狀態是該架構面臨的更系統性困難挑戰。狀態包括帳戶餘額、智能合約存儲和其他信息，這些信息在計算另一個轉換之前需要確定網絡目前的狀態。

以太坊的研究人員正在追求幾種方法來減輕這一負擔。例如，弱無狀態性將允許大多數驗證者在不維護完整狀態數據庫的情況下驗證區塊，而區塊生產者則保留構建區塊和生成見證所需的狀態訪問。該提案仍在研究中，並依賴於以太坊架構的其他變更。

這意味著，加密證明可以使計算結果的檢查成本大幅降低，而不會消除對數據的上游需求。隨著更多的工作在參與者之間分配，網絡仍然必須開發可靠的方法來存儲、檢索和並行化訪問狀態。

布特林表示，以太坊對這個問題有潛在的解決方案，儘管設計需要隨著最終在網絡上運行的應用程式而演變。

這一過渡已經進入以太坊的協議路線圖。布特林表示，計劃於 2027 年的 Hegotá 可能是網絡最後一次「正常」的分叉，開發者能夠從以太坊的早期時代識別。後續的升級預計將越來越依賴於遞歸證明、自動形式驗證、優化共識和抗量子加密。

他表示，PeerDAS 已經開始了這一過渡。接下來的步驟將測試以太坊是否能夠在不重新創造每個參與者重複相同工作的舊要求的情況下分配大量計算，以及其狀態基礎設施是否能跟上使這種分配成為可能的加密技術。