以太坊协议可能的未来（六）：繁荣

繁荣阶段涉及许多难以归类的细节改进，这些改进对以太坊的成功至关重要。其中约一半内容涉及不同类型的EVM改进，其余部分由各种小众主题构成。

繁荣阶段的关键目标

• 将EVM发展为高性能和稳定的"最终状态"
• 在协议层引入账户抽象，让所有用户享受更安全便捷的账户体验
• 优化交易费用经济模型，提高可扩展性并降低风险
• 探索先进密码学技术，为以太坊长期显著改进铺平道路

EVM改进

当前EVM改进路线的第一步是EVM对象格式(EOF)。EOF指定了一个新的EVM代码版本,具有多项特性:

• 代码与数据分离
• 仅允许静态跳转
• EVM代码无法观察燃料相关信息
• 新增显式子例程机制

EOF之后,可进一步引入EVM模块算术扩展(EVM-MAX)和单指令多数据(SIMD)功能。这些改进将显著提升EVM性能,尤其是在密码学计算方面。

账户抽象

账户抽象旨在允许智能合约发起交易,而不仅限于外部账户。ERC-4337标准实现了这一目标,但仍需进一步发展才能完全集成到协议层。

EIP-7701提案基于EOF实现账户抽象。它允许账户拥有单独的验证代码部分,在交易验证步骤中执行。这一方法将账户抽象视为一种新型EOA,其签名算法为EVM代码执行。

EIP-1559改进

EIP-1559显著改善了平均区块包含时间,但仍存在一些不完善之处。多维Gas是一个解决方案,为不同资源设定不同的价格和限制。EIP-7706引入了针对calldata的新Gas维度,同时简化了多维Gas机制。

可验证延迟函数(VDFs)

VDF是一种只能顺序计算的函数,可用作更稳健的随机性来源。它可以解决当前RANDAO随机性机制中每个提议者具有"1位操纵权"的问题。然而,目前尚未找到完全满足以太坊需求的VDF构造。

先进密码学

三种强大的密码学原语有望在未来极大增强以太坊的能力:

1. ZK-SNARKs:已经成为以太坊可扩展性和隐私策略的基石
2. 完全同态加密(FHE):允许在不查看数据的情况下对加密数据进行任意计算
3. 不可区分混淆:可创建"加密程序",执行任意计算同时隐藏内部细节

这些技术结合量子一次性签名,有望实现几乎完美的无信任第三方。它们可以为投票等应用提供极强的安全性和隐私保护,并支持更多强大的去中心化应用。

然而,这些先进密码学技术仍需大量研究和开发才能实现实用化。不可区分混淆和量子计算机尚未成熟,但未来可能彻底改变游戏规则。