密码世界计算机

我们谈论以太坊时称其为“区块链”，仿佛它在根本上与中本聪在2009年创造的比特币是同一种技术。在许多方面是这样，而在某些方面，即使是未来正在构建的精简以太坊也保留了区块链的核心特性。但与此同时，这项技术在过去十五年里发生了很大的变化，并准备在接下来的三年中进一步演变——以至于可以公平地称呼以太坊正在迈向一种质的不同的系统。

今天的以太坊具有通用计算、权益证明、使用零知识证明和提供扩展性和隐私的链上应用程序。明天的以太坊将具有一个可调的拨轮，介于极端规模和完全通用性之间，多个形式的多参与者区块构建，一种高度优化的权益证明形式，以及在基础层面提供关键角色的零知识证明。

这篇文章将逐步介绍2010年区块链与2030年区块链之间一些最重要的根本差异，既从技术角度，也从用户所期望的属性角度。

首先，让我们逐段回顾原始比特币白皮书，并看看这与以太坊在2015年(黄色)、2025年(绿色)和2030年(蓝色)的比较。

几乎每一个部分都有大的变化。为了使内容更简洁，让我们将其制作成表格：

→ 内存池

→ 挖矿者

→ 区块 | 用户

→ 具有强隐私特性的内存池

→ FOCILer或构建者

→ 构建者

→ 区块

• 签名/证明在内存池内部并行处理
• 燃气规则激励并行友好的工作流程

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选项2： TEE+ORAM， PIR和类似技术 | | 网络层隐私 | 假定大多数内存池节点是诚实的，并且没有跟踪你 | 洋葱路由、混合网络等可用 |

几乎每一个核心属性都已经或即将发生根本变化：

• 验证：下载和重新执行 → PeerDAS抽样并验证一个SNARK
• 共识：工作量证明 → 权益证明 → 更优化的权益证明
• 区块构建权限：单个矿工创建区块 → 多方区块构建

正如AI或许会说的，唯一的诚实结论（好吧，诚实的笑点）是，像后精简升级的以太坊这样的现代密码网络之所以被称为“区块链”，在很大程度上是出于历史原因。实际上，这是一种混合结构，将两种线索结合在一起：

1. 核心中本聪思想
2. 在50年的学术研究中涌现出的新强大的密码机械，这些在2009年甚至都不存在（或不成熟）

加密中有多少加密？2009年与2020年与2030年

密码学并不是唯一重要的科学。还有其他重要的： 形式验证、数据库理论、点对点网络理论的改进、信息理论、经济学等等。但所有这些事物都与“每个人都试图利用有效的工作量证明生成下一个区块，一个人成功后，广播它，其他人下载并重新执行，重复”的基本核心是一致的。加密的变化不是。

那么，这对用户意味着什么呢？

最重要的结论是用户的权衡集合正在发生根本的变化：

在构建应用程序时，计算结构开始变得非常重要。在一个简单的区块链中，1字节=1字节，1燃气=1燃气。在未来的架构中，如果你把所有计算都放入一个不可理解的串行执行交易中，所需成本将会大得多，而如果将其放入良好封装的可并行化或修剪的依赖关系中，则所需成本将会低得多，理想情况下，即在交易甚至进入最终区块之前。这影响了开发者的激励，并会随着时间的推移影响所有使用以太坊的应用程序的结构：也许从长远来看，我们将趋向于编程模式，其中与描述非交换状态变化和排序直接相关的信息被发布在链上，而其他所有信息在被包含到区块之前就被聚合。

结构化计算使区块链能够更有效地专注于其工作。

也许最重要的变化是网络的去中心化特性正在从单纯为了安全和稳健而承担的负担，转变为在某些有限的情况下，有时甚至从性能的角度成为一种优势。去中心化网络允许更大体积的数据并行存储。它允许大量计算在并行进行，在许多情况下在内存池内部进行。在某些情况下，它增加了隐私，因为只有去中心化网络才能有效隐藏元数据（例如，数据和请求的来源）。

回到2010年代中期，这是以太坊的一个早期梦想：我们不仅希望为了稳健性实现去中心化，还希望增加规模。如果集中系统可以在不同参与者之间分配工作以提高性能，那么我们也应该这样做。那时，之所以不可行的主要原因是验证的缺失。如果你分配工作，必须验证每个工作单位是正确完成的。早期设计尝试通过随机抽样委员会来修补这一点，但它们都遇到了相同的瓶颈：首先，委员会的设立复杂且昂贵，极大地增加了延迟；其次，如果委员会失败就没有补救措施。现在，凭借现代密码学，这个问题得到了解决，而该解决方案的开销因素每月都在下降。

另一个值得关注的领域是去中心化可能改善性能属性的延迟。以太坊本身永远不会有与服务器相竞争的延迟，但围绕它构建的基础设施可能会。

一般来说，在用户与链之间创建一个更强大的去中心化层，而不是本身就是一条链，可以使以太坊变得非常强大，而不损害链的任何基本属性。

在未来的某个时候，以太坊可能会经历进一步的转变 - 可能的 模糊化(iO)的崛起。这里的圣杯是在完全安全和加密的形式中，能够实现涉及无限数量（异步）参与者的完全通用计算，彻底消除隐私和通用性之间的权衡。甚至模糊化的弱版本在例如加密内存池中有许多应用。但本文中的所有结论将在任何这一切可用之前适用。

这就是“密码世界计算机”：一种从以太坊仅仅作为一个可以任意倾倒计算和数据并执行的账本，转变为一种结合区块链与密码隐私和验证，以及强大的去中心化链下组件的架构。

在完全实现这一设计方面仍然面临许多挑战。使零知识证明足够高效且安全是困难的，但这是一种封装复杂性，并且已经正在通过人工智能工具进行大量优化。更困难且系统复杂的部分可能是管理和并行访问大量状态。目前已经有许多关于如何处理这一点的想法，尽管随着我们对未来将运行哪些应用了解得更多，它们需要被精炼。

如果你查看Strawmap，计划于明年进行的Hegota分叉可能是以太坊最后一次“正常”分叉，具有在2015年期间会被认可的特性和技术。其后的所有内容都涉及递归STARKs、自动形式验证、高度优化的共识算法，并使其具备抗量子能力。通过PeerDAS，以太坊开始从仅仅是一条区块链转变为更强大的东西。在Hegota之后，这一转变变成了以太坊的主要故事。最终结果是：比以往时代的技术单独所能做成的更便宜、可扩展和隐私的高安全性计算。密码世界计算机。

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