如何解决「大区块链」的中心化问题？ V 神提出「合理路线图」

作者：Vitalik Buterin

翻译：Block unicorn

特别感谢来自Optimism 和Flashbots 的一大批人对本文的讨论和想法，以及Karl Floersch、Phil Daian 和Alex Obadia 的反馈和审查。

考虑一般的「大区块链」——非常高的区块频率，非常大的区块大小，每秒数千笔交易，但也高度中心化：因为区块太大，只有几十或几百个节点可以运行一个完全参与的节点，可以创建区块或验证现有链。至少按照我的标准，如何才能使这样的链可以无需信任和抗审查？

这是一个合理的路线图：

• 添加第二层质押，对资源要求低，以进行去中心化区块验证。一个区块中的交易被分成100 个桶，每个桶后面都有一个Merkle 或Verkle 树状态根。每个二级质押者被随机分配到其中一个桶中。一个区块只有在分配给每个储存桶的至少2/3 的验证者签署时才会被接受。
• 引入欺诈证明或ZK-SNARK，让用户直接（且廉价）检查区块有效性。 ZK-SNARKs 可以直接加密货币证明区块有效性；欺诈证明是一种更简单的方案，如果一个区块有一个无效的桶，任何人都可以广播该桶的欺诈证明。这在随机分配的验证器之上提供了另一层安全性。
• 引入数据可用性采样，让用户检查区块可用性。通过使用DAS 检查，轻客户端可以仅通过下载一些随机选择的块来验证块是否已发布。
• 添加二级交易渠道以防止审查。一种方法是允许二级质押者提交下一个主区块必须包含的交易列表。

做完这一切之后，我们得到了什么？我们得到了一个区块生产仍然中心化的链，但是区块验证是去信任的和高度去中心化的，并且专门的反审查魔法可以防止区块生产者进行审查。这在美学上有些丑陋，但它确实提供了我们正在寻找的基本保证：即使每个主要利益相关者（区块生产者）都打算进行攻击或审查，他们能做的最坏的事情就是完全下线，此时链停止接受交易，直到社群汇集他们的资源并建立一个诚实的主要利益相关者节点。

现在，考虑一下Rollup 的潜在长期未来……

想像一下，一个特定的Rollup ——无论是Arbitrum、Optimism、Zksync 还是全新的东西——在设计他们的节点实现方面做得非常好，如果提供足够强大的硬体，它真的可以每秒处理10,000 笔交易。这样做的技术在原则上是众所周知的，多年前Dan Larimer 和其他人已经实现了：将执行拆分为一个CPU 线程，运行无与伦比但廉价的业务逻辑，以及大量其他线程运行昂贵的业务逻辑。但高度并行化的加密货币学。还想像一下，以太坊通过数据可用性采样实现分片，并且有空间在其64 个分片之间储存该Rollup 的链上数据。结果，每个人都迁移到此Rollup 。那个世界会是什么样子？

再一次，我们得到了一个世界，在这个世界中，区块生产是中心化的，区块验证是去信任的和高度去中心化的，审查制度仍然被阻止。 Rollup 区块生产者必须处理大量的交易，因此这是一个很难进入的市场，但他们无法推动无效区块。区块可用性由底层链保证，区块有效性由Rollup 逻辑保证：如果是ZK Rollup ，则由SNARK 确保，只要有一个诚实的参与者在某处运行欺诈证明节点， Optimistic Rollup 就是安全的（他们可以用Gitcoin 补助金补贴）。此外，由于用户始终可以选择通过链上二级包含渠道提交交易，因此Rollup 排序器也无法有效审查。

现在，考虑Rollup 另一个潜在长期未来……

没有一个Rollup 能够成功地与大多数以太坊活动保持一致。相反，它们都以每秒几百笔交易的速度达到最高。我们可以预见以太坊的未来将由多个Rollup 组成—— Cosmos 多链愿景，但这是在提供数据可用性和共享安全性的基础层之上。用户经常依靠交叉Rollup 桥接在不同Rollup 之间切换，而无需在主链上支付高额费用。那个世界会是什么样子？

似乎我们可以拥有一切：去中心化验证，强大的审查阻力，甚至去中心化区块生产，因为Rollup 都非常小，很容易开始生产区块。但是区块生产的去中心化可能不会持久，因为跨域MEV 的可能性。能够同时在多个域上构建下一个区块有很多好处：你可以创建利用套利机会的区块，这些机会依赖于在两个Rollup 中进行交易，或者一个Rollup 和主链，甚至更多复杂的组合。

Western Gate 发现的跨域名MEV 机会

因此，在多域世界中，控制所有域上的块生产的同一个人面临着巨大的压力。它可能不会发生，但很有可能会发生，我们必须为这种可能性做好准备。我们对于它可以做些什么呢？到目前为止，我们所知道的最好方法是结合使用两种技术：

• Rollups 实现了一些机制来在每个时隙拍卖出块，或者以太坊基础层实现了提议者/构建者分离（PBS）（或两者）。这至少确保了区块生产中的任何中心化趋势都不会导致完全由精英捕获和中心化的权益矿池市场主导区块验证。
• Rollup 实现抗审查旁路通道，并且以太坊底层工具PBS 反审查技术。这确保了如果潜在高度中心化的「纯」区块生产市场的赢家试图审查交易，则有办法绕过审查。

那么结果如何呢？区块生产是中心化的，区块验证是去信任的和高度去中心化的，并且仍然可以防止审查。

三条路通向同一个目的地

那么，这意味着什么？

虽然构建可扩展且安全的长期区块链生态系统有很多途径，但看起来它们都在朝着非常相似的未来发展。区块生产最终会中心化的可能性很高：Rollup 中的网络效应或跨域MEV 的网络效应以各自不同的方式推动我们朝着这个方向前进。但是，我们可以做的是使用协议级的技术，如委员会验证，数据可用性采样和旁路通道，以「规范」这个市场，确保获奖者不能滥用权力。

这对区块生产者意味着什么？区块生产很可能成为一个专门的市场，领域的专业知识很可能会跨越不同的领域。一个好的Optimism 块生产者的90% 也造就了一个好的Arbitrum 块生产者，一个好的Polygon 块生产者，甚至是一个好的以太坊基础层的块生产者。如果域多，跨域套利也可能成为重要的收入来源。

这对以太坊意味着什么？首先，尽管存在固有的不确定性，但以太坊非常适合适应这个未来世界。以以太坊Rollup 为中心的路线图的深远好处是这意味着以太坊对所有的未来都是开放的，并且不必就哪一个必然会获胜发表意见。用户会非常希望在一个Rollup 上吗？以太坊遵循其现有的路线，可以成为其基础层，自动提供高容量域需要安全的反欺诈和反审查「盔甲」。制作大容量域在技术上是否过于复杂，还是用户只是对多样性有很大的需求？以太坊也可以是它的基础层——而且是一个非常好的基础层，因为共同的信任根使得在Rollup 之间安全、廉价地转移资产变得更加容易。

而且，以太坊研究人员应该认真考虑区块生产中实际上可以实现的去中心化程度。如果跨域MEV（甚至来自一个Rollup 的跨分片MEV 占用多个分片）使其不可持续，那么添加复杂的管道以简化高度去中心化的块生产可能是不值得的。

这对大区块链意味着什么？他们有一条途径可以变成不信任和抗审查的东西，我们很快就会发现他们的核心开发人员和社群是否真的重视抗审查和去中心化，足以让他们这样做

这一切可能需要数年时间才能完成。分片和数据可用性采样是实施起来很复杂的技术。人们需要数年的改进和审计才能完全放心地将他们的资产储存在运行完整EVM 的ZK-rollup 中。跨域MEV 研究也仍处于起步阶段。但是，可扩展区块链的现实而光明的未来可能会出现，这一点看起来越来越清晰。

（以上内容获合作伙伴火星财经授权节录及转载，原文连结| 出处：Blockunicorn）

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