Vitalik 的权衡艺术:以太坊协议应该封装哪些功能?

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在当前环境下,Vitalik Buterin 认为区块链是“社会系统”,在理由正当充分的有益实例中,他倾向于支持以太坊协议封装一些特定的功能。

9月,以太坊创始人 Vitalik Buterin 发表题为《以太坊协议是否应该封装更多功能?》的博客文章,深入探讨了“封装”(enshrinement)给以太坊 L1 协议带来的优点和缺点,为读者提供了有关以太坊未来发展方向的线索。本文将系统介绍“封装”的概念及其对以太坊路线图的潜在影响。

什么是“封装”?

从传统软件开发定义来看,封装(Encapsulation)是指将抽象性函数接口的实现细节包装、隐藏起来的方法。而在以太坊语境中,“封装”特指在主链上直接执行更多功能,这些功能过去可能依赖外部软件实现,被封装后将成为“协议功能”的一部分。

Vitalik Buterin 在博客中回顾了以太坊最初的“最低限度封装哲学”。该理念旨在保持基础以太坊 L1 层尽可能简单,同时依靠链下解决方案(如 Rollup)来获得额外功能和新特性。然而,他现在认为可能需要对这一哲学进行适当调整。

“最低限度封装哲学”的利弊

“最低限度的封装”指在区块链中封装特定功能,在不强加严格规则的前提下简化执行。例如,以太坊协议无需封装完整的流动性质押系统,只需要封装解决关键挑战的特定部分功能,这有助于以简单方式实施功能,避免复杂化。

以太坊核心开发人员一直试图在基础层保持干净、简单和安全。在以太坊协议之上构建新功能主要是社区的责任。用 Vitalik 的话说,以太坊的创建是为了“作为虚拟机来验证区块”。这种方式的关键优势之一是硬分叉可以很容易被描述为区块处理器合约的单一交易。极简结构还具有灵活性,可以满足不同用户需求并避免软件膨胀。

但随着行业发展,社区逐渐意识到封装更多功能可能改进以太坊协议,例如降低 Gas 费、提升安全性和减少中心化风险。

封装 ERC-4337 的实践价值

2023 年,账户抽象(又称 ERC-4337)走入大众视野。这一由 Vitalik Buterin 与其他五位开发人员编写的代币标准,引入了智能合约钱包和使用 ERC-20 代币支付 Gas 费用等用户友好功能,有望加速加密货币和加密钱包的广泛采用。

账户抽象经历了多次修订,从 EIP-86 以太坊改进提案发展到最终形式 ERC-4337。作为 ERC 标准,账户抽象不需要硬分叉,技术上独立于以太坊协议之外存在。

现在,Vitalik 认为封装 ERC-4337 的某些部分具有明显优点:提高抗审查能力、提升 Gas 效率和支持以太坊虚拟机(EVM)操作码。如果通过外部软件实现,攻击者可能利用入口点合约漏洞窃取资金;而封装 ERC-4337 将使入口点合约成为协议内功能,从而增强资金安全性。此外,作为 L1 协议部分,存储成本较低,用户使用封装功能时的 Gas 费用也会降低。

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封装 PBS 解决中心化风险

封装可以促进去中心化并创建无需信任的系统,封装 PBS(提议者/建设者分离)就是典型例子。以太坊区块链的提议者是验证者,他们将区块生产权出售给专门提取最大可提取价值(MEV)的建设者。提议者获得 MEV 奖励,而区块建设者为自己保留部分 MEV 奖励。

目前验证者使用 FlashBot 的第三方解决方案 mev-boost 访问建设者市场,该方案广受欢迎,占以太坊区块生产的 90%。为消除 mev-boost 的中心化风险,社区正在倡导封装 PBS,将其纳入以太坊协议共识层执行。这种协议内建设者市场将摆脱 mev-boost 市场中充当拍卖行的第三方中心化网络(称为“relays”)的控制。

ZK-EVM 与流动性质押的封装前景

Vitalik 表示,从以太坊项目诞生开始,团队就试图通过顶层协议构建保持核心以太坊尽可能简单。但最近,人们对将更多功能纳入核心协议产生谨慎兴趣。

除了账户抽象(支持智能合约钱包的关键功能如账户冻结和恢复),ZKEVM(基于零知识证明的虚拟机)也通过先进密码学以安全可靠方式提高交易处理效率。理论上,封装账户抽象和 ZKEVM 都能为应对漏洞提供更有效方法。

关于 ZKEVM,ERC-4337 也发挥作用,但重点更多在扩容而非账户抽象。ZK 协议功能可促进以太坊客户多样化。封装 ZKEVM 将使以太坊社会共识处理特殊情况,减少 Rollup 生态系统中额外治理需求。不过,以太坊封装 ZKEVM 面临挑战,因为区块链可存储数据有限,但这个问题可通过 ZKEVM 压缩更多数据来缓解。

Vitalik 认为,如果 ZKEVM 不必携带“见证”数据,其数据效率将提高。也就是说,若特定数据已在以前区块中被读取或编写,可简单假设证明者能够访问它,而不必再次提供证据。

封装流动性质押功能可防止验证者中心化。流动性质押通常涉及将加密货币锁定在 PoS 区块链上,并从平台接收相应代币,这些代币可继续用于 DeFi。如果出现单一代币主导情况,可能导致单个受攻击的治理工具控制大部分以太坊验证者。虽然 Lido 等协议已增加保障措施,但一层防御可能还不够。

寻找灵活的中间立场

当以太坊协议复杂性被推到外部层时,可能发生中心化风险,封装可以避免这种情况。但过度封装会使协议信任和治理过载,损害其中立性。协议复杂性还带来系统风险,例如预编码需要添加更多复杂性。

因此,Vitalik 对封装采取灵活中间立场。他仍然支持封装私用 mempool,以帮助用户减轻抢先交易等问题。和 mev-boost 一样,私用 mempool 解决方案由第三方提供商提供,引发了人们对中心化和信任的担忧。

虽然封装私用 mempool 可以解决这个问题,但 Vitalik 持务实态度,认为在 L1 中封装反抢先交易功能仍是困难主张,至少在延迟加密技术完善或出现其他技术突破之前是这样。

他在博客中分享的主要观点如下:

倾向于抽象更多功能的优势:

倾向于封装更多功能的优势:

协议演变的底线

虽然以太坊原始计划是通过顶层协议构建使区块链安全运行,但 Vitalik 认为以太坊的未来并非一成不变。正如行业俗语所说,“加密货币中没有完美解决方案,只有权衡取舍。”封装有降低漏洞风险和减少中心化概率的优点,但其明显缺点是可能导致协议越来越复杂,最终变得过度扩张和笨拙。

关于哪些功能应该被带入协议,哪些应该留在生态系统其他层级,这是复杂的权衡问题。总体而言,Vitalik 认为在当前环境下,区块链是“社会系统”,在理由正当充分的有益实例中,他支持以太坊协议封装特定功能。对于很少被使用的功能,可能需要去除封装,确保向旧版本兼容和协议轻量化。当然,他也承认,关于封装的权衡还会随时间推移继续演变。

常见问题

什么是以太坊的“封装”概念?
封装是指在以太坊主链上直接执行更多功能,这些功能过去可能依赖外部软件实现。被封装的新功能将成为“协议功能”,从而提升系统效率和安全性。

为什么Vitalik现在考虑调整“最低限度封装哲学”?
随着行业发展,社区意识到封装更多功能可能改进以太坊协议,例如降低 Gas 费、提升安全性和减少中心化风险。这些好处使得重新评估原有哲学成为必要。

封装ERC-4337有什么具体好处?
封装ERC-4337可以提高抗审查能力、增强 Gas 效率和支持EVM操作码。更重要的是,它能够取代外部入口点合约,减少资金安全风险,同时降低用户使用成本。

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封装如何解决中心化风险?
以PBS为例,当前验证者使用第三方解决方案mev-boost,这导致中心化风险。封装PBS将其纳入协议共识层,可以摆脱第三方中心化网络的控制,促进去中心化。

ZK-EVM封装面临哪些挑战?
主要挑战是以太坊区块链可存储数据有限。不过,通过ZKEVM压缩更多数据和使用更高效的数据管理方法,这个问题可以得到缓解。

Vitalik对封装持什么总体态度?
他采取灵活的中间立场,认为在理由正当充分的有益实例中支持封装特定功能,但也警惕过度封装导致的协议复杂化和治理过载问题。最终决策需要基于具体功能的价值和风险权衡。