2030年以太坊将驶向何方?在这场Rollup技术分野中,世界账本的愿景如何照进现实?
撰文:Lemniscap
编译:Saoirse,ForesightNews
更精简的L1及其性能型与对齐型Rollup方案以太坊始终致力于保持可信中立性,同时让更高层级的创新蓬勃发展。早期讨论勾勒出“以Rollup为核心的路线图”,即底层网络将逐步简化并固化,以便多数活动可迁移至L2。然而,近期发展表明,仅作为最小化的共识与数据可用性层是不够的:L1必须具备处理流量与活动的能力,因为这是L2最终依赖的根基。这意味着需要更快的区块生成速度、更低廉的数据成本、更强大的证明机制,以及更优的互操作性。
L1的活跃度提升将带动L2的活跃度增长,可谓水涨船高。来源:https://www.youtube.com/live/EvYRiFRYQ9Qsi=bsLWGA6FP9pi2vqI&t=477即将到来的BeamChain共识机制重构,旨在实现更快的最终确认速度与更低的验证者门槛,在提升原始吞吐量的同时,进一步强化以太坊的中立性。与此同时,已有提案考虑将活动从日渐陈旧(且“日趋复杂”)的以太坊虚拟机(EVM)迁移至RISC-V原生虚拟机,此举有望在保持与传统合约互操作性的前提下,大幅提升证明者的效率。
这些升级将重塑L2的格局。到2030年,我预计以太坊以通用Rollup为核心的路线图将在一个范围内向两个方向整合:
对齐型Rollup(AlignedRollups):优先实现与以太坊的深度整合(例如共享排序、原生验证),在最小化信任假设的前提下充分利用L1的流动性。这种关系具有互利性,对齐型Rollup可直接从L1获取可组合性与安全性。性能型Rollup(PerformanceRollups):优先追求吞吐量与实时用户体验,有时会通过替代数据可用性层(DA层)或授权参与者(如中心化排序器、小型安全委员会/多重签名)实现,但仍以以太坊作为最终结算层以获取可信度(或用于市场推广)。在设计这些Rollup方案时,每个团队都需权衡以下三个方面:
流动性获取:如何在以太坊及可能的其他Rollup方案上获取并使用流动性?同步或原子级可组合性的重要性如何?安全来源:从以太坊转移至Rollup的流动性应在多大程度上直接继承以太坊的安全性,还是依赖于Rollup提供商?执行表现力:以太坊虚拟机(EVM)兼容性的重要性如何?鉴于SVM等替代方案及流行的Rust智能合约的兴起,EVM兼容性在未来五年是否仍将重要?Rollup谱系上的两极分化Rollup项目逐渐向两个极端聚集。一端是高性能Rollup,它们能提供最大吞吐量和用户体验(高带宽、低延迟),但与以太坊L1的耦合度较低;另一端是以太坊对齐型Rollup(例如基于L1的Rollup、原生Rollup、超声Rollup,参考链接),这类Rollup充分利用以太坊的安全性、数据与共识机制,优先保障去中心化、安全性和可信中立性,但受L1设计限制,会牺牲部分性能。而处于中间地带、试图平衡两者的Rollup可能难以竞争,最终会向两极之一靠拢,面临被淘汰的风险。图表左上角的Rollup侧重性能:它们可能采用中心化排序器、替代数据可用性网络(DA网络)或特定应用优化,以实现远超常规L2(如MegaETH)的吞吐量。部分性能型Rollup会在对齐性上更靠右(例如,通过采用PufferUniFi和Rise等基于快速预确认的技术,瞄准右上角的“理想目标”),但其最终确定性仍取决于L1的规范。相比之下,右下角的Rollup则最大化与以太坊的对齐性:将ETH深度融入手续费、交易和DeFi;将交易排序和/或证明验证固化在L1;并优先考虑可组合性而非原始速度(例如,Taiko虽朝此方向发展,但也在探索许可式预确认以优化用户体验)。到2030年,我预计许多“中庸”的L2要么转向上述某类模式,要么面临被淘汰的风险。用户和开发者会倾向于选择高安全性、与以太坊对齐的环境(用于高风险和可组合的DeFi场景),或高可扩展性、为应用定制的网络(用于大众用户应用)。以太坊2030年的路线图为这两条路径都奠定了基础。
“对齐性”的定义存在争议,尚未达成共识。就本报告而言,以上是对“性能”与“对齐性”的简要分析框架。前文图表基于此定义绘制,未必适用于其他对“对齐性”的解读。为何中间地带会消失?网络效应会推动市场向更少、更大的枢纽聚集。在加密货币这类网络效应起主导作用的市场中,最终可能会形成少数赢家主导的格局(就像我们在CEX领域看到的那样)。由于网络效应会围绕一条链的核心优势凝聚,生态系统往往会向少数“性能最大化”和“安全性最大化”的平台整合。一个在以太坊对齐性或性能上仅做到半吊子的Rollup,最终可能既得不到前者的安全性,也无法拥有后者的可用性。
随着Rollup技术走向成熟,经济活动会根据“所需安全性”与“获取安全性的成本”之间的权衡形成分层。那些无法承受结算或治理风险的场景,比如机构级DeFi、大型链上金库、高价值抵押品市场等,可能会集中在继承以太坊完整安全保障与中立性的链上(或以太坊L1本身)。而另一端,那些面向大众的应用场景(如Meme、交易、社交、游戏、零售支付等)则会聚集在用户体验最佳且成本最低的链上,这类链可能需要定制化的吞吐量提升方案或中心化排序机制。因此,那些“速度尚可但非最快、安全性还行但非最优”的通用链,吸引力会逐渐下降。尤其是到2030年,若跨链互操作性能让资产在这两类场景间自由流动,这种中间地带的生存空间会更有限。
以太坊技术栈的演进以太坊整个基础层(从执行、结算、共识到数据可用性)都规划了重大升级,旨在提升L1的扩展性,并更好地适配以Rollup为核心的发展模式。其中关键改进(如箭头所示)将提升性能、降低复杂度,并推动以太坊在Rollup运行中发挥更直接的作用。执行层到2030年,以太坊当前的执行环境(采用256位架构和传统设计的以太坊虚拟机EVM)可能会被更现代、高效的虚拟机替代或增强。Vitalik已提议将以太坊虚拟机升级为基于RISC-V的架构。RISC-V是一种精简的模块化指令集,有望在交易执行和证明生成效率上实现重大突破(提升50-100倍)。其32/64位指令可直接适配现代CPU,且在零知识证明中效率更高。为减少技术迭代的冲击并避免进度停滞(例如此前社区考虑用eWasm替代EVM时的困境),计划采用双虚拟机模式:保留EVM以确保向后兼容,同时引入新的RISC-V虚拟机处理新合约(类似ArbitrumStylus对WASM+EVM合约的兼容方案)。此举旨在大幅简化并提速执行层,同时助力L1的扩展性与Rollup支持能力。
为何要这样做?
EVM的设计并未考虑零知识证明,因此zk-EVM证明器在模拟状态转换、计算根哈希/哈希树及处理EVM特有机制时,会产生大量额外开销。相比之下,RISC-V虚拟机采用更简洁的寄存器逻辑,可直接建模并生成证明,所需约束大幅减少。其对零知识证明的友好性,能消除gas计算和状态管理等低效环节,对所有采用零知识证明的Rollup都大有裨益:状态转换证明的生成将更简单、快速且低成本。归根结底,将EVM升级为RISC-V虚拟机可提升整体证明吞吐量,使L1直接验证L2执行成为可能(下文详述),同时提高性能型Rollup自身虚拟机的吞吐量上限。
此外,这还将突破Solidity/Vyper的小众圈子,大幅拓展以太坊的开发者生态,吸引更多Rust、C/C++、Go等主流开发社区的参与。
结算层以太坊计划从零散的L2结算模式转向统一的、原生集成的结算框架,这将彻底改变Rollup的结算方式。如今,每个Rollup都需部署独立的L1验证合约(欺诈证明或有效性证明),这些合约定制化程度高且相互独立。到2030年,以太坊可能会集成一个原生功能(拟议的EXECUTE预编译功能),作为通用的L2执行验证器。EXECUTE允许以太坊验证者直接重新执行Rollup的状态转换并验证其正确性,本质上是在协议层“固化”了验证任意Rollup区块的能力。
这一升级将催生“原生Rollup”,本质上是可编程的执行分片(类似NEAR的设计)。与普通L2、标准Rollup或基于L1的Rollup不同,原生Rollup的区块由以太坊自身的执行引擎验证。
来源:https://x.com/Spire_Labs/status/1915430799618564394EXECUTE省去了为EVM模拟和维护所需的复杂定制基础设施(如欺诈证明机制、零知识证明电路、多签“安全委员会”),大幅简化了等效EVMRollup的开发,最终实现几乎无需定制代码的完全无需信任的L2。结合下一代实时证明器(如Fermah、Succinct),可在L1上实现实时结算:Rollup交易一旦被纳入L1即达成最终性,无需等待欺诈证明窗口期或多时段的证明计算。通过将结算层打造为全球共享的基础设施,以太坊增强了可信中立性(用户可自由选择验证客户端)和可组合性(无需担心同slot实时证明问题,同步可组合性大幅简化)。所有原生(或原生+基于L1的)Rollups将使用相同的L1结算函数,实现标准化证明及Rollup(分片)间的便捷交互。
共识层以太坊的信标链(BeaconChain)共识层正被重构为BeamChain(计划2027-2029年测试),旨在通过先进加密技术(包括抗量子能力)升级共识机制,提升扩展性与去中心化程度。在六大研究方向的升级中,与本文相关的核心特性包括:
更短时隙,更快最终性:BeamChain的核心目标之一是提升最终性速度。将当前约15分钟的最终性(Gasper机制下的2个纪元,即32+32个12秒时隙)缩短至3时隙最终性(3SF,4秒时隙,约12秒),最终实现单时隙最终性(SSF,约4秒)。3SF+4秒时隙意味着交易上链后10秒内即可完成最终确认,大幅改善基于L1的Rollup和原生Rollup的用户体验:L1区块速度提升将直接加快Rollup区块生成。交易纳入区块的时间约为4秒(高负载时更长),使相关Rollup的区块速度提升3倍(尽管仍慢于性能型Rollup、替代L1或信用卡支付,因此预确认机制仍很重要)。更快的L1最终性还能保障并加速结算:Rollup可在几秒内完成L1上的状态提交最终确认,实现快速提款,降低重组或分叉风险。简言之,Rollup交易批处理的不可逆性将从15分钟缩短至秒级。通过SNARK化降低共识开销:Beam计划将状态转换函数“SNARK化”,使每个L1区块都附带简洁的zkSNARK证明。这是实现同步、可编程执行分片的前提。验证者无需处理每笔交易即可验证区块并聚合BLS签名(及未来的抗量子签名),大幅降低共识的计算成本(同时降低验证者的硬件要求)。降低质押门槛以增强去中心化:Beam计划将验证者的最低质押额从32ETH降至1ETH。结合证明者-提议者分离(APS,将MEV转移至链上拍卖)和SNARK化,可实现分布式反合谋区块构建,不再偏袒规模化质押池(如占25%市场份额的Lido),转而支持更多使用树莓派(RaspberryPi)等设备的独立质押者。这将增强去中心化与可信中立性,直接利好对齐型Rollups。在APS机制下,提议者数量会减少,但包含列表(FOCIL)将强化抗审查能力:一旦证明者将交易列入列表,即使是小规模、全球分布的提议者群体也无法排除这些交易。这一切都指向以太坊基础层的未来:它将具备更强的可扩展性与去中心化程度。尤其是基于L1的Rollup将从这些共识升级中获益最大,因为L1将更适配其交易排序需求。通过在L1上对交易进行排序,来自基于L1的Rollup(以及原生基于L1的Rollup)的最大可提取价值(MEV)将自然流向以太坊区块提议者,且这些价值可被销毁,从而将更多价值积累重新集中到ETH身上,而非流向中心化排序器。
数据可用性层(DA层)数据可用性(DA)吞吐量是Rollup扩展的关键,尤其对未来需支持10万+TPS的性能型Rollups而言。以太坊的Proto-danksharding(Dencun+Pectra升级)已将每区块目标和最大blob数量分别提升至6和9,使blob数据容量达到8.15GB/天(约94KB/s,1.15MB/区块),但仍显不足。到2030年,以太坊可能实现完全danksharding,目标每区块64个blob(每个128KB),即约8MB/4秒时隙(2MB/s)。
尽管这是10倍的提升,但仍无法满足MegaETH等性能型Rollup对~20MB/s的需求。不过以太坊的路线图还包含更多升级:通过PeerDAS等方案实现数据可用性采样(DAS,预计2025下半年-2026上半年),节点无需下载完整数据即可验证可用性,结合数据分片使每区块blob目标提升至48+。在理想的Danksharding和DAS支持下,以太坊可实现12秒时隙16MB数据处理能力,对应约7,400简单交易/秒,经压缩(如聚合签名、地址压缩)后可达58,000TPS,结合Plasma或Validium(仅上链状态根而非完整数据)则更高。尽管链下扩展存在安全与扩展性的权衡(如运营商失职风险),但到2030年,以太坊有望在协议层提供多元化DA选项:为侧重安全的Rollups提供完全链上数据保障,为侧重规模的Rollups提供外部DA接入灵活性。
综上所述,以太坊的数据可用性(DA)升级正使其越来越适配Rollup。但需要注意的是,以太坊当前的吞吐量仍远不足以支撑支付、社交、游戏等高频场景。即便简单的ERC-20转账仅需约200字节的blob数据,粗略计算也需要约20MB/s的原始DA带宽;而更复杂的交易(如Uniswapswap)会产生更大的状态差异,所需带宽将增至约60MB/s!仅靠完整的Danksharding技术难以达到这一带宽要求,因此吞吐量的提升需依靠数据压缩与链下扩展的巧妙结合。
在此期间,性能型Rollup需依赖EigenDA等替代DA方案。这类方案目前已能提供约15MB/s的吞吐量,且计划提升至1GB/s;而Hyve等新兴方案更承诺实现1GB/s的模块化DA,并支持亚秒级可用性。正是这类DA方案,能让Web3应用具备媲美Web2的速度与用户体验。
以太坊世界账本的愿景“以太坊旨在成为世界账本:一个存储人类文明资产与记录的平台,是金融、治理、高价值数据认证等领域的基础层。这需要两大核心能力:可扩展性与抗风险能力。”——Vitalik
到2030年,凭借核心协议升级与以Rollup为核心的技术演进,以太坊将更胜任这一角色。正如前文所述,全技术栈的升级将支撑两类Rollup模式:一类倾向“深度以太坊化”,以安全性与可信中立性为核心;另一类则倾向“轻以太坊化”,以极致吞吐量与经济独立性为目标。以太坊的路线图不强制单一路径,而是提供足够灵活的土壤,让两种模式都能蓬勃发展:
对齐型Rollup:确保高价值、高关联性的应用持续获得以太坊的强安全保障。其中,基于L1的Rollup能实现以太坊级别的活性,生成Rollup区块的L1验证者同时负责交易排序;原生Rollup则具备以太坊级别的执行安全性,每一次Rollup状态转换都在L1内重新执行并验证;而原生基于L1的Rollup(或称超声Rollup,即执行分片)更是兼具100%执行安全性与100%活性,本质上成为以太坊L1的一部分。这类Rollup将助推以太坊L1的价值积累:基于L1的Rollup产生的MEV(最大可提取价值)直接流向以太坊验证者,且通过MEV销毁机制可增强ETH的稀缺性;调用EXECUTE预编译功能验证原生Rollup的证明需消耗gas,为ETH创造新的价值流入渠道。若未来多数DeFi与机构金融运行在少数对齐型Rollup上,ETH将捕获整个经济体的费用。而以太坊的抗审查能力与MEV价值捕获机制,正是其成为“世界账本”的两大关键支柱。性能型Rollup:让以太坊生态能覆盖全品类区块链应用,包括需大规模处理能力的场景。这类链很可能成为主流采用的桥梁,尽管可能引入(半)信任元素,但仍以以太坊作为最终结算层与互操作性枢纽。性能型与对齐型Rollup的并存,使以太坊生态能同时支撑顶级安全性与顶级吞吐量应用。L2的异构性与互操作性对以太坊利大于弊:尽管这些Rollup与ETH的经济绑定较弱,但通过将ETH用作gas代币、交易媒介、DeFi计价单位,以及高容量环境下新型应用的核心资产,仍能催生对ETH的新增需求。值得注意的是,前文提到以太坊DA层或可支撑10万+TPS,这意味着即便性能型链最终也可能回归以太坊DA层,而非依赖模块化替代方案(例如出于生态协同、可信中立性、技术栈简化等考虑)。当然,若需节省成本或提升性能,它们仍可选择其他DA方案,但核心在于:以太坊DA层、数据压缩与链下数据管理的进步,将持续增强L1的竞争力。例外情况主要是与可信企业深度绑定的Rollup(如Coinbase的Base、Robinhood的L2网络RobinhoodChain),用户对这些企业的信任超过对无信任系统的信任(这种效应在新用户与非技术用户中尤为明显)。此时,关联企业的信誉与问责机制成为主要保障,因此这类Rollup可在弱化以太坊对齐性的同时保持竞争力,因为用户愿意像在Web2中那样“信任品牌”。但其采用程度很大程度依赖B2B信任,例如摩根大通链可能更信任RobinhoodChain,而非以太坊及对齐型Rollup提供的更强保障。
除此之外,中间地带的Rollup逐渐向两极整合,很可能是这两条路径成熟的自然结果。原因很简单:中间方案既无法实现高度对齐,也难以达到顶尖性能。关注安全性与可组合性的用户会选择更贴近以太坊的Rollup;而重视低成本、高速度的用户则会倾向最优性能平台。此外,随着预确认技术升级、时隙提速与L1最终性加快,对齐型Rollup的性能将持续提升,对“中等性能”的需求会进一步下降。总体而言,前者更适合机构DeFi,后者更适合零售级应用。
运营成功的Rollup需投入大量资源(从吸引流动性到维护基础设施),到2030年,整合会更频繁,即强大网络将吸纳弱小网络的社区。这一趋势已现端倪。长远来看,由少数具有清晰价值主张的核心枢纽构成的生态,将胜过数百个同质化系统。
特别感谢mteam、Patrick、Amir、Jason、Douwe、Jünger与Bread提供的有益讨论与反馈!