編者按：3月29日，Vitalik Buterin發(fā)表文章《The roads not taken》，著眼于以太坊發(fā)展路上的各種猜想與落實路徑。我們有必要看看不同的以太坊可能是什么樣子，以及我們可以從中學(xué)到什么。

以太坊協(xié)議開發(fā)社區(qū)在以太坊早期階段做出了很多決定，這些決定對項目的發(fā)展軌跡產(chǎn)生了很大的影響。在某些情況下，以太坊開發(fā)人員有意識地決定在我們認(rèn)為比特幣犯錯的地方進行改進。在其他地方，我們正在創(chuàng)造一些全新的東西，我們只需要想出一些東西來填補空白——但有很多東西可供選擇。還有一些其他地方，我們在更復(fù)雜的東西和更簡單的東西之間進行了權(quán)衡。有時，我們選擇了更簡單的東西，但有時，我們也選擇了更復(fù)雜的東西。

這篇文章將著眼于我記憶中的一些岔路口。其中許多功能在核心開發(fā)圈內(nèi)得到了認(rèn)真討論；其他人幾乎沒有考慮過，但也許真的應(yīng)該考慮過。但即便如此，還是有必要看看不同的以太坊可能是什么樣子，以及我們可以從中學(xué)到什么。

我們是否應(yīng)該使用更簡單的PoS版本？

以太坊即將合并的Gasper PoS是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，但也是一個非常強大的系統(tǒng)。它的一些特性包括：

• 非常強大的單區(qū)塊確認(rèn)——一旦交易被包含在一個區(qū)塊中，通常在幾秒鐘內(nèi)該塊就會固化到無法恢復(fù)的程度，除非大部分節(jié)點不誠實或存在極端的網(wǎng)絡(luò)延遲。

• 經(jīng)濟上的確定性——一旦一個區(qū)塊被最終確定，如果攻擊者不得不懲罰并損失數(shù)百萬的ETH，就無法反轉(zhuǎn)它。

• 非?？深A(yù)測的獎勵——驗證者在每個epoch（6.4分鐘）可靠地獲得獎勵，減少對池子的激勵。

• 支持非常多的驗證者數(shù)量——與具有上述功能的大多數(shù)其他區(qū)塊鏈不同，以太坊信標(biāo)鏈支持?jǐn)?shù)十萬驗證者（例如，Tendermint提供比以太坊更快的最終確定性，但它只支持幾百個驗證者）。

但是制作一個具有這些特性的系統(tǒng)是困難的。它花費了多年的研究，多年的失敗實驗，并且通常需要大量的努力。最終的結(jié)果非常復(fù)雜。

如果我們的研究人員不必太擔(dān)心共識并且有更多的大腦周期可以騰出，那么也許，只是也許，rollups可以在2016年發(fā)明。這給我們帶來了一個問題：我們真的應(yīng)該有這么高的標(biāo)準(zhǔn)嗎？我們的PoS，即使是更簡單和更弱版本的PoS也會比PoW現(xiàn)狀有很大改進？

許多人認(rèn)為PoS本質(zhì)上是復(fù)雜的，但實際上有PoS算法幾乎與中本聰PoW一樣簡單。NXT PoS自2013年以來就存在，本來是自然的候選者；它有問題，但這些問題很容易被修補，我們本可以從2017年開始，甚至從一開始就擁有一個運行良好的PoS。Gasper比這些算法更復(fù)雜的原因僅僅是因為它試圖完成的工作比它們做得更多。但如果我們一開始比較謙虛，我們可以先專注于實現(xiàn)一組更有限的目標(biāo)。

在我看來，從一開始PoS就是一個錯誤。PoW有助于擴大初始發(fā)行分配和使以太坊可訪問，以及鼓勵愛好者社區(qū)。但在2017年甚至2020年改用更簡單的PoS可能會導(dǎo)致少得多的環(huán)境破壞（以及環(huán)境破壞導(dǎo)致的反加密心態(tài)），并且更多的研究人才可以自由地考慮擴容。我們最終會不得不花費大量資源來制作更好的PoS嗎？是的。但看起來我們最終還是會這樣做。

分片的去復(fù)雜化

自2014年開始研究這些想法以來，以太坊分片一直在變得越來越不復(fù)雜。首先，我們有內(nèi)置執(zhí)行和跨分片交易的復(fù)雜分片。然后，我們通過將更多責(zé)任轉(zhuǎn)移給用戶來簡化協(xié)議（例如，在跨分片交易中，用戶必須分別為兩個分片支付gas）。然后，我們切換到以Rollup為中心的路線圖，從協(xié)議的角度來看，分片只是數(shù)據(jù)塊。最后，通過danksharding，分片費用市場合二為一，最終設(shè)計看起來就像一條非分片鏈，但在幕后發(fā)生了一些數(shù)據(jù)可用性抽樣魔術(shù)（data availability sampling magic）以進行分片驗證。

但是，如果我們走相反的道路呢？實際上有以太坊研究人員深入探索了一個更復(fù)雜的分片系統(tǒng)：分片將會產(chǎn)生鏈，會有子鏈依賴于父鏈的分叉選擇規(guī)則，跨分片消息將由協(xié)議路由，驗證者將是在分片之間輪轉(zhuǎn)，甚至應(yīng)用程序也會在分片之間自動實現(xiàn)負(fù)載平衡！

這種方法的問題是：這些分片形式在很大程度上只是想法和數(shù)學(xué)模型，而Danksharding是一個完整且?guī)缀蹩梢詫崿F(xiàn)的規(guī)范。因此，考慮到以太坊的環(huán)境和限制，在我看來，分片的簡化和去野心化絕對是正確的舉措。也就是說，更雄心勃勃的研究也有一個非常重要的作用：它確定有前途的研究方向，即使是非常復(fù)雜的想法通常也有那些仍然提供很多好處的想法的“相當(dāng)簡單”的版本，而且很有可能它將在未來幾年顯著影響以太坊的協(xié)議開發(fā)（甚至是Layer-2協(xié)議）。

EVM中的更多或更少的功能？

實際上，除了安全審計之外，EVM的規(guī)范基本上可以在 2014 年年中推出。然而，在接下來的幾個月里，我們繼續(xù)積極探索我們認(rèn)為可能對去中心化應(yīng)用程序非常重要的新功能。有的沒添加進去，有的添加進去了。

• 我們考慮添加一個「POST」 操作碼，但決定反對。POST操作碼將進行異步調(diào)用，該調(diào)用將在其余事務(wù)完成后執(zhí)行。

• 我們考慮添加一個「ALARM 」操作碼，但決定反對。 除了在未來的某個塊中執(zhí)行異步調(diào)用外，「ALARM」的功能類似于「POST」。

• 我們添加了日志功能，允許合約輸出不涉及狀態(tài)但可以被 dapp 接口和錢包解釋的記錄。值得注意的是，我們還考慮過讓 ETH 轉(zhuǎn)賬發(fā)出日志，但最終決定不這么做——理由是“人們很快就會轉(zhuǎn)向智能合約錢包”。

• 我們考慮擴展「SSTORE 」以支持字節(jié)數(shù)組，但出于對復(fù)雜性和安全性的擔(dān)憂而決定反對。

• 我們添加了預(yù)編譯，這些合約使用本機實現(xiàn)執(zhí)行專門的加密操作，其 gas 成本比 EVM 中的成本低得多。

• 在推出后的幾個月里，狀態(tài)租金（state rent）一次又一次的被考慮，但從未包括在內(nèi)。這太復(fù)雜了。今天，正在積極探索更好的狀態(tài)到期方案（state expiry schemes），盡管無狀態(tài)驗證（stateless verfication）和提議者/構(gòu)建者分離意味著它現(xiàn)在的優(yōu)先級要低得多。

今天來看，大多數(shù)不添加更多功能的決定已被證明是非常好的決定。沒有明顯的理由添加「POST」操作碼?！窤LARM」操作碼實際上很難安全地實現(xiàn)：如果區(qū)塊 1…99999 中的每個人都設(shè)置一個「 ALARM」 在區(qū)塊 100000 處執(zhí)行大量代碼會發(fā)生什么？該區(qū)塊需要幾個小時來處理嗎？一些預(yù)定的操作會被推遲到以后的區(qū)塊嗎？但如果發(fā)生這種情況，那么還有什么保證「ALARM」可以保留呢？「SSTORE」對于字節(jié)數(shù)組很難安全地完成，并且會大大擴展最壞情況的見證大小。

狀態(tài)租金問題更具挑戰(zhàn)性：如果我們實際上從第一天開始實施某種狀態(tài)租金，我們就不會讓智能合約生態(tài)系統(tǒng)圍繞持久狀態(tài)的規(guī)范化假設(shè)發(fā)展。以太坊本來會更難構(gòu)建，但它本來可以更具可擴展性和可持續(xù)性。同時，我們當(dāng)時的狀態(tài)租金計劃確實比我們現(xiàn)在的要糟糕得多。有時，好主意需要數(shù)年時間才能得出，沒有更好的解決方法。

「LOG」的替代路徑

LOG可以通過兩種不同的方式以不同的方式完成：

1，我們可以讓 ETH 轉(zhuǎn)賬自動發(fā)出一個「LOG」。這將為交易所和許多其他用戶節(jié)省大量精力和軟件錯誤問題，并加速每個人對日志的依賴，這具有諷刺意味的是，有助于智能合約錢包的采用。

2，我們完全可以不用「LOG」操作碼，而是把它變成一個 ERC：會有一個標(biāo)準(zhǔn)合約，它有一個函數(shù)submitLog，并使用以太坊存款合約中的技術(shù)來計算該區(qū)塊中所有日志的 Merkle 根。EIP-2929或區(qū)塊范圍的存儲（相當(dāng)于「TSTORE」 但在出塊之后清除）都會使這個便宜。

我們強烈考慮過（1），但拒絕了。主要原因是簡單：日志更容易來自「LOG」操作碼。

我們還（非常錯誤地?。┢谕蠖鄶?shù)用戶能夠快速遷移到智能合約錢包，這可能已經(jīng)使用操作碼顯式記錄了轉(zhuǎn)賬。

（2）沒有考慮過，但回想起來，它始終是一種選擇。(2) 的主要缺點是缺少用于快速掃描日志的 Bloom 過濾器機制。但事實證明，Bloom 過濾器機制對于 dapp 來說太慢了，對用戶來說是友好的，所以現(xiàn)在越來越多的人使用 TheGraph進行查詢。

總體而言，這兩種方法中的任何一種都可能優(yōu)于現(xiàn)狀。保持「LOG」在協(xié)議之外會讓事情變得更簡單，但如果它在協(xié)議內(nèi)部自動記錄所有 ETH 傳輸，它會更有用。

今天，我可能會贊成最終取消來自EVM 中的「LOG 」操作碼。

如果 EVM 完全不同怎么辦？

EVM 可以采用兩種非常不同的自然路徑：

1，使 EVM 成為一種高級語言，內(nèi)置變量、if 語句、循環(huán)等結(jié)構(gòu)。

2，使 EVM 成為一些現(xiàn)有 VM（LLVM、WASM 等）的副本。

第一條路徑從未被真正考慮過。這條路徑的吸引力在于它可以使編譯器更簡單，并允許更多的開發(fā)人員直接在 EVM 中編碼。它還可以使 ZK-EVM 結(jié)構(gòu)更簡單。該路徑的弱點在于它會使 EVM 代碼在結(jié)構(gòu)上更加復(fù)雜：它不是一個簡單的連續(xù)操作碼列表，而是一個必須以某種方式存儲的更復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。也就是說，錯過了兩全其美的機會：一些 EVM 更改本可以給我們帶來很多好處，同時保持基本 EVM 結(jié)構(gòu)大致原樣：禁止動態(tài)跳轉(zhuǎn)并添加一些旨在支持的操作碼子程序（ ban dynamic jumps and add some opcodes designed to support subroutines 另見：EIP-2315)，只允許在 32 字節(jié)字邊界上訪問內(nèi)存，等等。

第二條路徑被建議了很多次，也被拒絕了很多次。通常的論點是它允許程序從現(xiàn)有語言（C、Rust 等）編譯到 EVM 中。反對的論點一直是，鑒于以太坊的獨特限制，它實際上不會提供任何好處：

• 來自高級語言的現(xiàn)有編譯器往往不關(guān)心總代碼大小，而區(qū)塊鏈代碼必須進行大量優(yōu)化以減少每個字節(jié)的代碼大小。

• 我們需要 VM 的多個實現(xiàn)，并有一個硬性要求，即兩個實現(xiàn)永遠(yuǎn)不會以不同的方式處理相同的代碼。在我們沒有編寫的代碼上進行安全審計和驗證會更加困難。

• 如果虛擬機規(guī)范發(fā)生變化，以太坊要么總是隨之更新，要么越來越不同步。

因此，對于 EVM 來說，可能從來沒有一條可行的路徑與我們今天所擁有的完全不同，盡管有很多較小的細(xì)節(jié)（跳轉(zhuǎn)、64 位 vs 256 位等）如果完成的話可能會帶來更好的結(jié)果不同。

ETH 供應(yīng)是否應(yīng)該以不同的方式分配？

Etherscan的這張圖表大致代表了當(dāng)前的 ETH 供應(yīng)量：

今天存在的大約一半的 ETH 是在公開的以太坊銷售中出售的，任何人都可以將 BTC 發(fā)送到標(biāo)準(zhǔn)化的比特幣地址，并且最初的 ETH 供應(yīng)分配是由一個開源腳本計算的，該腳本掃描比特幣區(qū)塊鏈以進行交易到那個地址。其余大部分已開采。黑色部分-標(biāo)記為“其他”的 1200 萬 ETH，是預(yù)挖礦（premine），為分配給以太坊基金會和大約 100 名以太坊協(xié)議的早期貢獻(xiàn)者的。

這個過程有兩個主要的批評：

• premine以及以太坊基金會收到銷售資金的事實并不是可信的中立。一些收件人地址是通過一個封閉的過程手工挑選出來的，必須相信以太坊基金會不會借錢來回收收到的資金，以便將出售重新投入到出售中，以給自己更多的 ETH（我們沒有，也沒有人認(rèn)真地聲稱我們有，但即使是完全信任的要求也會冒犯一些人）。

• premine 過度獎勵了早期的貢獻(xiàn)者，而留給后來的貢獻(xiàn)者的太少了。75% 的 premine 在啟動前用于獎勵貢獻(xiàn)者的工作，而在啟動后，以太坊基金會只剩下 300 萬個 ETH。在 6 個月內(nèi)，為了經(jīng)濟生存而出售的需求減少到大約 100 萬 ETH。

在某種程度上，這些問題是相關(guān)的：盡量減少對中心化的看法的愿望導(dǎo)致了較小的預(yù)挖礦，而較小的預(yù)挖礦更快地耗盡了。

這不是事情可以完成的唯一方式。Zcash有一種不同的方法：固定 20% 的區(qū)塊獎勵分配給協(xié)議中硬編碼的一組接收者，并且每 4 年重新協(xié)商一組接收者（到目前為止，這種情況已經(jīng)發(fā)生過一次）。這本來會更可持續(xù)，但它會因為中心化而受到更嚴(yán)厲的批評（Zcash 社區(qū)似乎比以太坊社區(qū)更公開地接受更多的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)）。

一種可能的替代路徑類似于當(dāng)今某些DeFi 項目中流行的“從第一天開始的 DAO”路線。這是一個可能的易受攻擊的建議：

• 我們同意在 2 年內(nèi)，每個區(qū)塊獎勵中的 2 ETH 進入開發(fā)者基金。

• 任何在以太坊銷售中購買 ETH 的人都可以指定他們對開發(fā)者基金的首選分配投票（例如，“每個區(qū)塊 1 ETH 給以太坊基金會，0.4 ETH 給 Consensys 研究團隊，0.2 ETH 給 Vlad Zamfir ……” )

• 被投票支持的接收者從開發(fā)基金中獲得的份額等于每個人投票的中位數(shù)，按比例計算，每個區(qū)塊的總數(shù)等于 2 ETH（中位數(shù)是為了防止自我交易：如果你為自己投票，除非你得到至少有一半的其他購買者提到你）

銷售可以由一個法律實體進行，該實體承諾按照與 ETH 開發(fā)基金相同的比例分配銷售期間收到的比特幣（或者燒毀，如果我們真的想讓比特幣持有人高興的話）。這可能會導(dǎo)致以太坊基金會獲得大量資金，非以太坊基金會同樣也會獲得大量資金（從而建立更多的去中心化生態(tài)系統(tǒng)），所有這些都不會破壞可信的中立性。主要的缺點當(dāng)然是代幣投票真的很糟糕，但實際上我們本可以意識到 2014 年仍然是一個早期和理想主義的時期，代幣投票最嚴(yán)重的缺點只會在銷售結(jié)束后很久才開始發(fā)揮作用。

這會是一個更好的主意并開創(chuàng)一個更好的先例嗎？可能是！盡管實際上即使開發(fā)基金完全可信中立，但今天對以太坊的預(yù)挖礦大喊大叫的人很可能剛剛開始對 DAO 分叉提出更大的反對聲音。

我們可以從這一切中學(xué)到什么？

總的來說，我有時覺得以太坊最大的挑戰(zhàn)來自于兩種愿景之間的平衡——一個重視安全性和簡單性的純粹而簡單的區(qū)塊鏈，以及一個用于構(gòu)建高級應(yīng)用程序的高性能和功能性平臺。上面的許多示例只是其中的一個方面：我們是功能更少但更像比特幣，還是功能更多但對開發(fā)人員更友好？我們是否非常擔(dān)心使開發(fā)資金可信地中立并更像比特幣，還是我們首先擔(dān)心的是確保開發(fā)人員獲得足夠的獎勵以使以太坊變得更好？

我個人的夢想是嘗試同時實現(xiàn)這兩個愿景——一個規(guī)范每年比前一年更小的基礎(chǔ)層，以及一個以Layer2協(xié)議為中心的強大的開發(fā)人員友好的高級應(yīng)用程序生態(tài)系統(tǒng)。也就是說，到達(dá)這樣一個理想的世界需要很長時間，更明確地意識到這需要時間，我們需要逐步考慮路線圖可能會對我們有很大幫助。

今天，有很多事情是我們無法改變的，但還有很多事情我們?nèi)匀豢梢愿淖?，而且仍然有一條道路可以在功能性和簡單性方面得到充分的改善。有時路徑是曲折的：我們需要先增加一些復(fù)雜性以啟用分片，這反過來又在頂部啟用了許多Layer2可擴展性。也就是說，降低復(fù)雜性是可能的，以太坊的歷史已經(jīng)證明了這一點：

• EIP-150使調(diào)用堆棧深度限制不再相關(guān)，減少了合約開發(fā)人員的安全擔(dān)憂。

• EIP-161將“空賬戶”的概念作為與字段為零的賬戶分開的東西不再存在。

• EIP-3529刪除了部分退款機制，使 gas 代幣不再可行。

正在醞釀中的想法，如Verkle 樹，可以進一步降低了復(fù)雜性。但未來如何更好地平衡這兩種愿景是我們應(yīng)該開始更積極思考的問題。