以太坊 2030 技術宣言：Rollup 雙軌並行的世界賬本之路

原文作者：Lemniscap

原文編譯：Saoirse，Foresight News

更精簡的 L1 及其性能型與對齊型 Rollup 方案

以太坊始終致力於保持可信中立性，同時讓更高層級的創新蓬勃發展。早期討論勾勒出"以 Rollup 為核心的路線圖"，即底層網絡將逐步簡化並固化，以便多數活動可遷移至 L2。然而，近期發展表明，僅作為最小化的共識與數據可用性層是不夠的：L1 必須具備處理流量與活動的能力，因為這是 L2 最終依賴的根基。這意味著需要更快的區塊生成速度、更低廉的數據成本、更強大的證明機制，以及更優的互操作性。

即將到來的 Beam Chain 共識機制重構，旨在實現更快的最終確認速度與更低的驗證者門檻，在提升原始吞吐量的同時，進一步強化以太坊的中立性。與此同時，已有提案考慮將活動從日漸陳舊（且"日趨複雜"）的以太坊虛擬機（EVM）遷移至 RISC-V 原生虛擬機，此舉有望在保持與傳統合約互操作性的前提下，大幅提升證明者的效率。

這些升級將重塑 L2 的格局。到 2030 年，我預計以太坊以通用 Rollup 為核心的路線圖將在一個範圍內向兩個方向整合：

• 對齊型 Rollup（Aligned Rollups）：優先實現與以太坊的深度整合（例如共享排序、原生驗證），在最小化信任假設的前提下充分利用 L1 的流動性。這種關係具有互利性，對齊型 Rollup 可直接從 L1 獲取可組合性與安全性。

• 性能型 Rollup（Performance Rollups）：優先追求吞吐量與實時用戶體驗，有時會通過替代數據可用性層（DA 層）或授權參與者（如中心化排序器、小型安全委員會 / 多重簽名）實現，但仍以以太坊作為最終結算層以獲取可信度（或用於市場推廣）。

在設計這些 Rollup 方案時，每個團隊都需權衡以下三個方面：

• 流動性獲取：如何在以太坊及可能的其他 Rollup 方案上獲取並使用流動性？同步或原子級可組合性的重要性如何？

• 安全來源：從以太坊轉移至 Rollup 的流動性應在多大程度上直接繼承以太坊的安全性，還是依賴於 Rollup 提供商？

• 執行表現力：以太坊虛擬機（EVM）兼容性的重要性如何？鑑於 SVM 等替代方案及流行的 Rust 智能合約的興起，EVM 兼容性在未來五年是否仍將重要？

Rollup 譜系上的兩極分化

圖表左上角的 Rollup 側重性能：它們可能採用中心化排序器、替代數據可用性網絡（DA 網絡）或特定應用優化，以實現遠超常規 L2（如 MegaETH）的吞吐量。部分性能型 Rollup 會在對齊性上更靠右（例如，通過採用 Puffer UniFi 和 Rise 等基於快速預確認的技術，瞄準右上角的"理想目標"），但其最終確定性仍取決於 L1 的規範。相比之下，右下角的 Rollup 則最大化與以太坊的對齊性：將 ETH 深度融入手續費、交易和 DeFi；將交易排序和 / 或證明驗證固化在 L1；並優先考慮可組合性而非原始速度（例如，Taiko 雖朝此方向發展，但也在探索許可式預確認以優化用戶體驗）。到 2030 年，我預計許多"中庸"的 L2 要麼轉向上述某類模式，要麼面臨被淘汰的風險。用戶和開發者會傾向於選擇高安全性、與以太坊對齊的環境（用於高風險和可組合的 DeFi 場景），或高可擴展性、為應用定制的網絡（用於大眾用戶應用）。以太坊 2030 年的路線圖為這兩條路徑都奠定了基礎。

為何中間地帶會消失？

網絡效應會推動市場向更少、更大的樞紐聚集。在加密貨幣這類網絡效應起主導作用的市場中，最終可能會形成少數贏家主導的格局（就像我們在 CEX 領域看到的那樣）。由於網絡效應會圍繞一條鏈的核心優勢凝聚，生態系統往往會向少數"性能最大化"和"安全性最大化"的平台整合。一個在以太坊對齊性或性能上僅做到半吊子的 Rollup，最終可能既得不到前者的安全性，也無法擁有後者的可用性。

隨著 Rollup 技術走向成熟，經濟活動會根據"所需安全性"與"獲取安全性的成本"之間的權衡形成分層。那些無法承受結算或治理風險的場景，比如機構級 DeFi、大型鏈上金庫、高價值抵押品市場等，可能會集中在繼承以太坊完整安全保障與中立性的鏈上（或以太坊 L1 本身）。而另一端，那些面向大眾的應用場景（如 Meme、交易、社交、遊戲、零售支付等）則會聚集在用戶體驗最佳且成本最低的鏈上，這類鏈可能需要定制化的吞吐量提升方案或中心化排序機制。因此，那些"速度尚可但非最快、安全性還行但非最優"的通用鏈，吸引力會逐漸下降。尤其是到 2030 年，若跨鏈互操作性能讓資產在這兩類場景間自由流動，這種中間地帶的生存空間會更有限。

以太坊技術棧的演進

執行層

到 2030 年，以太坊當前的執行環境（採用 256 位架構和傳統設計的以太坊虛擬機 EVM）可能會被更現代、高效的虛擬機替代或增強。Vitalik 已提議將以太坊虛擬機升級為基於 RISC-V 的架構。RISC-V 是一種精簡的模塊化指令集，有望在交易執行和證明生成效率上實現重大突破（提升 50-100 倍）。其 32/64 位指令可直接適配現代 CPU，且在零知識證明中效率更高。為減少技術迭代的衝擊並避免進度停滯（例如此前社區考慮用 eWasm 替代 EVM 時的困境），計劃採用雙虛擬機模式：保留 EVM 以確保向後兼容，同時引入新的 RISC-V 虛擬機處理新合約（類似 Arbitrum Stylus 對 WASM + EVM 合約的兼容方案）。此舉旨在大幅簡化並提速執行層，同時助力 L1 的擴展性與 Rollup 支持能力。

為何要這樣做？

EVM 的設計並未考慮零知識證明，因此 zk-EVM 證明器在模擬狀態轉換、計算根哈希 / 哈希樹及處理 EVM 特有機制時，會產生大量額外開銷。相比之下，RISC-V 虛擬機採用更簡潔的寄存器邏輯，可直接建模並生成證明，所需約束大幅減少。其對零知識證明的友好性，能消除 gas 計算和狀態管理等低效環節，對所有採用零知識證明的 Rollup 都大有裨益：狀態轉換證明的生成將更簡單、快速且低成本。歸根結底，將 EVM 升級為 RISC-V 虛擬機可提升整體證明吞吐量，使 L1 直接驗證 L2 執行成為可能（下文詳述），同時提高性能型 Rollup 自身虛擬機的吞吐量上限。

此外，這還將突破 Solidity/Vyper 的小眾圈子，大幅拓展以太坊的開發者生態，吸引更多 Rust、C/C++、Go 等主流開發社區的參與。

結算層

以太坊計劃從零散的 L2 結算模式轉向統一的、原生集成的結算框架，這將徹底改變 Rollup 的結算方式。如今，每個 Rollup 都需部署獨立的 L1 驗證合約（欺詐證明或有效性證明），這些合約定制化程度高且相互獨立。到 2030 年，以太坊可能會集成一個原生功能（擬議的 EXECUTE 預編譯功能），作為通用的 L2 執行驗證器。EXECUTE 允許以太坊驗證者直接重新執行 Rollup 的狀態轉換並驗證其正確性，本質上是在協議層"固化"了驗證任意 Rollup 區塊的能力。

這一升級將催生"原生 Rollup"，本質上是可編程的執行分片（類似 NEAR 的設計）。與普通 L2、標準 Rollup 或基於 L1 的 Rollup 不同，原生 Rollup 的區塊由以太坊自身的執行引擎驗證。

EXECUTE 省去了為 EVM 模擬和維護所需的複雜定制基礎設施（如欺詐證明機制、零知識證明電路、多簽"安全委員會"），大幅簡化了等效 EVM Rollup 的開發，最終實現幾乎無需定制代碼的完全無需信任的 L2。結合下一代實時證明器（如 Fermah、Succinct），可在 L1 上實現實時結算：Rollup 交易一旦被納入 L1 即達成最終性，無需等待欺詐證明窗口期或多時段的證明計算。通過將結算層打造為全球共享的基礎設施，以太坊增強了可信中立性（用戶可自由選擇驗證客戶端）和可組合性（無需擔心同 slot 實時證明問題，同步可組合性大幅簡化）。所有原生（或原生 + 基於 L1 的）Rollups 將使用相同的 L1 結算函數，實現標準化證明及 Rollup（分片）間的便捷交互。

共識層

以太坊的信標鏈（Beacon Chain）共識層正被重構為 Beam Chain（計劃 2027-2029 年測試），旨在通過先進加密技術（包括抗量子能力）升級共識機制，提升擴展性與去中心化程度。在六大研究方向的升級中，與本文相關的核心特性包括：

（Beam Chain 的最新進展可通過 YouTube 的" Beam Call" 系列了解。）

• 更短時隙，更快最終性：Beam Chain 的核心目標之一是提升最終性速度。將當前約 15 分鐘的最終性（Gasper 機制下的 2 個紀元，即 32+ 32 個 12 秒時隙）縮短至 3 時隙最終性（3 SF， 4 秒時隙，約 12 秒），最終實現單時隙最終性（SSF，約 4 秒）。3 SF+ 4 秒時隙意味著交易上鏈後 10 秒內即可完成最終確認，大幅改善基於 L1 的 Rollup 和原生 Rollup 的用戶體驗：L1 區塊速度提升將直接加快 Rollup 區塊生成。交易納入區塊的時間約為 4 秒（高負載時更長），使相關 Rollup 的區塊速度提升 3 倍（儘管仍慢於性能型 Rollup、替代 L1 或信用卡支付，因此預確認機制仍很重要）。更快的 L1 最終性還能保障並加速結算：Rollup 可在幾秒內完成 L1 上的狀態提交最終確認，實現快速提款，降低重組或分叉風險。簡言之，Rollup 交易批處理的不可逆性將從 15 分鐘縮短至秒級。

• 通過 SNARK 化降低共識開銷：Beam 計劃將狀態轉換函數"SNARK 化"，使每個 L1 區塊都附帶簡潔的 zk SNARK 證明。這是實現同步、可編程執行分片的前提。驗證者無需處理每筆交易即可驗證區塊並聚合 BLS 簽名（及未來的抗量子簽名），大幅降低共識的計算成本（同時降低驗證者的硬件要求）。

• 降低質押門檻以增強去中心化：Beam 計劃將驗證者的最低質押額從 32 ETH 降至 1 ETH。結合證明者 - 提議者分離（APS，將 MEV 轉移至鏈上拍賣）和 SNARK 化，可實現分布式反合謀區塊構建，不再偏袒規模化質押池（如占 25% 市場份額的 Lido），轉而支持更多使用樹莓派（Raspberry Pi）等設備的獨立質押者。這將增強去中心化與可信中立性，直接利好對齊型 Rollups。在 APS 機制下，提議者數量會減少，但包含列表（FOCIL）將強化抗審查能力：一旦證明者將交易列入列表，即使是小規模、全球分布的提議者群體也無法排除這些交易。

這一切都指向以太坊基礎層的未來：它將具備更強的可擴展性與去中心化程度。尤其是基於 L1 的 Rollup 將從這些共識升級中獲益最大，因為 L1 將更適配其交易排序需求。通過在 L1 上對交易進行排序，來自基於 L1 的 Rollup（以及原生基於 L1 的 Rollup）的最大可提取價值（MEV）將自然流向以太坊區塊提議者，且這些價值可被銷毀，從而將更多價值積累重新集中到 ETH 身上，而非流向中心化排序器。

數據可用性層（DA 層）

數據可用性（DA）吞吐量是 Rollup 擴展的關鍵，尤其對未來需支持 10 萬 + TPS 的性能型 Rollups 而言。以太坊的 Proto-danksharding（Dencun + Pectra 升級）已將每區塊目標和最大 blob 數量分別提升至 6 和 9，使 blob 數據容量達到 8.15 GB / 天（約 94 KB/s， 1.15 MB / 區塊），但仍顯不足。到 2030 年，以太坊可能實現完全 danksharding，目標每區塊 64 個 blob（每個 128 KB），即約 8 MB/4 秒時隙（2 MB/s）。

（注：Proto-danksharding 是以太坊擴容路線中的關鍵技術升級，通過引入新型數據存儲機制大幅提升網絡性能。它是 Danksharding 的過渡方案，核心目標是為 L2 解決方案降低交易成本並增強數據可用性，同時為未來的完全分片技術奠定基礎。）

儘管這是 10 倍的提升，但仍無法滿足 MegaETH 等性能型 Rollup 對～ 20 MB/s 的需求。不過以太坊的路線圖還包含更多升級：通過 PeerDAS 等方案實現數據可用性採樣（DAS，預計 2025 下半年 - 2026 上半年），節點無需下載完整數據即可驗證可用性，結合數據分片使每區塊 blob 目標提升至 48+。在理想的 Danksharding 和 DAS 支持下，以太坊可實現 12 秒時隙 16 MB 數據處理能力，對應約 7, 400 簡單交易 / 秒，經壓縮（如聚合簽名、地址壓縮）後可達 58, 000 TPS，結合 Plasma 或 Validium（僅上鏈狀態根而非完整數據）則更高。儘管鏈下擴展存在安全與擴展性的權衡（如運營商失職風險），但到 2030 年，以太坊有望在協議層提供多元化 DA 選項：為側重安全的 Rollups 提供完全鏈上數據保障，為側重規模的 Rollups 提供外部 DA 接入靈活性。

綜上所述，以太坊的數據可用性（DA）升級正使其越來越適配 Rollup。但需要注意的是，以太坊當前的吞吐量仍遠不足以支撐支付、社交、遊戲等高頻場景。即便簡單的 ERC-20 轉賬僅需約 200 字節的 blob 數據，粗略計算也需要約 20 MB/s 的原始 DA 帶寬；而更複雜的交易（如 Uniswapswap）會產生更大的狀態差異，所需帶寬將增至約 60 MB/s！僅靠完整的 Danksharding 技術難以達到這一帶寬要求，因此吞吐量的提升需依靠數據壓縮與鏈下擴展的巧妙結合。

在此期間，性能型 Rollup 需依賴 Eigen DA 等替代 DA 方案。這類方案目前已能提供約 15 MB/s 的吞吐量，且計劃提升至 1 GB/s；而 Hyve 等新興方案更承諾實現 1 GB/s 的模塊化 DA，並支持亞秒級可用性。正是這類 DA 方案，能讓 Web3 應用具備媲美 Web2 的速度與用戶體驗。

以太坊世界賬本的願景

到 2030 年，憑藉核心協議升級與以 Rollup 為核心的技術演進，以太坊將更勝任這一角色。正如前文所述，全技術棧的升級將支撐兩類 Rollup 模式：一類傾向"深度以太坊化"，以安全性與可信中立性為核心；另一類則傾向"輕以太坊化"，以極致吞吐量與經濟獨立性為目標。以太坊的路線圖不強制單一路徑，而是提供足夠靈活的土壤，讓兩種模式都能蓬勃發展：

• 對齊型 Rollup：確保高價值、高關聯性的應用持續獲得以太坊的強安全保障。其中，基於 L1 的 Rollup 能實現以太坊級別的活性，生成 Rollup 區塊的 L1 驗證者同時負責交易排序；原生 Rollup 則具備以太坊級別的執行安全性，每一次 Rollup 狀態轉換都在 L1 內重新執行並驗證；而原生基於 L1 的 Rollup（或稱超聲 Rollup，即執行分片）更是兼具 100% 執行安全性與 100% 活性，本質上成為以太坊 L1 的一部分。這類 Rollup 將助推以太坊 L1 的價值積累：基於 L1 的 Rollup 產生的 MEV（最大可提取價值）直接流向以太坊驗證者，且通過 MEV 銷毀機制可增強 ETH 的稀缺性；調用 EXECUTE 預編譯功能驗證原生 Rollup 的證明需消耗 gas，為 ETH 創造新的價值流入渠道。若未來多數 DeFi 與機構金融運行在少數對齊型 Rollup 上，ETH 將捕獲整個經濟體的費用。而以太坊的抗審查能力與 MEV 價值捕獲機制，正是其成為"世界賬本"的兩大關鍵支柱。

• 性能型 Rollup：讓以太坊生態能覆蓋全品類區塊鏈應用，包括需大規模處理能力的場景。這類鏈很可能成為主流採用的橋樑，儘管可能引入（半）信任元素，但仍以以太坊作為最終結算層與互操作性樞紐。性能型與對齊型 Rollup 的並存，使以太坊生態能同時支撐頂級安全性與頂級吞吐量應用。L2 的異構性與互操作性對以太坊利大於弊：儘管這些 Rollup 與 ETH 的經濟綁定較弱，但通過將 ETH 用作 gas 代幣、交易媒介、DeFi 計價單位，以及高容量環境下新型應用的核心資產，仍能催生對 ETH 的新增需求。值得注意的是，前文提到以太坊 DA 層或可支撐 10 萬 + TPS，這意味著即便性能型鏈最終也可能回歸以太坊 DA 層，而非依賴模塊化替代方案（例如出於生態協同、可信中立性、技術棧簡化等考量）。當然，若需節省成本或提升性能，它們仍可選擇其他 DA 方案，但核心在於：以太坊 DA 層、數據壓縮與鏈下數據管理的進步，將持續增強 L1 的競爭力。

例外情況主要是與可信企業深度綁定的 Rollup（如 Coinbase 的 Base、Robinhood 的 L2 網絡 Robinhood Chain），用戶對這些企業的信任超過對無信任系統的信任（這種效應在新用戶與非技術用戶中尤為明顯）。此時，關聯企業的信用與問責機制成為主要保障，因此這類 Rollup 可在弱化以太坊對齊性的同時保持競爭力，因為用戶願意像在 Web2 中那樣"信任品牌"。但其採用程度很大程度依賴 B2B 信任，例如摩根大通鏈可能更信任 Robinhood Chain，而非以太坊及對齊型 Rollup 提供的更強保障。

除此之外，中間地帶的 Rollup 逐漸向兩極整合，很可能是這兩條路徑成熟的自然結果。原因很簡單：中間方案既無法實現高度對齊，也難以達到頂尖性能。關注安全性與可組合性的用戶會選擇更貼近以太坊的 Rollup；而重視低成本、高速度的用戶則會傾向最優性能平台。此外，隨著預確認技術升級、時隙提速與 L1 最終性加快，對齊型 Rollup 的性能將持續提升，對"中等性能"的需求會進一步下降。總體而言，前者更適合機構 DeFi，後者更適合零售級應用。

運營成功的 Rollup 需投入大量資源（從吸引流動性到維護基礎設施），到 2030 年，整合會更頻繁，即強大網絡將吸納弱小網絡的社區。這一趨勢已現端倪。長遠來看，由少數具有清晰價值主張的核心樞紐構成的生態，將勝過數百個同質化系統。

特別感謝 mteam、Patrick、Amir、Jason、Douwe、Jünger 與 Bread 提供的有益討論與反饋！

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