Ethereum 2029: 更快速和量子抗性網絡的時間軸示例

以太坊專注於一項重要的變革，旨在提升網路的速度與安全性。上個月，以太坊的主要創始人之一Vitalik Buterin發布了一份詳細的計畫，展示未來數年的時間表範例——一份旨在縮短區塊時間與最終確認時間，同時為以太坊迎接量子運算時代做準備的路線圖。

這個願景涵蓋了為使以太坊的基礎層更快、更強大，並最終具備量子抗性而設計的升級方案。這不是一個承諾，而是一個激發討論的提案，關於L1應該如何演進。

Strawmap：2029年時間表範例

“strawmap”——結合了草圖（strawman）與路線圖（roadmap）——是這個主要框架。由以太坊基金會的Justin Drake設計，Vitalik則將其公開為一個協調工具，而非正式命令。

這份strawmap為研究人員、開發者與治理參與者等高階讀者提供一個時間線範例。它以一個視覺化的序列，展現以太坊L1的願景，直至2029年，假設每六個月進行一次分叉。

此路線圖的五大主要目標包括：

• 一個具有秒級slot與最終確認時間的高速L1
• 一個“Giga”級L1，透過zkEVMs達到每秒1GB的資料可用性
• 一個“Tera”級L2，提供每秒1GB的資料可用性
• 全協議的量子後量子密碼學
• ETH轉帳的第一級隱私保護

時間表示例：Slot時間的變革

目前以太坊的slot時間為12秒。Vitalik提出的時間表範例展示了一個逐步縮短的策略，採用類似“sqrt(2)一次”的數學公式——逐步將slot時間從12秒縮短到8、6、4、3，甚至可能到2秒。

這個策略將slot時間視為一個“可調整參數”，在確保安全的前提下逐步調整。這不是瞬間改變，而是基於研究與信心的逐步演進過程，確保共識安全不被破壞。

值得注意的是，大部分路線圖的設計並不依賴於slot時間的精確長度。正如Buterin所說：“我們需要做幾乎相同的事情，不論slot時間是2秒還是32秒。”

提升Slot速度的技術措施

縮短slot時間的主要挑戰在於網路基礎設施。時間表範例中包括對點對點網路的改進，特別是消除編碼（erasure coding）技術。

與每個節點從多個對等點接收完整區塊不同，以太坊可能採用消除編碼——將區塊拆分成多個片段，任何子集都能用來重建完整區塊。此方法在保持冗餘的同時，降低帶寬負擔與延遲問題。

內部統計數據顯示，這種架構能將區塊傳播時間在95百分位內縮短，讓更短的slot時間成為可能，同時不損失安全性。

最終確認時間範例：從16分鐘到幾秒

如果slot時間代表節奏，最終確認（finality）則是網路的心跳。目前，以太坊的最終確認約需16分鐘，基於目前12秒的slot與Gasper設計下的多時代確認。

strawmap提出一個方案，將傳統的多輪拜占庭容錯算法轉換為一個單輪的Minimmit變體。在新設計下，最終確認時間可縮短至6到16秒。

這個路徑可能經歷中間階段——先達到分鐘級的最終確認——再逐步進入單位秒數的範圍。Buterin承認，這個過程比現有系統更複雜，轉換路徑可能較為困難。

Attester結構的優化

縮短延遲時間需要改變attester的行為。時間表範例提出一個設計，僅有256到1024個隨機選擇的attester參與每個slot。

較小的attester集合可省略聚合階段，節省每個slot的關鍵毫秒數——這是實現幾秒內最終確認的關鍵。

量子後安全：時間表範例中的密碼學升級

時間表範例中最大技術突破是密碼學的全面升級，以實現量子抗性。以太坊正評估轉向基於後量子哈希簽名與STARK友好哈希函數的方案。

開發者正在研究Poseidon2等方案——用於zkEVM的哈希函數。選項包括增加運算輪數、回歸Poseidon1，或採用標準哈希如BLAKE3。

量子抗性層可能在最終確認保護升級之前就先到位。在此情境下，若出現強大的量子電腦，最終確認保障可能被破壞，但鏈仍持續運作——這是在過渡期內一個可預見的風險。

時間表範例：一個“忒修斯之船”式的演變

整個時間表範例象徵著以太坊各部分的逐步改進與研究驅動的演進：

• 更短的slot時間以加快區塊產出
• 單位秒的最終確認以實現即時結算
• 量子抗性密碼學以確保長期安全
• 擴展的L2吞吐量以提升擴展性
• 內建隱私保護以保障用戶

strawmap不是保證，而是討論的藍圖。能否在十年末實現2秒slot與單位秒的最終確認，取決於研究突破、治理協調與去中心化共識的持續創新。

但方向已明：更快的區塊、更快的結算，以及為未來設計的量子抗性協議。這份時間表範例展現了最重要的區塊鏈之一的演進路徑。

常見問題 🔎

• 以太坊的時間表範例（strawmap）是什麼？ 它是一份長期路線圖，展示直到2029年的L1改進提案，是研究與開發方向的參考指南。

• 以太坊的slot速度可能有多快？ 在時間表範例中，slot時間可從目前的12秒逐步降低到2秒。

• 2029年的最終確認時間目標是什麼？ 建議的最終確認時間約為6到16秒，遠快於目前的16分鐘。

• 量子抗性如何融入時間表範例？ 路線圖包括基於後量子哈希簽名與STARK的方案，以保護以太坊免受量子計算威脅。