展望2030年的以太坊:L1与Rollup双轨并行的世界账本

以太坊一直致力于保持可信中立性,同时推动更高层级的创新。早期讨论描绘了"以Rollup为核心的路线图",即底层网络将逐步简化并固化,以便大多数活动可迁移至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最终依赖的基础。这意味着需要更快的区块生成速度、更低的数据成本、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。

即将到来的Beam Chain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。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,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(Aligned Rollups):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(Performance Rollups):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),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。

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。

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Arbitrum Stylus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。

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,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。

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。

EXECUTE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EVM Rollup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。

以太坊的信标链共识层正被重构为Beam Chain(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:Beam Chain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32 ETH降至1 ETH。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