以太坊:EIP-5988提案统一预编译:L2互操作性的另一种解决方案_DON

伴随着以太坊上海升级的日益临近,与之相关的各项提案也随之涌现,希望能赶上在上海升级中一并部署。EIP-5988也在近期被提交至Eips.ethereum官方网页,EIP-5988主要目的在于为各类ZK进行和主网间通信的预编译操作,以节省通信所需的编译时间和链上空间。

EIP-5988主要在于解决各类L2和L1之间的通信问题,借助这项提案,ZK系L2可以在不降低自身证明效率的同时兼容主网安全性,OP系L2可以进一步提升利用主网的结算效率。

并且,EIP-5988此次使用的是Poseidon哈希算法,将会作为各类L2统一预编译的生成证明方式,这也是首次可能兼容进以太坊的新算法,而此前主要在各类L2中尝试使用,但安全性尚未得到主流应用大规模长时间检验,这也是EIP-5988引发的主要争议点。

以太坊开发人员已提交EIP-5988,旨在降低链上储备证明费用成本:金色财经报道,以太坊开发人员已提交改进提案EIP-5988,该提案中引入了一种全新的预编译解决方案,旨在提高以太坊网络上运行零知识证明的效率,并且降低链上进行基于Merkle证明这样的储备证明费用成本,储备证明通常被用来验证用户的加密资产是否完全保留在交易平台/加密公司中。不过以太坊基金会的研究员Dankrad Feist认为,虽然以太坊链上还没有太多任何零知识证明友好的哈希函数,引入EIP-5988可能会对链上安全性产生未知后果,因为将任何类型的哈希函数纳入以太坊协议都需要慎重。就目前而言,尚不清楚EIP-5988是否会在下一次“上海”升级中部署。(eips.ethereum)[2023/1/8 11:01:12]

打通L2之间的通信

自EIP-1559实行以来,已销毁122.5万枚ETH:12月20日,据ultrasound.money数据,自EIP-1559实行以来,ETH总销毁量达122.5万枚,总价值约48亿美元。截至目前,销毁ETH最多的应用是OpenSea,共销毁超12.8万枚ETH;第二名为ETH转账,销毁超11.9万枚ETH;第三名为UniswapV2,销毁超11万枚ETH。[2021/12/20 7:49:35]

在EIP-5988的描述中,最重要的是提出了新的Layer2间通信方式,将各类Rollup扩容算法打包成一致的编译层,供以太坊主网调用,借助以太坊的兼容性来进行各类Layer2的通信。

直观理解,也就是在STARK/SNARK等方案之下,首先进行一项预编译措施,一旦提案生效,将构筑成ZK证明生成后的格式转换场所。以太坊主网无需考虑消息的具体来源,只需要判断是否符合编译格式,从而进行接受或拒绝等操作。

以太坊伦敦和EIP-1559升级前以太坊算力已逼近580 TH/s:8月3日消息,以太坊“伦敦”和EIP-1559预计将会在8月5日升级,目前距离升级还有1天23小时。根据Bitinfocharts最新数据显示,以太坊算力最近一周持续上涨,本文撰写时已升至579.107 TH/s,24小时涨幅2.58%。据悉,以太坊全网算力最高值发生在2021年5月20日,当时达到643.8155 T。现阶段,已完成伦敦和EIP-1559升级准备的以太坊全网客户端数量为1072个(占比66%),尚未就绪的以太坊全网客户端数量为544(占比34%),完成升级准备最多的前三客户端分别是Geth(748个)、Openethereum(244个)、以及Erigon(70个)。[2021/8/3 1:32:12]

Ethhub.io联合创始人:以太坊EIP-1559提案将在6-12个月内推出:金色财经报道,Ethhub.io联合创始人Anthony Sassano表示,以太坊改进提案EIP-1559将在未来6-12个月内推出。他对在以太坊上实施该提案持乐观态度。但是,他指出,为了保持预计的时间表,有必要“团结社区,使其成为一个独立的以太坊网络升级”,而不是将其与其他EIP捆绑在一起。EIP-1559是目前以太坊社区中最受期待的改进提案之一,Sassano称其“可能是自以太坊上线以来最大、最复杂的改变。”[2020/8/27]

在目前的L2和以太坊主网之间,存在广泛的兼容性问题。以ZK系为例,目前主要存在两种障碍:

ZK系有不同技术路径,zk-SNARK和zk-STARK是较为主流的两种,不同实例之间的互操作性缺乏统一标准;

动态 | 8个EIP被初步批准在以太坊伊斯坦布尔硬分叉第二部分中实现:据Hackernoon 8月18日消息,8月15日晚举行的以太坊核心开发人员会议上做出了主要决定,会上对6个EIP(以太坊改进建议)进行了投票并获得批准,这些变化将在名为伊斯坦布尔的硬分叉的第一部分中实现,暂定于今年10月进行。另外8个EIP被初步批准用于硬分叉的第二部分,重点放在有争议的ProgPOW算法上。伊斯坦布尔硬分叉计划的第二部分预计将于2020年第一季度实施。另外,还有十数个EIP被拒绝或撤回。 据悉,伊斯坦布尔硬分叉升级计划在8月14日上线以太坊测试网Ropsten,但在周四的电话会议中,核心开发者Péter Szilágyi指出,需要将该目标推迟两周,以便给开发人员时间来最终确定进入伊斯坦布尔第一部分的EIP列表。由于核心开发人员刚刚同意了这个列表,所以Szilagyi说,9月4日激活Ropsten可能需要重新考虑并再次推迟。[2019/8/18]

L2会选择自研语言,如StarkWare的Cairo等,和以太坊使用的solidity有所区别,需要互相编译才能互通。

在统一预编译层实施后,以太坊所接受的消息格式将进行统一,任何传入的L2数据类型需要进行预先转换,从而节省L2和主网间的传递--等待--响应时间。

目前,在统一预编译层生效前,L2之间的通信有三种方式:

CEX/DEX:首先将代币传递至兼容两种以上L2的交易所。但是只能进行资产转换,无法直接进行消息传递;通用跨链桥:在传统的L1之间的跨链桥之上叠加L2网络。可进行资产转换,部分借助主网可进行消息传递;L2跨链桥:以OrbiterFinance为代表,主要是在各类Rollup间进行跨链,可以视为特定领域的跨链桥模式。EIP-5988的统一预编译,是直接将各类L2的数据格式进行标准化,而非直接提供一种跨L2的资产互通模式,其仍然是以太坊主网的一种升级和扩展,不会损害以太坊主网的安全性。

借助以太坊主网而来的兼容性,并且会极大提升各类L2的互操作性,也更为符合以太坊未来模块化的升级方式。

波塞冬Poseidon神力有待检验

但是在优势之外,仍然需要注意到统一预编译的问题所在,主要集中在其使用的“Poseidon”哈希算法之上,这也是目前社区讨论的集中点。

本质上,EIP-5988的工作流程是引入了一个新的预编译合约,实现了Poseidon加密哈希算法中使用的函数,可以实现EVM和ZK/Validityrollups之间的互操作性,以及为EVM引入更灵活的加密哈希原语。

哈希算法的主要作用是将各类传入的数值和非数值型数据转换为规格一致的编码,便于计算机识别和调用,而在密码学领域,最为人所熟知的是默克尔树证明,其本质是二叉树的哈希化表达变种,被广泛用于各类节点通信,比如钱包和交易所资产证明之中。

波塞冬算法并非是全新方案,至少Vitalik之前介绍过其主要作用,并且其具备和各类ZK算法的良好兼容性,这也是此次更新以波塞冬为题的主要原因。

Poseidon哈希函数于2019年正式推出,与流行的"传统"哈希函数相比,其未经严格有效性和安全性测试。在以太坊网络和其他区块链网络中,已经有部分L2或其他应用使用,到目前为止,波塞冬算法未出现严重错误。

已经或计划使用波塞冬算法的区块链案例:

StarkWare计划使用Poseidon作为StarkNet的主要哈希函数,并承诺在Cairo语言中增加内置Poseidon函数功能。Filecoin采用Poseidon进行不同的默克尔树证明,并用于双值提交场景。DuskNetwork使用Poseidon为交易建立一个类似Zcash的隐私协议。Sovrin使用Poseidon进行基于Merkle树的撤销交易。路印协议使用Poseidon在以太坊上进行隐私交易场景。Polygon将Poseidon用于HermezZK-EVM中。Poseidon算法的安全性并非出于设计上的缺陷,而是缺乏大规模实用化高价值场景的检验,如果此次最终被纳入以太坊主网之上,则将是其在整个以太坊,乃至加密生态上的最重磅应用。

结语

以太坊和Layer2扩容方案之间的纵向分层已成定局,但是各层之间的安全性和兼容性依然存在问题,因此各类L2都在“利用以太坊主网安全性,和增强自身对主网的兼容性上”进行广泛的尝试,但是在造就L2生态繁荣的基础上,也变相引发了L2分裂危机。

这种生态的破碎并不利于以太坊和EVM的长远发展,各类L1之间的竞争仍在进行,如何弥合各类生态碎片,也成为以太坊主网需要主动为之的必要举措,从主网出发进行改进,要求各类L2进行统一的格式转换,是其最新动向。

无论EIP-5988最终是否会生效,这种繁荣和碎片都会长期存在,也需要更多的改进提案来修补。

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