Vitalik分析:如何让5年后的以太坊变得像比特币一样简单

以太坊的愿景是成为全球性的"世界账本"，这意味着它必须同时具备可扩展性和韧性。市面上关于如何扩容、如何提升性能的讨论已经很多了，但今天我想聚焦一个同样关键、却常常被低估的要素：

。

没错，就是“简单”。Fusaka 硬分叉计划要把 L2 的数据可用空间扩大10倍，2026年的路线图也打算为 L1 带来类似的提升。与此同时，以太坊已经顺利过渡到权益证明（PoS），客户端多样性在迅速改善，零知识（ZK）验证和量子抗性研究也在稳步推进，整个应用生态越来越稳健。这些进展固然可喜，但如果我们只盯着这些“加法”，忽略了协议本身的复杂度，那就像在给一栋结构日益臃肿的大楼不断加盖新楼层——风险会越来越大。

让我们先看看比特币。比特币最令人叹服的地方，就是那种近乎优雅的简洁性：

1. 一条由区块组成的链，每个区块通过哈希值链接到前一个区块。

2. 区块的有效性通过工作量证明（PoW）来验证——说白了，就是检查哈希值的前几位是不是零。

3. 每个区块里包含若干笔交易，这些交易的“币”要么来自挖矿奖励，要么来自上一笔交易的输出。

仅此而已！一个聪明的高中生就能完全搞懂比特币是怎么运作的，一个程序员甚至可以把写一个比特币客户端当作业余项目来玩。

这种简单性，为比特币（以及以太坊）成为可信、中立、全球性的基础层，带来了无可比拟的优势：

：门槛越低，参与协议研究、开发和治理的人就越多。这天然地防止了技术精英阶层独揽话语权。

：协议简单，意味着开发新客户端、编写证明工具、搭建开发者工具的成本都会大幅降低。

：长期来看，维护一个简单的协议，比维护一个庞杂的协议要省心得多。

：简单，意味着规范本身和具体实现里出现灾难性错误的概率都会降低，而且更容易验证“这玩意儿到底有没有bug”。

：复杂的组件少，留给特殊利益集团攻击的“后门”或“模棱两可”的空间也就少了。

需要坦诚的是，以太坊历史上在某些决策上（包括我个人参与的部分）未能始终坚持简洁导向。导致的结果是：开发成本过高，安全风险增加，研发文化也变得有些封闭。而那些复杂功能带来的收益，最终往往被证明是虚幻的。这篇文章的核心想法是：五年后的以太坊，能否在简洁性上向比特币看齐？

简化共识层

新的共识层设计（历史上叫“信标链”），其目标就是利用过去十年在共识理论、ZK-SNARK开发、质押经济学等领域积累的经验，构建一个长期来看最优、同时更简单的共识机制。相比现在的信标链，新设计做了大幅简化：

：直接移除了槽（slot）、周期（epoch）、委员会重组这些复杂概念，同步委员会等高效处理机制也一并砍掉。实现一个基本的3-slot最终性协议，代码量大概只需要200行，而安全性却比Gasper更接近理论最优。

：验证者少了，分叉选择的实现规则就能更简单，安全性也因此受益。

：任何人都可以成为聚合者，不再需要信任某个特定的聚合者，也无需为了重复的位域（bitfield）支付高昂费用。聚合密码学本身很复杂，但这种复杂性是“封装”起来的，系统性风险很低。

：上面几个因素的改进，使得我们可以采用更简单、更稳健的点对点网络架构。

：包括验证者的进入、退出、提款、密钥转换、inactivity leak等机制，代码量减少了，同时提供了更清晰的保证（比如弱主观性周期）。

共识层有个天然优势：它和EVM执行层相对独立。这意味着我们有很大的空间对它进行持续改进。真正的挑战，其实在于执行层如何实现类似的简化。

简化执行层

EVM的复杂性是逐年递增的，其中很多复杂性后来看完全没必要（有些决策确实是我的失误）。比如：256位的虚拟机过度优化了某种特定形式的密码学——这种形式现在看已经过时了；还有那些预编译（precompiles），为了某一类用例做了极致优化，却大多数时候无人问津。

逐个去给这些问题打补丁，效果是有限的。比如移除SELFDESTRUCT操作码，耗费了大量心力，换来的收益却很小。最近关于EOF（EVM Object Format）的激烈争论，也暴露了类似的困境。

最近有一个更激进的思路浮出水面：与其对EVM做那些中等规模（但依然具有破坏性）的改动、只换来1.5倍的收益，我们不如直接迁移到一个更优秀、更简单的虚拟机上，去争取100倍的收益。就像“The Merge”一样，我们减少破坏性变更的次数，但让每一次变更都变得更有意义。

具体建议是：

这能带来什么好处？

：智能合约执行时，在证明器里可以“原生”运行，不再需要解释器的开销。Succinct的数据显示，很多场景下性能提升可以超过100倍。

：RISC-V的规范相比EVM，简单得太多了。替代方案（比如Cairo）也非常简洁。

：代码分区、更友好的静态分析、更大的代码大小限制等一系列EOF带来的好处，我们依然可以保留。

：Solidity和Vyper可以新加一个后端，把代码编译到新虚拟机。如果选择RISC-V，那些主流语言的开发者也能非常轻松地把代码移植过来。

：可能只需要保留那些高度优化的椭圆曲线操作（等量子计算机普及后，连这些也能去掉）。

主要缺点也很明显：和已经准备就绪的EOF不同，换上新虚拟机后，开发者要真正享受到它的好处，需要一段时间的积淀。我们可以通过短期先落地一些高价值的EVM改进（比如增加合约代码大小限制、增加DUP/SWAP17-32等操作码）来缓解这个问题。

总之，我们会得到一个更简单的虚拟机。但核心挑战摆在那里：

虚拟机过渡的向后兼容策略

简化（或者说在不增加复杂性的前提下改进）EVM，最大的难点就在于：如何平衡新目标与现有应用之间的向后兼容性。

第一步需要想清楚的是：以太坊的代码库（哪怕只看一个客户端）并不是只有一种定义方式。

我们的目标是尽量缩小

：这是节点参与以太坊共识所必需的逻辑，包括计算当前状态、生成证明、验证证明、FOCIL（分叉选择规则）以及“普通”的区块构建。

是无法缩减的：如果协议规范移除了某个执行层功能（比如虚拟机、预编译等），那么要处理历史区块的客户端，依然得保留相应的代码。但对于新客户端、ZK-EVM或形式化证明器来说，它们完全可以忽略橙色区域。

新增的

：这部分知识对理解当前链、或者优化区块构建非常有价值，但它不属于共识逻辑。

举例来说：Etherscan和一些区块构建者会支持ERC-4337用户操作。如果我们用链上RISC-V实现替换掉某些以太坊功能（比如EOA及其支持的旧交易类型），共识代码会显著简化。但专用的节点依然可以用原有的代码来解析这些历史数据。

橙色和黄色区域的复杂性，是

。理解协议的人可以跳过这些部分，以太坊的实现也可以忽略它们，这些区域的错误不会引发共识风险。换句话说，橙色和黄色区域的代码复杂性，远比绿色区域里的复杂性危害小。

把代码从“绿色区域”搬到“黄色区域”的思路，有点像苹果通过Rosetta翻译层来保证长期向后兼容的做法。

受Ipsilon团队近期文章的启发，我梳理了一个虚拟机变更的流程（以EVM到RISC-V为例，但这个流程也适用于EVM到Cairo，或者RISC-V到更优的虚拟机）：

：先让生态系统逐步熟悉和适应RISC-V虚拟机。

：协议同时支持RISC-V和EVM，两种虚拟机上的合约可以自由交互。

：除了椭圆曲线操作和KECCAK这类需要极致速度的操作，其他预编译都用RISC-V实现来替换。具体操作是：通过硬分叉移除原有预编译，同时把该地址的代码（类似DAO分叉时的做法）从“空”改成RISC-V的实现。RISC-V虚拟机极其简单，即便只走到这一步，协议本身也已经被简化了。

：把这个解释器作为智能合约部署到链上（因为ZK证明器需要它）。在初始发布数年后，现有的EVM合约将通过这个解释器来运行。

走完第4步之后，虽然大量的“EVM实现”依然会为了优化区块构建、开发者工具和链分析而存在，但它们已经不再是关键共识规范的一部分了。以太坊共识，将“原生地”只理解RISC-V。

通过共享协议组件简化

还有第三种降低协议复杂度的方式，也是最容易被低估的一种：

不同协议用不同方式做同一件事，通常毫无益处。但这种“各自为政”的乱象还是经常出现，主要是因为协议路线图不同部分之间缺乏沟通。来看几个以太坊通过共享组件实现简化的具体方向。

统一纠删码

我们在三种场景下都需要纠删码：

：客户端需要验证区块是否已经被完整发布。

：节点在收到n/2个片段后就可以接受区块，这是在延迟和冗余之间找平衡。

：以太坊的历史数据是分片存储的，只要持有其中n/2个片段，就能恢复出其余片段，大大降低单个数据片丢失的风险。

如果这三种场景使用同一种纠删码（不论是Reed-Solomon码还是随机线性码），好处是明摆着的：

：总代码行数会减少了。

：如果一个节点为了某个场景下载了部分数据片段，这些数据可以直接用在其他场景上。

：所有场景的数据片段，都可以根据同一个根（root）来验证。

退一步说，即使因为某些原因不能使用完全相同的纠删码，至少也要保证它们的兼容性——比如，数据可用性采样用的水平Reed-Solomon码，和垂直随机线性码在同一个域中操作。

统一序列化格式

以太坊目前的数据序列化格式只有部分是标准化的，因为数据可以用任意格式重新序列化后再广播。唯一的例外是交易签名哈希，它必须用标准格式进行哈希。未来，序列化的标准化程度会进一步提高，原因有二：

：交易的全部内容将对虚拟机可见。

：执行层的数据需要被放入数据块（blobs）中。

到那时，我们正好有机会去统一以太坊三个层级（执行层、共识层、智能合约调用ABI）的序列化格式。

我个人的建议是使用

，理由如下：

1. 它易于解码：即使在智能合约内部也能轻松解码，因为SSZ基于4字节设计，几乎没有边缘情况。

2. 它已经在共识层被广泛使用了。

3. 它和现有的ABI非常相似，工具改造起来也会相对容易。

其实已经有向SSZ全面迁移的努力在进行中，我们在规划未来升级时，应该认真考虑并延续这些已有的成果。

统一树结构

如果我们真的从EVM迁移到了RISC-V（或者其他最小化的虚拟机），那么十六进制的Merkle Patricia树，将成为证明区块执行效率的最大瓶颈——即使在平均情况下也是如此。迁移到基于更优哈希函数的二叉树，会显著提升证明器的效率，同时也能降低轻客户端等场景下的数据成本。

既然要迁移，那应该借这个机会，让共识层也使用同样的树结构。这样一来，以太坊的共识层和执行层，就可以通过同一套代码来访问和解析数据了。

从现在到未来

“简单性”在很多方面和“去中心化”地位相似，它们都是实现“韧性”这个终极目标的上游条件。但真正把“简单性”提到一个受重视的高度，需要整个社区在文化上有所转变。因为简单性的收益往往难以量化，而为此付出的额外努力、放弃某些炫酷功能时的阵痛却是立竿见影的。然而，所有的收益都会随着时间慢慢浮现——比特币本身，就是最好的例子。

我建议效仿tinygrad的做法，为以太坊的长期规范设定一个明确的

。这个目标的核心是：让以太坊的共识关键代码，在简洁性上无限接近比特币。那些处理以太坊历史规则的代码当然会继续存在，但它们应该被置于共识关键路径之外。

总而言之，我们应该把“选择更简单的方案”作为一条核心原则来坚守：优先选择“封装的复杂性”，而非“系统性的复杂性”；优先做出那些能提供清晰属性和明确保证的设计选择。