以太坊3大革新|ETH未来关键发展:L2扩容/ 智能合约钱包/ 隐私

共同打造出第一个可以撰写智能合约的区块链,也就是老牌公链以太坊的创办人Vitalik ,试图引领整个以太坊相关生态系一起看得更远,看向那个全球人口大规模进驻,在日常生活间食衣住行上都采用区块链的未来。

为了要迎接这样的未来,Vitalik 提出了一个以太坊转型的必要三角,并强调这是个三选三缺一不可的命题。因为少了任何一项,以太坊就会面临彻底的失败。

这篇文章,我们稍微脱离开发者的视角,从区块链用户的角度来解读Vitalik 的原文,用浅显易懂的方式带你了解为何以太坊必然得要历经这三个转型。同时一览在下个牛市备受瞩目的三个关键赛道:Layer 2 扩容、智能合约钱包、用户隐私。

何谓转型的必要三角(The Three Transitions)

回顾过去八年,以太坊已经从一个年轻的、实验性的项目,逐渐变成一个成熟且依然能在熊市保持超过40万日常活跃用户的头部公链。但如果以太坊想迈进下一个阶段,成为能为全球用户带来开放、无国界、无需许可体验的区块链,还有三个技术上的转型需要先完成,分别是:

Layer 2 扩容转型:解决以太坊太慢与太贵的问题

如果没有Layer 2 转型,以太坊就会失败。

因为目前以太坊每笔交易的手续费成本至少是3.75 美元,如果我们迎来又一个牛市,则可能是82.48 美元,而且在付出天价交易手续费的同时,还要面对区块链壅堵、交易缓慢需要排队的问题。

在这样一笔交易成本就如此高昂的情况下,未来每个面向大众市场的产品,都会不可避免的忘记区块链,改采取一个更便宜且更加中心化的解决方案。

因此更便宜、更快速的Layer 2 是以太坊必要的转型。

赛道关键字:扩容、Layer 2、Optimistic Rollup、ZK-Rollup

智能合约钱包转型:解决因为私钥遗失或被盗取而损失资产的问题

如果没有智能合约钱包的转型,以太坊就会失败。

因为大部分的区块链钱包不仅介面复杂,使用者体验差,用户还可能因为单纯忘记助记词,或是点击了骇客提供的不明的钓鱼连结,就丢失自己所有在区块链上的资产。

这会导致用户因为风险太高,而不愿意把他们的资产和其他非金融资产-像是NFT-放在链上,而是改存放在中心化的交易所,完全忽略了区块链去中心化的精神和本质,还要承担中心化交易所营运不透明的风险。

因此可以社交恢复、设置黑白名单的智能合约钱包,是以太坊必要的转型。

赛道关键字:智能合约钱包、抽象帐户、AA、ERC-4337

用户隐私转型:解决区块链无法隐藏交易讯息的问题

如果没有用户隐私转型,以太坊就会失败。

因为目前区块链上的所有交易、POAP 出席证明协议、SBT 灵魂绑定代币,都是公开且任何人都可以随时查看的状态。如果使用区块链就意味着要同意这种程度的隐私牺牲,对许多用户来说都是太大的代价,会促使大部分人都转向至少可以隐藏部分数据或交易讯息的集中式、中心化式解决方案。

因此此可以隐藏部分交易或参与者讯息的用户隐私,是以太坊必要的转型。

赛道关键字:隐身地址、隐私公链、隐私服务

以太坊三大转型的难题

然而,虽然以上三项都是以太坊必要的转型,但要改变已经如此庞大的以太坊乃至EVM 兼容链,有几种技术上的挑战和将会、必须发生。

智能合约钱包在多链环境的挑战

在目前Layer 2 百花齐放,各自坐拥自己的生态系的情况,用户的资产将会变得越来越分散。一个人可能同时在以太坊、Optimism、ZkSync 和Kakarot 上各自有一个钱包帐户,而随着Layer 2 篷勃发展,情况肯定只会变得越来越复杂。

目前,由于大部分用户使用的都是传统由公钥和私钥组成的EOA (外部拥有账户)帐户地址,这样的帐户允许你用一个帐户访问所有EVM 兼容的区块链,所以即使从以太坊主网切换到其他测试网或Layer 2 ,都还是可以使用同一个帐户地址。不但方便用户跨链管理资产,使用起来也相对直观。

但在加入了智能合约钱包和隐身地址后,保持只拥有一个地址将会变得更加困难。因为智能合约钱包意味着用户在各个链上部署独特智能合约,虽然用户可以在不同的链上各自创建智能合约钱包,但每新创一个钱包意味着同时创建了新的帐户地址,而每个链都有自己的生态系统、特性和限制。最终,一个人可能会拥有相当多的地址,并面临以下问题:

・资产丢失的风险:

用户可能会在没有说明或指定特定链的情况下给出他的智能合约钱包地址,让他人把资产转帐到该地址上。但如果发送者将资产转到了没有支持该资产的链上,可能会导致用户无法访问资产。(这个问题目前可以透过在地址开头加上人类可识别的前缀的ERC-3770协议来解决)

・打破跨链桥假设:

在多链之间进行资产的转移通常会使用到跨链桥,但现有的跨链桥服务,通常会假设桥两端的地址是相同,使用一链一地址的智能合约钱包则会打破这个假设。用户可能会不小心将资产跨链到无法接受该资产的链上,也就是俗称的转错链。

・多链管理的复杂性:

跨链管理多个地址,会给用户带来额外的花费。

于是,问题就回到了:智能合约钱包可以像传统EOA 钱包一样,在不同链上使用同一个区块链地址吗?

理论上来说,能够允许在多条链上部署相同的智能合约代码,进而在不同的链上创建具有相同地址的智能合约钱包的反事实部署(CREATE2)和延伸出来的ERC-2470或许可以解决这个问题。但由于每条链都有自己独特的状态和数据存储方式,以及某些zk-Rollups 链在技术上并非完全的EVM 兼容,都可能会破坏在多链上创建相同地址的目标。

而如果我们再将隐私这个元素纳入考量,采用隐身地址会让用户不只是因为多用了几条链而多出了几个地址,而是每开启一笔交易中就会产生一个新的地址。在以太坊完成三大转型后,「一个用户= 一个地址」的观念将会逐渐式微,而地址管理将变成一个前所未有复杂,但极为重要的任务。

Layer 2 多链时代进行链上支付的挑战

关于这个挑战,可以从一个例子开始:假如我在其中一条Layer 2 - Scroll 上有资金,但我想向只在另一条Layer 2 - Taiko 上收款的商家买杯咖啡,该怎么办?

基本上有两种可行的解决方案: 

・接收方(可能是商家,也可能只是普通个人)努力支援每条Layer 2 ,并具有一些异步整合资金的功能,方便管理多链资金。 

・接收方提供他们的Layer 2 和地址,发送者的钱包在转帐的同时,自动通过某种跨链桥将资金转成接收方使用的Layer 2。

或者两种方案可以混合使用,但这只是以太坊纳入三大转型之后会面临的挑战的其中之一:向支付给某人这种的单纯行为,开始需要比取得一个20 字元的钱包地址更多的资讯。

幸运的是,向智能合约钱包转型,并不会对目前的地址系统造成太大的负担,只是有许多既有的钱包服务需要进行升级,诸如:

・确保钱包接收端不仅追踪来自EOA (传统钱包)的ETH 转帐,同时追踪由智能合约程式码(智能合约钱包)发送的ETH

・所有假设用户地址所有权不变的Dapps 或项目,需要重新改写他们的产品,来实现原本的目标

当然,智能合约钱包也会让一些事情变得更容易,像是如果有人收到不是ETH 的ERC-20 代币,他们将能够透过ERC-4337 Paymasters 使用该代币代替ETH 支付Gas Fee。

三个转型后社交恢复私钥的挑战

综上所述,考量到未来一个用户可能会在各条链上拥有无数个地址,这将会让智能合约钱包社交恢复的功能变得更为复杂,开发者们当然可以简化程序,设计出一个一键就能对所有用户地址进行恢复的软体,但将会带来以下问题:

Gas Fee 成本:

同时恢复所有链上的所有地址,将会花费大量的Gas Fee,从资金管理层面来看非常不切实际。

无限增生的地址:

如果使用可以在不同链上部署相同智能合约,以达成在多链上保有相同地址的反事实部署技术,作为用户,你可能会拥有无限数量的地址。像是:每个Layer 2 上都有一个或多个地址,包括那些还不存在的Layer 2,以及由隐身地址方案产生的另一组无限反事实地址。

隐私考量:

如果用户有意拥有多个地址的原因就是因为想要切开帐户之间的连结,避免将它们之间可以相互追踪,他们当然不希望透过同时或大约同时恢复帐户,来公开连接他所有的地址。

解决这些问题很难。幸运的是,有一个表现相当不错的优雅解决方案:将验证逻辑和持有资产分开检视的架构:私钥库合约

管理跨链多地址私钥的私钥库合约(Keystore contracts)

要建立私钥库合约,Vitalik 提出了两种可行的方法:

・轻量版(check only to update keys):

每个钱包都在本地存储验证私钥,并包含一个函数,可以调用该函数来检查私钥库当前状态的跨链证明,并更新其本地存储的验证私钥以匹配。当钱包首次在特定L2 上使用时,必须调用该函数以从私钥库中获取当前验证私钥。 

优点:很少使用跨链证明,所以如果跨链证明很昂贵也没关系。所有资金只能以当前私钥操作使用,因此是安全的。 

缺点:要更改验证私钥,您必须在私钥库和每个已经初始化的钱包(尽管不是反事实的钱包)中进行链上私钥更改。这可能会消耗大量Gas Fee。 

・较复杂的版本(检查每笔tx):

每笔交易都必须验证私钥库中当前私钥的跨链证明。

优点:系统复杂性较低,私钥库更新很便宜。

缺点:每笔交易都会变得昂贵,因此需要更多的改良才能使跨链证明便宜到可以接受的程度。但这个方法也不容易与ERC-4337 兼容,ERC-4337 目前不支持在验证期间跨合约读取可变对象。

简单来说,未来每个用户不会再各自管理钱包私钥,而是都可能会拥有一个私钥库合约,这个管理私钥的合约可能存在主网或特定的Layer 2 。用户在不同的Layer 2 上拥有地址,其中每个地址的验证逻辑都是指向私钥库合约的指针。如果要从这些地址进行支出花费,需要进入私钥库合约进行证明运算,以取得当前(或者更现实地说,最近)的支出公钥。

有了私钥库合约和支出公钥,用户就不需要分别管理私钥,并且可以用这份支出公钥去恢复跨链的钱包。

钱包将从管理资产演变成同时保障资讯数据的工具

目前,区块链钱包的主要任务是保护你的资产,你所有的资产都存在于区块链上,而钱包所保护的就是能够存取这些资产的私钥。

以前,如果你更换了私钥(例如建立新钱包并转移资产),你可以在安全地在网络上公开你之前的旧私钥。然而,在零知识证明的世界里,情况已经改变了:钱包不仅仅是保护身份凭证,还要保护你的数据。

Vitalik 举例:他在Zuzalu 使用的Zupass 身份系统是就是这个概念的先行者。Zupass 使用ZK-SNARK 技术,用户有一个用于向系统进行身份验证的私钥,可以用来制作基本证明,例如:证明我是Zuzalu 的居民,但不透露我的具体身份。同时,Zupass 身份系统也开始有其他用例,其中最著名的是Stamps(Zupass的POAPs 版本)。

Stamps 相较于POAPs 拥有更关键的特性,Stamps 是私密的。你在本地拥有个人的资讯数据,只有当你想要向某人分享这些资讯时,你可以使用ZK 证明Stamps(或运算Stamps 中的某些讯息),以部分揭露你的资讯数据。但这会增加风险:如果你丢失了这些储存在本地的数据或讯息,你可能会同步失去你的Stamps。

当然,在本地保存资讯数据的问题,可以被视作跟过去保存私钥一样,会遇到同样问题:第三方(甚至是区块链)可以持有你加密过的资讯数据的副本。这样做的便利之处在于你所采取的行动不会改变你原本私钥,因此你不需要与保护私钥的系统进行互动。但即使如此,如果你丢失了私钥,你就失去了一切,包括资讯数据和资产。因为如果有人获得了你的私钥,他们就可以查看,或取得被该私钥加密的所有内容。

Zupass 的解决方案是鼓励人们在多个设备,像是笔电和手机备份他们的私钥,因为同时丢失所有设备的机会很小。甚至可以进一步使用秘密共享来分割私钥,将私钥分散储存在多个保护者之间。

但对于钱包来说,这种透过多方计算(MPC)来进行社交恢复,并不算是足够好的解决方案,因为这意味着如果你为你的钱包设置了社交恢复的保护者,那无论是当前的保护者还是之前的保护者,都有可能联合起来盗取你的资产,这是一般人无法接受的超高风险。

通常情况下,隐私泄露的风险要比完全失去资产的风险小。如果某人基于某种目的有高度的隐私需求,他应该可以接受更高的风险,透过不备份涉及隐私保护行动的相关私钥来达到目的。

为了避免让用户被一个复杂的多种恢复途径的系统压垮,未来支持社交恢复的钱包可能需要同时管理「恢复资产」和「恢复私钥(包含加密资讯数据的私钥)」两件事。

域名或将成为聚合多链地址的ID

在拥有因为Layer 2、智能合约钱包和隐身地址所产生的多个地址后,一个理想的解决方案是把不同的帐户地址透过统一的标志结合在一起,而这个标志或许会是以太坊的域名服务(ENS)。

ENS 目前支持多链地址解析,这意味着单个ENS 名称,其实是可以连结到不同的地址的。我们只需要用ENS 注册人类可读的域名,并将这些域名映射到一个人拥有的多个地址,就不需要复杂且不确定因素太多的的反事实部署方案来拥有多链地址,如上图所示。

此外,这个机制也可以在非EVM 兼容的系统上外使用。钱包可以接受ENS 名称作为地址输入,并自动解析正确的对应地址,以避免额外的复杂性。目前ENS 团队也透过使用ERC-3668 和ENSIP-10 来研究能够在Layer 2 上使用ENS 子域名的方法。

唯一的问题是,即使就目前市场的情况来看,使用ENS 依然是一笔不小的费用,而且还有域名租期需要考量,如果市场状况转牛,拥有一个域名的成本将会更加昂贵。这对习惯Web 2 网站提供免费注册帐户服务的用户来说,可能会降低他的使用意愿。

小结:以太坊最大的挑战,是如何以「用户」为核心进行转型

诚如Vitalik 所言,在上述所有挑战当中,最终的成果要可以让用户轻松理解,并且保持一定程度的去中心化是最重要的。让用户可以透过简单的介面,了解自己目前拥有哪些资产,并轻松取得与他们相关的讯息。

文末Vitalik 也提及为普通用户实现可扩展性、钱包安全性和用户隐私对于以太坊的未来至关重要,鼓励以太坊的开发者们迎接这份挑战。

而身为区块链的用户,从这些走在区块链技术最前端的开发者们的讨论中,我们大致上可以抓住一个未来的趋势,而趋势通常意味着新的机会、服务、应用。持续关注相关赛道,相信无论是作为用户还是投资者,都会有不错的收获。

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