原文标题：The cryptographic world computer；原文作者：Vitalik
编译｜Odaily 星球日报（@OdailyChina）；译者｜Asher（@Asher_ 0210）
我们常把以太坊称为“区块链”，这个叫法很容易让人觉得：它与中本聪在 2009 年创造的比特币，本质上还是同一种技术。这在很多方面没错，即使是按照 Strawmap 路线构建的未来“精简版以太坊”（Lean Ethereum），也仍会保留区块链的一些基本特征。
但过去十五年，这项技术已经发生了很大变化，未来三年还会继续发展。以太坊正在走向的，可能是一种与早期区块链有本质区别的系统。
今天的以太坊支持通用计算，采用权益证明机制。链上已有使用零知识证明的应用，L2 也在提供扩容和隐私保护。未来的以太坊，则可以根据应用需要，在极大的计算规模与完全通用的计算能力之间作出选择；区块可以通过多种方式由多方共同构建；权益证明机制会进一步优化；零知识证明也将在基础层发挥关键作用。
从比特币白皮书看，以太坊改变了什么？
回看最初的比特币白皮书，再逐节对照 2015 年、2025 年和设想中的 2030 年以太坊，几乎每一部分都发生了重大变化。
以交易授权为例，早期区块链主要依靠签名，未来还可能使用抗量子签名或零知识证明。验证区块也不再一定要下载全部数据、重新执行所有计算，而可以通过 PeerDAS 检查数据可用性，再验证 SNARK。交易进入区块的过程、计算和存储的方式，以及轻客户端能够自行验证的内容，都与早期区块链有了很大不同。
几乎所有定义“区块链”的核心属性，都已经发生变化，或即将变化：
- 验证方式：从下载区块、重新执行，转向通过 PeerDAS 抽样，并验证 SNARK；
- 共识机制：从 PoW 转向 PoS，再转向优化程度更高的 PoS；
- 区块构建权：从单个矿工构建区块，转向多方参与构建。
因此，完成 Lean 升级后的以太坊仍被称为“区块链”，很大程度上只是沿用了历史上的叫法。它既保留了中本聪提出的核心思想，也用上了过去五十年学术研究发展出的密码学工具。这些工具在 2009 年还不存在，或者尚未成熟。
密码学并不是唯一重要的学科。形式化验证、数据库理论、点对点网络、信息论和经济学同样发挥着作用。不过，这些领域的进步并未改变早期区块链的基本流程。所有人尝试生成下一个符合 PoW 规则的区块；有人成功后将区块广播出去，其他人下载并重新执行，如此循环。而密码学的发展，正在改变这一流程本身。
用户能得到什么，开发者又需要改变什么？
这些技术变化，也会改变用户使用以太坊网络时面临的取舍。
2015 年的以太坊网络能够持续运行，抵抗交易审查，保证交易按事先写好的规则执行，而且交易不可逆。但这些保障伴随着很高的成本。网络的隐私能力有限，确认交易需要时间。用户若想自行验证，还得运行一台性能较强的节点，否则就只能信任他人。
设想中的 2030 年以太坊网络会保留这些保障，并通过 FOCIL 进一步保障交易实时进入区块。在某些场景下，它提供的隐私保护可能比服务器更强。不过，通用计算仍然昂贵，也难以全面保护隐私。许多专用计算的成本可以低得多，许多专用应用也能提供更强的隐私保护。
交易确认仍然需要时间。2015 年，以太坊网络约 17 秒出一个区块，等待 12 次确认约需 200 秒。到 2030 年，单个时隙可能缩短至约 4～8 秒，达到终局性约需 8～32 秒。用户仍需自己运行节点，才能获得最充分的验证保障，但运行节点的要求会低得多。
与此同时，开发者组织计算的方式将直接影响应用成本。在早期区块链中，同样多的数据和计算通常意味着相近的开销。未来则不同，如果把所有操作都塞进一笔只能串行执行的交易，成本会很高；如果理清各步骤的依赖关系，让它们可以并行处理，或在进入最终区块前完成聚合，成本就能降低。
这会逐渐改变以太坊应用的设计。长期来看，可能只有涉及状态变化及其执行顺序、必须由区块链处理的信息需要上链。其他内容可以提前聚合，让区块链更专注于自己的工作。
去中心化也可能成为性能优势
或许最重要的变化是，网络的去中心化不再只是为了安全和稳健而承担的成本。在少数情况下，它也可能成为性能优势。去中心化网络可以并行存储更多数据，也可以并行完成大量计算，其中很多计算可以在内存池中进行。在某些情况下，它还能增强隐私，因为只有去中心化网络才能有效隐藏数据和请求来自哪里等信息。
这曾是以太坊在 2010 年代中期的一个愿景。去中心化不应只用于提高系统的稳健性，也应该帮助系统扩大规模。既然中心化系统可以把工作分给不同参与者来提升性能，去中心化系统也应该能做到。
当时缺少的关键条件是验证。把工作分出去之后，必须确认每一部分都被正确完成。早期设计尝试使用随机抽选的委员会，但委员会的建立复杂、成本高，会大幅增加延迟；如果委员会失职，也没有补救办法。如今，现代密码学解决了这个问题，相关方案带来的额外开销也在逐月下降。
延迟是另一个值得关注的方向。以太坊本身的延迟永远无法与服务器相比，但围绕它建立的基础设施或许可以。总体来说，如果能在用户与链之间建立一个更强大的去中心化层，而这一层本身不是链，以太坊就可能在不损害链的基本属性的前提下，获得更强的能力。
从区块链到“加密世界计算机”
更远的未来，以太坊还可能迎来另一项变化，即混淆技术（iO）的兴起。理想情况下，可用的混淆技术可以消除隐私与通用性之间的取舍，让不限数量的参与者以安全、加密的方式参与通用计算。即使较弱形式的混淆技术，也能用于加密内存池等场景。不过，本文前面讨论的变化，并不需要等到这项技术成熟才会发生。
这就是“加密世界计算机”。以太坊将不再只是一份账本，让人们把数据和计算放上去执行，而会成为一种结合区块链、密码学隐私与验证技术，以及强大的去中心化链下组件的架构。
要完整建成这样的系统，还有许多挑战。让零知识证明足够高效、安全并不容易，但这个问题的范围相对明确，目前也已经在借助 AI 工具持续优化。更难、涉及整个系统的问题，可能是如何管理海量状态，并让不同参与者并行访问这些状态。相关方案已经出现，但仍需随着未来应用的需求逐渐清晰而不断完善。
从 Strawmap 路线来看，计划于明年进行的 Hegota 分叉，可能是以太坊最后一次“常规”分叉。它采用的功能和技术，2015 年的人大致还能认得出来。此后的工作将涉及递归 STARK、自动化形式验证、高度优化的共识算法，以及让这一切具备抗量子能力。
PeerDAS 已经开启了以太坊从单纯的区块链走向更强大系统的转变。Hegota 之后，这场转变将成为以太坊发展的主线。最终，以太坊有望提供比过去成本更低、规模更大、隐私性更强的高安全性计算。
