以太坊2030技术宣言：Rollup双轨并行的世界账本之路

原文作者：Lemniscap

原文编译：Saoirse，Foresight News

更精简的 L1 及其性能型与对齐型 Rollup 方案

以太坊始终致力于保持可信中立性，同时让更高层级的创新蓬勃发展。早期讨论勾勒出「以 Rollup 为核心的路线图」，即底层网络将逐步简化并固化，以便多数活动可迁移至 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 最终依赖的根基。这意味着需要更快的区块生成速度、更低廉的数据成本、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。

来源：https://www.youtube.com/live/EvYRiFRYQ9Q?si=bsLWGA6FP9pi2vqI&t=477

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。与此同时，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，我预计以太坊以通用 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 谱系上的两极分化

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，参考 链接 ），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。

图表左上角的 Rollup 侧重性能：它们可能采用中心化排序器、替代数据可用性网络（DA 网络）或特定应用优化，以实现远超常规 L2（如 MegaETH）的吞吐量。部分性能型 Rollup 会在对齐性上更靠右（例如，通过采用 Puffer UniFi 和 Rise 等基于快速预确认的技术，瞄准右上角的「理想目标」），但其最终确定性仍取决于 L1 的规范。相比之下，右下角的 Rollup 则最大化与以太坊的对齐性：将 ETH 深度融入手续费、交易和 DeFi；将交易排序和 / 或证明验证固化在 L1；并优先考虑可组合性而非原始速度（例如，Taiko 虽朝此方向发展，但也在探索许可式预确认以优化用户体验）。到 2030 年，我预计许多「中庸」的 L2 要么转向上述某类模式，要么面临被淘汰的风险。用户和开发者会倾向于选择高安全性、与以太坊对齐的环境（用于高风险和可组合的 DeFi 场景），或高可扩展性、为应用定制的网络（用于大众用户应用）。以太坊 2030 年的路线图为这两条路径都奠定了基础。

「对齐性」的定义存在争议，尚未达成共识。就本报告而言，以上是对「性能」与「对齐性」的简要分析框架。前文图表基于此定义绘制，未必适用于其他对「对齐性」的解读。

为何中间地带会消失？

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。

以太坊技术栈的演进

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（如箭头所示）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。

执行层

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。

为何要这样做？

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（下文详述），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。

结算层

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。

来源：https://x.com/Spire_Labs/status/1915430799618564394

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。

共识层

以太坊的信标链（Beacon Chain）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：

（Beam Chain 的最新进展可通过 YouTube 的「 Beam Call 」系列了解。）

• 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（3 SF， 4 秒时隙，约 12 秒），最终实现单时隙最终性（SSF，约 4 秒）。3 SF+ 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 zk SNARK 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（Raspberry Pi）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，但包含列表（FOCIL）将强化抗审查能力：一旦证明者将交易列入列表，即使是小规模、全球分布的提议者群体也无法排除这些交易。

这一切都指向以太坊基础层的未来：它将具备更强的可扩展性与去中心化程度。尤其是基于 L1 的 Rollup 将从这些共识升级中获益最大，因为 L1 将更适配其交易排序需求。通过在 L1 上对交易进行排序，来自基于 L1 的 Rollup（以及原生基于 L1 的 Rollup）的最大可提取价值（MEV）将自然流向以太坊区块提议者，且这些价值可被销毁，从而将更多价值积累重新集中到 ETH 身上，而非流向中心化排序器。

数据可用性层（DA 层）

数据可用性（DA）吞吐量是 Rollup 扩展的关键，尤其对未来需支持 10 万 + TPS 的性能型 Rollups 而言。以太坊的 Proto-danksharding（Dencun + Pectra 升级）已将每区块目标和最大 blob 数量分别提升至 6 和 9 ，使 blob 数据容量达到 8.15 GB / 天（约 94 KB/s， 1.15 MB / 区块），但仍显不足。到 2030 年，以太坊可能实现完全 danksharding，目标每区块 64 个 blob（每个 128 KB），即约 8 MB/4 秒时隙（2 MB/s）。

（注：Proto-danksharding 是以太坊扩容路线中的关键技术升级，通过引入新型数据存储机制大幅提升网络性能。它是 Danksharding 的过渡方案，核心目标是为 L2 解决方案降低交易成本并增强数据可用性，同时为未来的完全分片技术奠定基础。）

尽管这是 10 倍的提升，但仍无法满足 MegaETH 等性能型 Rollup 对～ 20 MB/s 的需求。不过以太坊的路线图还包含更多升级：通过 PeerDAS 等方案实现数据可用性采样（DAS，预计 2025 下半年 - 2026 上半年），节点无需下载完整数据即可验证可用性，结合数据分片使每区块 blob 目标提升至 48+。在理想的 Danksharding 和 DAS 支持下，以太坊可实现 12 秒时隙 16 MB 数据处理能力，对应约 7, 400 简单交易 / 秒，经压缩（如聚合签名、地址压缩）后可达 58, 000 TPS，结合 Plasma 或 Validium（仅上链状态根而非完整数据）则更高。尽管链下扩展存在安全与扩展性的权衡（如运营商失职风险），但到 2030 年，以太坊有望在协议层提供多元化 DA 选项：为侧重安全的 Rollups 提供完全链上数据保障，为侧重规模的 Rollups 提供外部 DA 接入灵活性。

综上所述，以太坊的数据可用性（DA）升级正使其越来越适配 Rollup。但需要注意的是，以太坊当前的吞吐量仍远不足以支撑支付、社交、游戏等高频场景。即便简单的 ERC-20 转账仅需约 200 字节的 blob 数据，粗略计算也需要约 20 MB/s 的原始 DA 带宽；而更复杂的交易（如 Uniswapswap）会产生更大的状态差异，所需带宽将增至约 60 MB/s！仅靠完整的 Danksharding 技术难以达到这一带宽要求，因此吞吐量的提升需依靠数据压缩与链下扩展的巧妙结合。

在此期间，性能型 Rollup 需依赖 Eigen DA 等替代 DA 方案。这类方案目前已能提供约 15 MB/s 的吞吐量，且计划提升至 1 GB/s；而 Hyve 等新兴方案更承诺实现 1 GB/s 的模块化 DA，并支持亚秒级可用性。正是这类 DA 方案，能让 Web3 应用具备媲美 Web2 的速度与用户体验。

以太坊世界账本的愿景

「以太坊旨在成为世界账本：一个存储人类文明资产与记录的平台，是金融、治理、高价值数据认证等领域的基础层。这需要两大核心能力：可扩展性与抗风险能力。」—— Vitalik

到 2030 年，凭借核心协议升级与以 Rollup 为核心的技术演进，以太坊将更胜任这一角色。正如前文所述，全技术栈的升级将支撑两类 Rollup 模式：一类倾向「深度以太坊化」，以安全性与可信中立性为核心；另一类则倾向「轻以太坊化」，以极致吞吐量与经济独立性为目标。以太坊的路线图不强制单一路径，而是提供足够灵活的土壤，让两种模式都能蓬勃发展：

• 对齐型 Rollup： 确保高价值、高关联性的应用持续获得以太坊的强安全保障。其中，基于 L1 的 Rollup 能实现以太坊级别的活性，生成 Rollup 区块的 L1 验证者同时负责交易排序；原生 Rollup 则具备以太坊级别的执行安全性，每一次 Rollup 状态转换都在 L1 内重新执行并验证；而原生基于 L1 的 Rollup（或称超声 Rollup，即执行分片）更是兼具 100% 执行安全性与 100% 活性，本质上成为以太坊 L1 的一部分。这类 Rollup 将助推以太坊 L1 的价值积累：基于 L1 的 Rollup 产生的 MEV（最大可提取价值）直接流向以太坊验证者，且通过 MEV 销毁机制可增强 ETH 的稀缺性；调用 EXECUTE 预编译功能验证原生 Rollup 的证明需消耗 gas，为 ETH 创造新的价值流入渠道。若未来多数 DeFi 与机构金融运行在少数对齐型 Rollup 上，ETH 将捕获整个经济体的费用。而以太坊的抗审查能力与 MEV 价值捕获机制，正是其成为「世界账本」的两大关键支柱。

• 性能型 Rollup： 让以太坊生态能覆盖全品类区块链应用，包括需大规模处理能力的场景。这类链很可能成为主流采用的桥梁，尽管可能引入（半）信任元素，但仍以以太坊作为最终结算层与互操作性枢纽。性能型与对齐型 Rollup 的并存，使以太坊生态能同时支撑顶级安全性与顶级吞吐量应用。L2 的异构性与互操作性对以太坊利大于弊：尽管这些 Rollup 与 ETH 的经济绑定较弱，但通过将 ETH 用作 gas 代币、交易媒介、DeFi 计价单位，以及高容量环境下新型应用的核心资产，仍能催生对 ETH 的新增需求。值得注意的是，前文提到以太坊 DA 层或可支撑 10 万 + TPS，这意味着即便性能型链最终也可能回归以太坊 DA 层，而非依赖模块化替代方案（例如出于生态协同、可信中立性、技术栈简化等考虑）。当然，若需节省成本或提升性能，它们仍可选择其他 DA 方案，但核心在于：以太坊 DA 层、数据压缩与链下数据管理的进步，将持续增强 L1 的竞争力。

例外情况主要是与可信企业深度绑定的 Rollup（如 Coinbase 的 Base、Robinhood 的 L2 网络 Robinhood Chain）， 用户对这些企业的信任超过对无信任系统的信任（这种效应在新用户与非技术用户中尤为明显）。此时，关联企业的信誉与问责机制成为主要保障，因此这类 Rollup 可在弱化以太坊对齐性的同时保持竞争力，因为用户愿意像在 Web2 中那样「信任品牌」。但其采用程度很大程度依赖 B2B 信任，例如摩根大通链可能更信任 Robinhood Chain，而非以太坊及对齐型 Rollup 提供的更强保障。

除此之外，中间地带的 Rollup 逐渐向两极整合，很可能是这两条路径成熟的自然结果。原因很简单：中间方案既无法实现高度对齐，也难以达到顶尖性能。关注安全性与可组合性的用户会选择更贴近以太坊的 Rollup；而重视低成本、高速度的用户则会倾向最优性能平台。此外，随着预确认技术升级、时隙提速与 L1 最终性加快，对齐型 Rollup 的性能将持续提升，对「中等性能」的需求会进一步下降。总体而言，前者更适合机构 DeFi，后者更适合零售级应用。

运营成功的 Rollup 需投入大量资源（从吸引流动性到维护基础设施），到 2030 年，整合会更频繁，即强大网络将吸纳弱小网络的社区。这一趋势已现端倪。长远来看，由少数具有清晰价值主张的核心枢纽构成的生态，将胜过数百个同质化系统。

特别感谢 mteam、Patrick、Amir、Jason、Douwe、Jünger 与 Bread 提供的有益讨论与反馈！