今年 TechCrunch Disrupt 大会，以太坊创始人 Vitalik Buterin 称，以太坊将在未来两年内拥有符合 Visa 规模的交易能力。放出豪言后，11 月 24 日，在台北名为 BeyondBlock 的技术交流会，Vitalik Buterin 详细披露了以太坊未来发展的 2.0 路线图，继续详解以太坊将如何以 Visa 交易规模为目标继续努力。其中，重点依旧为其之前提及的分片（sharding）解决方案。
能杀死以太坊的将是以太坊本身，以太坊在中国仍是以太坊，但以太坊在台湾──以太坊 2.0 将从这里开始诞生。
这是 Vitalik Buterin 在台北 BeyondBlock 大会的开幕发言，他公布了以太坊未来 3~5 年内的交易规模扩容计划，以期达到 Visa 等级规模。
在他看来，阻拦在以太坊面前的主要三大困难是隐私性、安全性与延伸性。目前他认为隐私问题已解决四分之三，现在最需解决的还是延伸性问题。
关于隐私性
Vitalik Buterin 介绍，以太坊最新的升级涉及一些十分“有趣”（fancy）的新型虚拟货币密码算法，包括零知识证明和环签名，它们本身无法解决隐私问题，却可为编码工具提供解决途径。
“以太坊隐私性的问题已解决四分之三了，但还有四分之一没有解决，”Vitalik Buterin 说。他表示，基础协定层面有漏洞，但至少概念上，他认为基础层面的漏洞能或已经修复了，就目前来看，用户在以太坊里可隐藏所有交易，同时也能选择性显示在交易中的人。
三选二的三重困境
而安全性，Vitalik Buterin 认为这不是可彻底解决的问题，只能根据事件大小来定义问题的严重性。但能解决的问题则是──可延伸性。
无论如何，目前以太坊陷入去中心化、安全性和延伸性的三重困境。“三者选二相对容易很多”，他称，并列举目前通用的三选二折衷方案：
他指出，现有的区块链应用，如以太坊和比特币，牺牲了各自的可延伸性，如果为了追求规模设定 10GB 的大型区块，则会与去中心化的设计理念背道而驰。
可是 Vitalik Buterin 称，以太坊现在的努力目标就是要三者兼之而不失其一。其中一条解决途径就是使用设定双层基础架构，如闪电网络、雷电网络（Raiden）和扩容方案 Plasma。以太坊将致力于如何在链上解决去中心化、安全性和延伸性的三重困境。
Vitalik Buterin 透露，以太坊接下来将主攻在不考虑使用大型节点甚至集团型节点、努力避免中心化趋势的前提下，实现每秒数以千计交易量的链上扩容最佳化。为此，他提出了第一个处在概念化基础的分片方案。
分片解决方案
笼统简单地说，你可以把分片看成是设定一个区块链，其中有 100 个不同的宇宙，每个宇宙都是一个独立的账户。所以你可以在某个宇宙拥有一个账户，也可以在数个宇宙中持一个合约，当然，你还可以在数个宇宙间发起一笔交易，而这笔交易仅影响有涉及的几个宇宙。
Vitalik Buterin 补充，“这些宇宙中，可能会产生越来越多交易资料、关于交易的协定，但可以限制它们的大小，比如透过异步处理，可有大概两星期的延迟。总地来说，跨宇宙的交易和作业不会像在单独宇宙中那么便捷和简单。”
他进一步解释：
但是，这 100 个宇宙不仅是割裂分散的区块链，它们在内部相互联系并组成系统。特别要注意的是，它们彼此形成共识。所以如果要打破其中一个宇宙，你就必须打破这个整体。
以太坊的实际运作，Vitalik Buterin 说明的分片设想该如何执行？他举了一个例子。“未来的升级最佳化中，在以太坊中保留主链，主链中发表一个合约，称之为‘验证管理合约’，用这个合约来维护权益证明（PoS）系统。”
他继续谈道，“这个验证管理合约还能追踪一系列分片，也就是上述我们提到的这 100 个宇宙。在每个宇宙中，这个验证管理合约都能规格分片上的验证程式，以许可权创造下一个区块或分片。”
现有区块上，他称“每个分片都有区块和交易流程，但我们不打算将这些区块或交易都同步到主链。作为代替，我们打算采取与现在一样的架构体系，就是使用一个小标题来指代一个大型区块。”
关于分片，Vitalik Buterin 说，他们打算采用“排序”（collation）办法来处理，“每个串列都是一组交易集合，有一个串列标题，标题基本都是以区块权益证明签名来辨识，并插入上述提到的验证管理合约。但与此同时，所有分片实际发生的交易、所有分片及分片中的串列，都将以链下形式储存。”
具二次延伸性的新世界
Vitalik Buterin 展望未来，称这就是新旧世界之分：“在旧世界，你只能停留在可延伸性有限的作业等级，其中每笔交易都受限，原因在于它们需要复制到线上执行的节点。”
未来的新世界，引入二次延伸性（quadratic scalability）这全新规则，其中透过节点验证确定的分片，并作为“轻型级用户”（light clients）来处理其他分片，这将使新世界具更高阶延伸性的潜力。这些，都将建立在分片如何应用或逐步验证的基础上。
第二层分片机制
Vitalik Buterin 称，这一切还处在分片起步阶段，未来的路该怎么走？他公布了一个路线图，并称最终将透过“紧密耦合”（tight coupling）将其纳入协定层面。
这意味着，以太坊网络将得到升级，其中用户能执行遵守这项规则：
如果一个区块链包含一个无效的分片标题（sharding hinder），那么这整个区块链都无效。
“所以基本上，透过紧密耦合，第二层架构成了第一层架构有效性的保证和先决条件，”Vitalik Buterin 解释，“无论在分片系统哪一层，它们都在相同的安全等级之下，而整个系统都将透过硬分叉整治改造。”
分片的客户端
Vitalik Buterin 还称，一开始以太坊中，不同的节点将以不同速度独自执行，同时还有一个分片节点与之相连。到了最后，当网络发生紧密耦合后，节点也会合并。
他说，新的分片创造新的储存位址空间，这意味着不会影响正常交易和网络环境。
对开发者而言，Vitalik Buterin 说，“允许开发者进行重要的创新开发措施”，“分片方案将使他们更自由地在各分片上作业和改进。”
最后，他表示，主链未来有升级的必要性，“但我们并不急于做这件事，原因在于无需为了‘升级’不断实行不相容的升级措施而引致冲突，最终拖慢整个区块链的速度。”
如上所述，按照 Vitalik Buterin 的设想，以太坊将同时驶入两条不同速度的轨道，来实施变革，直至最终两条轨道合并成一条。随着开发人员在全新分片的努力和尝试，逐步改进程式码，资料共用和交流的能力将不断增强，这些都在每次微小进步时不断积累。
这个时间将会持续 3~5 年，直至 2020 年左右。但最困难的那部分：整体架构，在概念层面逐步确定了。Vitalik Buterin 透露，最快能在 2019 年甚至 2018 年，就能看到实际模型的初始版问世。
- Vitalik Buterin Lays Roadmap for Ethereum Visa Levels Quadratic Sharding
（本文由 雷锋网 授权转载；首图来源：Vitalik Buterin）
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