涨势：以太坊如何实现革命性的扩展性

以太坊继续作为一个去中心化平台不断演进，准备实现全球规模化。The Surge 是一项雄心勃勃的网络升级阶段，旨在实现每秒超过 100,000 笔交易的吞吐量 (TPS)，同时保持去中心化和安全性。这次以太坊的升级是长期路线图中的关键一步，将把以太坊转变为一个具有全球扩展能力的区块链基础设施。

为什么 The Surge 对以太坊至关重要？

目前，以太坊在 Layer 1 层的处理能力仅为 15–30 TPS，无法满足高峰期的全球应用需求。虽然基础网络对大多数操作来说运行稳定，但高活跃期会导致网络拥堵和 gas 费用上涨，限制平台的竞争力。

The Surge 通过综合方法解决这一问题，包括 Layer 2 扩展、数据可用性优化和 Layer 1 的改进。以太坊创始人 Vitalik Buterin 将这一概念作为长期路线图的一部分，视网络为一个统一的生态系统，而非分层的结构。

升级的主要目标

首要目标是在不牺牲去中心化的前提下，实现 Layer 1 和 Layer 2 生态系统合并后 TPS 超过 100,000。第二个目标是让任何用户都能用最少的资源运行节点，保持网络的真正去中心化。第三个目标是实现层间的无缝交互，资产转移就像普通转账 ETH 一样简单。

Layer 2 解决方案在 The Surge 中的作用

第二层 Rollup 成为以太坊扩展的核心支撑。这些方案将大量交易在链外处理，并将其简化的汇总提交到区块链上，大大减轻 Layer 1 的负担。

主要有两种类型的 Rollup：

Optimistic Rollup 默认验证所有交易的有效性，只有在有异议时才进行验证。这种方式处理速度快。

ZK-Rollup 使用零知识证明即时验证每笔交易，提供更高的安全性和速度。

根据 L2Beat 的数据，过去一年中，第二层网络的总锁仓价值（(TVL)）已超过 $38 十亿美元，增长了 216%。如 Arbitrum、Optimism 和 zkSync 等 Rollup 已展现出实际效果，ETH 转账成本在 $0.24 到 $0.78 之间。

数据可用性创新

Data Availability Sampling (DAS) —— 一项技术突破，允许节点无需完整下载数据即可验证数据的有效性。这对扩展至关重要，因为它允许网络在保持去中心化的同时处理更大量的信息。

PeerDAS 通过点对点网络组织验证，每个节点只验证一部分公共数据。集体验证确保了可靠性而不依赖中心化。

2D DAS 在此基础上演进，不仅验证单个数据，还验证数据之间的关系，增强网络安全。

Plasma 和数据压缩作为扩展的额外手段

Plasma 在链外处理交易，只将简要的汇总提交到区块链，减少了对 Layer 1 存储的需求和交易费用。

数据压缩 让交易本身更紧凑。例如，将标准签名转换为 BLS 签名，可以将多个签名合并成一个，节省区块链空间。

这些方法特别适用于处理大量操作的第二层网络。

战略路线图：从理论到实践

2024 年第一季度 —— Proto-Danksharding 启动

Dencun 升级引入了 EIP-4844，加入了“blob 数据”——一种用于更高效传输 Rollup 信息的数据结构，为 L2 方案的扩展奠定基础，并优化 gas 成本。

2024–2025 年 —— Rollup 扩展和密码学改进

主要 Rollup 将引入提升吞吐的升级。新型密码证明（如 SNARKs）将增强验证系统的可靠性。DAS 系统将扩展以支持更大规模的交易。

2025 年末 —— Gas 优化和 Layer 1 改进

引入 EOF (Ethereum Object Format)，使智能合约执行更高效。多维 gas 定价将根据资源类型（(计算、数据、存储)）划分费用，实现更公平的支付。

2026 年及以后 —— 完整的 Danksharding

从 Proto-Danksharding 过渡到完整的 Danksharding，将以太坊数据分割成多个 shard，每个 shard 并行处理。这是实现 TPS 超过 100,000 的关键一步。

2026 年之后 —— 后量子安全与集成

引入后量子密码学，确保长期安全。以太坊将继续优化 Layer 2 之间的交互，提供更无缝的用户体验。

增强 Layer 1：内部优化

虽然 Rollup 处理了大部分链外交易，但 Layer 1 仍需升级。

增加 Gas 限额，允许每个区块处理更多交易，但不至于过度增加节点维护成本，避免威胁去中心化。

EOF (Ethereum Object Format) 将优化智能合约的字节码，降低开发者和用户的 gas 成本。

多维 gas 定价 根据交易使用的资源类型差异化收费。

原生 Rollup 集成协议，允许以太坊支持并行运行多个 EVM 版本，就像多轨铁路车站，每条轨道独立运行。

对用户和开发者的实际影响

对用户

gas 费用的降低将是最直观的改善。Layer 2 方案已提供比 Layer 1 更低的成本，但 The Surge 将带来更显著的效果。

层间的无缝交互意味着用户无需复杂的桥接即可转移资产。以太坊将成为一个具有统一体验的单一平台。

对开发者

更快的交易速度将使 DeFi 应用、区块链游戏和 NFT 平台的开发更复杂的功能成为可能，无需担心网络拥堵。

提升的吞吐量和更低的延迟将提高用户满意度，激发生态系统的创新。

扩展的安全挑战

快速增长的吞吐量使安全保障变得更具挑战。Rollup 的密码验证系统必须保持安全，防止潜在漏洞。

长期风险包括量子计算的威胁。以太坊已开始研究后量子密码学，以应对未来的威胁。

The Surge 之后的愿景

The Surge 只是以太坊雄心路线图中的一个阶段。未来阶段包括：

The Splurge —— 多样化的 gas 定价和交易格式改进。

The Verge —— 通过无状态客户端提升共识效率。

The Purge —— 通过减少冗余数据优化网络。

长期目标是打造一个能支持数百万用户、同时保持去中心化和安全的区块链。

结论

The Surge 标志着以太坊向全球扩展平台转型的关键一步。通过 Rollup、数据可用性创新和 Layer 1 改进的协同作用，网络有望实现 TPS 超过 100,000，而不牺牲去中心化。

虽然技术复杂，但实际效果将是：更低的费用、更快的交易和更普及的去中心化服务，惠及数百万用户。

但扩展也伴随风险。L2 系统潜在的漏洞、临时中断和费用波动可能在过渡期间出现。开发者和用户应保持信息灵通，适应以太坊的演变。

The Surge 为未来去中心化区块链奠定基础，但如同任何重大升级一样，需要持续监控和调整，以确保长期成功。这只是迈向全球可用基础设施的雄心之路的开始。