Vitalik：以太坊 The Verge 阶段：更轻便的验证与更强大的共识

作者：以太坊创始人 Vitalik；编译：邓通，金色财经

本文是 Vitalik 关于以太坊协议未来发展的系列文章的第四部分，探讨“The Verge”阶段的目标，即让以太坊链的验证变得更轻便、更高效，甚至可以运行在移动设备或智能手表上。

The Verge 的核心目标

The Verge 旨在实现以下两个关键目标：

• 无状态客户端：用户无需存储数百 GB 的状态数据，就能验证区块，仅需要几 GB 的存储空间。
• （长期）在智能手表上全面验证链：将链的共识和执行过程都包含在智能手表上，只需下载少量数据即可完成验证。

无状态验证

当前，以太坊客户端需要存储大量状态数据，这限制了完全验证节点的用户数量。无状态验证技术旨在解决这个问题，其核心是使用 Verkle 树或 STARKs 等技术，通过生成简洁的证明，让节点无需存储完整状态也能验证区块。

• Verkle 树可以生成更短的证明，但容易受到量子计算机攻击。
• STARKed 二元哈希树安全性更高，但证明时间可能更长。

最终的解决方案将取决于安全性、证明时间和成本等因素的权衡。

EVM 执行的有效性证明

长期目标是实现以太坊区块的完全轻客户端验证，即通过下载一小部分数据和验证一个 SNARK 证明就能验证整个区块。这意味着需要对 EVM 执行进行有效性证明，这方面已经有一些研究成果，但还有许多工作要做，特别是在安全性和证明时间方面。

共识的有效性证明

除了 EVM 执行，以太坊的共识机制也需要进行有效性证明。这方面难度更大，因为目前还没有类似 L2 的共识汇总。这需要从头开始进行研究，并可能涉及对信标链进行重新设计，包括切换到单时隙最终性、采用新的哈希函数和签名方案等。

The Verge 的意义

The Verge 阶段的实现将带来以下几个方面的意义：

• 降低验证成本： 让更多用户能够运行完全验证节点，提高网络去中心化程度。
• 促进单独质押： 降低单独质押的门槛，促进更广泛的参与。
• 提升安全性： 通过 SNARK 验证链，提供更强大的安全保障。
• 提高可扩展性： 降低网络资源消耗，提高交易吞吐量。

总而言之，The Verge 阶段标志着以太坊在技术和安全性方面的一次重大跃进，将为以太坊的未来发展铺平道路。