以太坊的發展與升級路線

引言

近期，許多項目方諮詢我們關於公鏈選擇的問題,包括性能差異、生態布局和平台流量等方面。今年幾個熱門公鏈項目如Arbitrum、Sui和即將發布的zkSync等都引發了廣泛關注。爲滿足大家對公鏈知識的需求,我們組建了專門的研究小組,計劃對當前活躍度高、關注度大的公鏈進行全面梳理。我們將從GameFi項目方和用戶的角度,分析這些公鏈對GameFi項目的性能、友好度和支持力度。

我們計劃撰寫4篇研究長文,主要內容如下:

第一篇:以太坊的發展歷史、鏈遊生態及問題,延伸至以太坊2.0升級路線圖;

第二篇:分析Optimistic Rollup技術路線,比較Arbitrum、Optimism、opBNB等項目在技術、市場和鏈遊支持方面的差異;

第三篇:深入分析zk Rollup技術,以及zkSync、StarkNet、Polygon zkEVM、Linea、Scroll等項目;

第四篇:分析其他熱門Layer1公鏈如Solana、Aptos、Sui、Near、Avalanche等的技術特點、鏈遊生態和技術支持。

通過這些分析,我們希望爲項目方和用戶提供對主流公鏈更全面深入的認知,爲公鏈選擇、項目部署和投資決策提供理論基礎。

開篇

在區塊鏈技術的浪潮中,以太坊一直是智能合約和去中心化應用的領軍者。作爲鏈遊的開創者,以太坊引領了GameFi賽道的發展。本文將回顧以太坊的發展歷程,探討其如何從一個初創項目成長爲全球最重要的公鏈生態系統。

一、以太坊的起源和發展歷史

以太坊的故事充滿了挑戰、創新和不懈努力。

2013年底,Vitalik Buterin發布以太坊白皮書,開啓了區塊鏈2.0時代。2014年,以太坊進行ICO,42天內籌集約1800萬美元比特幣。2015年7月,以太坊發布首個版本Frontier,並在年底提出ERC20標準。

2016年是以太坊動蕩的一年。3月推出Homestead升級,提高了穩定性和安全性。但5-6月發生了The DAO事件,導致硬分叉,分裂出以太坊(ETH)和以太經典(ETC)。

2017年是以太坊的繁榮之年。年初成立Enterprise Ethereum Alliance,吸引了微軟、IBM等知名企業。10月完成Metropolis升級第一階段Byzantium,引入多項改進。同時ICO熱潮席卷而來,以太坊價格從幾美元漲至數百美元,成爲市值第二大加密貨幣。但網路擁堵和高燃料費問題也隨之顯現。

2018年初加密貨幣價格大跌,以太坊也未能幸免。但Ethereum 2.0的開發取得進展,確定了從PoW轉向PoS的路線圖。DeFi生態系統開始崛起,爲以太坊帶來新的機遇。

2019年是以太坊的創新之年。Ethereum 2.0項目取得重要進展,發布了信標鏈。DeFi生態爆發,吸引了大量資金流入。區塊鏈遊戲開始興起,NFT概念逐漸普及。

從問世到成熟,再到達到巔峯,以太坊經歷了不斷的變革和挑戰,充分展現了其作爲智能合約平台的巨大潛力。

二、以太坊上鏈遊的興起

以太坊是鏈遊發展的重要起點。我們來回顧幾個具有代表性的項目及其發展歷程。

CryptoKitties被認爲是鏈遊的鼻祖,於2017年問世。它首次結合了ERC-721標準,成爲最早的NFT項目。遊戲中數字貓的收養、繁殖和交易引發了加密圈的FOMO情緒,一只加密貓曾拍出百萬美元高價。CryptoKitties的成功引發了人們對NFT的興趣,但也暴露了以太坊網路的擴展性問題。

2018年,Gods Unchained進入人們的視野。這款類似"爐石傳說"的卡牌遊戲使用NFT確保卡牌的安全性,開啓了鏈遊與卡牌遊戲的深度融合。然而,由於以太坊網路限制,遊戲在高峯期仍面臨交易延遲和高費用問題。

Axie Infinity被認爲是上一波鏈遊發展的頂峯。這款基於以太坊的收集和戰鬥類遊戲於2018年問世,在2021年牛市中迅速崛起。它極大地提高了遊戲可玩性,帶動了"P2E"鏈遊熱潮,催生了大批遊戲公會和打金工作室。巔峯時期,Axie的月流水超過3億美元,一度超過《王者榮耀》成爲全球最賺錢的遊戲。然而,由於以太坊網路擁堵和高交易費用,遊戲的門檻和成本仍然較高。

另一個重要分支是"元宇宙"類遊戲,以Sandbox和Decentraland爲代表。以Decentraland爲例,用戶可在遊戲中購買、收集和交易虛擬土地和資產。然而,遊戲體驗不佳和以太坊網路性能限制阻礙了其進一步發展。數據顯示,Decentraland土地的交易金額從2021年底的高峯(約3400萬美元)持續下降,現已不足高峯期的1%。

以太坊上的鏈遊帶來了一些開創性的特點:

1. 所有權和稀缺性:區塊鏈技術賦予了遊戲資產真正的所有權和稀缺性,提高了虛擬資產的價值和交易性。

2. 經濟生態系統:創造了真實的遊戲內經濟生態,玩家可通過遊戲獲得實際價值,爲遊戲發展提供了動力。

然而,以太坊上的鏈遊也面臨一些問題和挑戰:

最大的問題是擴展性不足,導致交易速度緩慢、Gas費用高昂。特別是在NFT和Token集中發售階段,經常出現Gas War,造成網路癱瘓,交易費用飆升,嚴重影響用戶體驗。

三、以太坊2.0升級

以太坊於2020年4月底推出ETH2.0測試網,經過半年測試後,於12月正式上線2.0主網。這標志着以太坊2.0時代的到來,旨在全面提升性能、可擴展性、安全性和可持續性。

爲什麼要升級2.0

1. 解決高費率和擁堵問題:以太坊的Gas費率高、確認速度慢、效率低等問題一直備受詬病。雖然有團隊通過外部應用(如Flashbots)優化交易效率並降低費用,但效果有限。要從根本上改善,必須升級底層架構。

2. 應對競爭公鏈崛起:盡管以太坊仍佔據公鏈市場領導地位,但新興公鏈在性能和架構上不斷突破,正在蠶食以太坊的市場份額。如不及時升級,未來市佔率和市值可能被超越。

3. 滿足用戶對安全性和隱私的新需求:隨着加密貨幣領域資金規模擴大,用戶對區塊鏈技術的安全性、隱私保護等要求不斷提高。如何在保證安全的前提下實現隱私保護,是以太坊未來發展需要解決的重要課題。

升級主要內容

以太坊2.0升級針對區塊鏈不可能三角(去中心化、安全性、可擴展性)分別提出了應對方案:

1. 分片鏈(Shard Chains):解決可擴展性問題

分片鏈是提升交易效率和可擴展性的關鍵機制。最新的分片方案(Sharding 2.0)將網路資源分成不同片區,每個分片都是一個新鏈,與信標鏈相連。每個節點只需處理一個片區的交易和存儲部分數據,大大提高工作效率。

分片2.0方案與Rollup方案相輔相成。通過Rollups,交易執行在鏈下進行,以太坊主鏈僅存儲成交數據。理論上,數據分片和Rollups的結合可使以太坊每秒處理超過10萬筆交易。

2. 權益證明(Proof of Stake):解決去中心化問題

以太坊2.0引入PoS共識機制,將能源消耗減少99%以上。用戶只需質押32個ETH即可成爲驗證者,大大降低了準入門檻,使網路更加去中心化。

3. 信標鏈和Casper機制:解決安全性問題

信標鏈通過隨機選擇驗證者,避免節點勾結,提高安全性。同時實現跨分片通信,記錄所有分片狀態和信息,避免雙花問題。

Casper協議負責管理系統節點,對驗證者實施獎懲制度。驗證者需質押Token並申請成爲節點,如未完成任務可能失去質押並被踢出節點池,從而促使驗證者誠實行事。

ETH2.0的升級路線圖

Vitalik Buterin將以太坊2.0升級路線概括爲六個階段:The Merge、The Surge、The Scourge、The Verge、The Purge和The Splurge。

1. The Merge:已於2022年10月完成,標志着以太坊向PoS系統的轉變。

2. The Surge:通過danksharding(分片)提升可擴展性,目標是達到10萬TPS。Proto-danksharding(EIP-4844)是第一步,將顯著降低Layer2 Rollup的成本。

3. The Scourge:旨在減輕MEV的中心化,保持交易包含的公平性和透明度。主要通過提議者-創建者分離(PBS)機制實現。

4. The Verge:實現極簡區塊驗證,將MPT升級爲Verkle Trie,提高驗證效率。

5. The Purge:清除歷史數據存儲負擔,實現更簡單的協議和更輕量級的節點。

6. The Splurge:包括帳戶抽象化、多維EIP-1559等雜項升級。

後續影響與展望

以太坊2.0升級將帶來積極影響:

1. 提高交易性能和擴展性,吸引更多開發者和企業。

2. 提升安全性和穩定性。

3. 支持更復雜的智能合約和去中心化應用。

4. 與Layer解決方案集成,滿足更多市場需求。

然而,升級過程也面臨一些風險和挑戰:

1. 網路重大改動可能導致節點版本不統一。

2. 對現有生態系統應用的兼容性影響存在不確定性。

3. 升級時間表具有不確定性,技術難題可能影響進程。

以太坊2.0升級是一個重要裏程碑,但其發展永不停歇。通過明確的路線圖,開發團隊正推進各模塊升級落地,以實現理想中的去中心化網路。Layer2的蓬勃發展將爲以太坊生態注入新動力,實現更多應用和數據上鏈。未來的系列文章中,我們將深入分