以太坊一直以其强大的智能合约和去中心化应用能力为人们所熟知，它的目标是成为全球的基础设施，支撑金融、治理、数据认证等各类应用。然而，要实现这一目标，不仅仅是技术创新和可扩展性的问题，还涉及到协议的简化问题。本文将探讨以太坊如何通过简化其协议，使其在五年内实现类似比特币那样的高度简洁性，从而提升其系统的韧性与稳定性。
协议的简单性为何如此重要？
比特币自诞生以来，一直以其极致简洁的协议设计为傲。比特币的共识协议之所以能够经受住时间的考验，正是因为其结构简单且易于理解。它的基本框架仅包括区块链、哈希验证、工作量证明（PoW）机制以及交易模型。正因为简单，任何技术人员都能轻松理解其工作原理，甚至编写客户端。这种简洁带来的优点包括：
1. 易于理解与参与：降低协议的复杂性，扩大了参与者的范围，使得更多的人可以参与到协议的研究、开发和治理中。
2. 降低开发与维护成本：简单的协议意味着构建新基础设施的成本更低，且维护起来更为高效。
3. 减少错误与安全风险：协议越简单，出错的几率就越低，且协议的每一个细节都容易被验证与检查。
4. 提升协议的韧性与安全性：较少的复杂功能降低了潜在的攻击面，使得协议更难受到特定利益集团的攻击。
以太坊，作为目前最流行的智能合约平台之一，尽管其初衷是构建一个更为灵活和可扩展的区块链系统，但在技术上却经历了多次复杂的调整，导致了开发成本的增加和潜在的安全隐患。因此，简化协议，回归比特币式的简洁性，成为提升以太坊韧性、可扩展性和长期可持续性的一项重要任务。
简化以太坊的共识层
在以太坊的共识层（最初为信标链）中，通过采用新的共识设计，能够显著减少不必要的复杂性。传统的信标链采用了槽、周期、委员会等复杂概念，这些都给协议增加了不少复杂度。相对来说，通过设计更简单的 3-slot 最终性，可以显著减少代码行数，并确保协议的安全性不受影响。
新设计的共识层优势包括：
简化协议结构：通过减少不必要的概念和机制，如委员会重组、周期等，简化了共识过程的代码行数，提升了协议的安全性。
降低活跃验证者的数量：通过更简单的分叉选择规则，使得共识过程更加高效且稳健。
引入STARK聚合协议：简化了聚合者的角色，降低了系统性风险，使得任何参与者都可以成为聚合者。
简化后的共识层不仅能降低开发成本，还能提升协议的韧性和参与度，使以太坊的共识层逐步接近比特币那样的简洁性。
简化执行层：从EVM到RISC-V
以太坊的执行层，即智能合约的执行环境（EVM），在过去的几年里逐渐变得复杂。原本为支持特定密码学操作而设计的复杂性，随着时间的推移变得越来越不必要。比方说，EVM的设计优化了256位虚拟机，但这一优化在当前的环境下并未发挥其预期的效果。
为了实现更高的性能和更简单的协议设计，提议用 RISC-V 取代现有的EVM。RISC-V是一种简洁、高效的虚拟机设计，能够显著提升智能合约执行的效率，并且相比于EVM，其设计结构更简单，支持更高效的代码编译和执行。
通过这一转变，可以获得以下优势：
1. 性能大幅提升：RISC-V能够在许多场景下将智能合约的执行效率提升100倍以上，极大减少了虚拟机的开销。
2. 简化协议结构：RISC-V规范本身极其简洁，相比EVM，RISC-V的替代方案如Cairo更具灵活性，能够支持更高效的计算。
3. 开发者友好：RISC-V虚拟机允许开发者从现有的Solidity或Vyper代码中轻松迁移，减少了开发过程中的学习曲线。
虽然这种改变可能需要较长时间才能完全实现，但从长远来看，RISC-V将使以太坊的执行层变得更加高效和简洁，推动以太坊向更加简单且高效的协议转型。
向后兼容策略：平稳过渡至简化方案
在任何协议的简化过程中，向后兼容性都是一个至关重要的考虑因素。对于以太坊来说，尽管引入RISC-V等新虚拟机能够带来巨大的收益，但如何确保现有应用不受影响是必须解决的问题。
为了平稳过渡，提出了以下方案：
引入兼容层：通过逐步引入新预编译并在协议中提供RISC-V与EVM的双重支持，使开发者能够逐步过渡到新虚拟机。
逐步移除旧预编译：通过硬分叉逐步移除不必要的预编译，逐渐将EVM的部分功能移至RISC-V。
加强代码兼容性：在现有的EVM虚拟机与RISC-V之间建立桥梁，使得现有的智能合约能够在过渡期内继续运行，避免协议升级对现有应用的冲击。
这一策略将确保以太坊的开发者和用户能够在协议简化过程中顺利过渡，最大限度地减少可能的风险和成本。
统一协议标准：简化整体架构
除了对共识层和执行层进行简化之外，统一协议栈中的标准也是简化以太坊的重要手段。例如，通过统一 纠删码、序列化格式和树结构等，能够进一步减少代码冗余，提升协议的效率和可维护性。
统一纠删码：在数据存储和验证过程中使用统一的纠删码，减少代码的复杂度并提高数据的可验证性。
统一序列化格式：采用统一的SSZ序列化格式，使得不同协议层之间的数据处理和传输更加高效。
统一树结构：迁移到基于更优哈希函数的二叉树，提升区块证明的效率，减少存储和计算成本。
通过这些措施，协议的各个部分能够更加紧密地协同工作，减少开发和维护的复杂度。
结语：追求简单性与长期愿景
简单性不仅是技术设计上的追求，更是协议韧性的基础。通过简化以太坊的共识层和执行层、采用向后兼容策略、统一协议栈中的标准，以太坊可以在五年内实现比特币式的简洁性，提升其系统的稳定性和可扩展性。这一转型的关键在于文化上的重视和对简单性的坚持。随着时间的推移，简化带来的好处将愈发显现，最终使以太坊成为一个更高效、易于理解和维护的全球基础设施。