作者 | Vitalik Buterin
編譯 | 吳說區塊鏈
本期內容來自以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 在上海第十二屆區塊鏈全球峰會上的公開演講。Vitalik 回顧了過去 15 年區塊鏈技術的發展，並指出行業正在從單純依賴區塊鏈，走向一個由區塊鏈、零知識證明、可編程密碼學及其他先進技術共同組成的更廣泛技術棧。隨著數據分析和 AI 能力不斷增強，早期公有鏈所依賴的隱私假設已經不再充分，因此需要新的密碼學工具來解決隱私、擴容和安全問題。
Vitalik 重點介紹了 SNARK、STARK、全同態加密（FHE）和形式化驗證等技術。他認為，零知識證明正在從長期路線圖進入實際協議，而可編程密碼學可以讓區塊鏈系統從決定「誰可以發送甚麼」，進一步擴展到決定「誰可以看到甚麼」。在這一願景下，區塊鏈將逐漸演變為一個更廣泛的網絡，涵蓋 L1、L2、鏈下計算、交易池、區塊構建等多個組成部分。
他還認為，AI 可以加速複雜密碼學系統的開發、驗證和理解。隨著零知識證明效率不斷提高，以及形式化驗證、抗量子密碼學等技術持續發展，開發者將有機會構建在隱私、擴容和安全方面具有更強保障的去中心化應用。
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以下為演講全文：
Vitalik Buterin：今天我想談一個比較宏觀的話題。我們討論區塊鏈、Crypto 和加密貨幣已經超過 15 年了，上海舉辦區塊鏈相關活動也已經超過 10 年。比特幣誕生於 2009 年。
表面上看，我們今天構建的工具和技術似乎和過去仍然很相似。但實際上，過去 15 年發生了非常多的變化，而且我認為這些變化非常重要。對於用戶來說，今天能夠獲得的特性，以及為此需要付出的成本，都和 10 年、15 年前的設想有很大不同。甚至我們對於自己究竟想實現甚麼目標的理解，也發生了很大變化。
15 年前，區塊鏈是我們擁有的主要工具。比特幣結合了區塊鏈、數字簽名和工作量證明。以太坊又加入了智能合約，並在 2022 年轉向權益證明。這些就是當時我們使用的主要工具。
使用區塊鏈首先能夠獲得的特性是：任何人都可以自由、開放地參與。區塊鏈是全球化的、可靠的、安全的，也是中立的。不存在一個中心化主體可以干預區塊鏈、干預你的應用、阻止應用運行，或者讓它給出錯誤的結果。
但公有鏈也是公開的。Zcash 創始人 Zooko 很喜歡用一句話來形容：「公有鏈就像你銀行賬戶的 Twitter。」
2009 年，中本聰的白皮書對隱私問題給出了一個非常基礎的答案：個人的真實姓名不會直接與交易綁定。在當時，這已經被認為是一種相當強的隱私保護。那個時候，這個答案或許還可以接受，但現在我們擁有極其強大的數據分析能力和 AI，這種隱私保護顯然已經不夠了。
與此同時，人們也希望用區塊鏈做更多事情。大家希望獲得更高的性能，也不再只對支付感興趣。甚至對於支付本身，我們也希望它具備更強大的特性。因此，我們確實希望走得更遠，而且在很多方面，我們也必須走得更遠。
過去 10 年里，可能最重要的技術變化就是零知識證明的興起。其中包括 SNARK，而 SNARK 的抗量子版本被稱為 STARK。
這些技術可以讓我們驗證一項計算。一個人執行計算並生成證明，其他所有人再驗證這個證明，而且驗證過程比重新執行整個計算高效得多。同時，它甚至不需要公開計算所使用的全部信息。
區塊鏈背後一個非常核心的技術問題，就是如何進行驗證。我們希望建立一個所有人都可以參與的系統，並且每個人都能確信系統正在按照規則運行。
最初的方法是讓所有人直接重新執行所有計算。因此，你犧牲了擴展性，也犧牲了隱私。
SNARK 和 STARK 同時改變了這兩點。這是一個我已經討論了十多年的話題，而每一年，它都離真正落地更近一步。
我認為今年最大的變化是，以太坊採用這些技術的計劃已經不再屬於遙遠未來的路線圖，而是已經變成了具體的 EIP。
比如 EIP-8288，我們希望它能夠進入 H-Star，也就是可能在大約兩年後發生的一次硬分叉 — — 當然，有了 AI，也許甚至可以更早。
另外還有 strawmap.org 上的 Straw Map。在接下來兩次硬分叉之後，其中的所有內容都將廣泛使用 STARK。這是一個很大的變化。
還有一些更強大的技術正在逐漸出現。比如全同態加密，也就是 FHE，現在已經有很多人在使用。還有混淆技術，也就是 iO。很長時間以來，人們都認為這些技術距離實際應用非常遙遠，但現在看來，其中一些版本可能會比很多人預想的更快變得可行。
我們擁有了更強大的技術，而這些技術也給我們帶來了很多新的可能。
其中一個例子是，我們可以讓區塊鏈實現並行化，而且這種並行處理甚至可以在交易被打包進區塊之前就開始。
FOCIL 是計劃進入 H-Star 的一個 EIP。它是以太坊首次實現多參與者區塊構建的機制。區塊不再只由一個參與者創建，而是由 16 個 inclusion list 創建者參與，最後再由一個 builder 完成最終構建。
它的目標是提供更強的保證：如果你發送了一筆交易，這筆交易就能夠被包含進下一個 slot，而不會存在某一個參與者可以單方面延遲它。
除了 FOCIL，還有 EIP-8288。EIP-8288 的基本思路是：我們有一些體積非常大的證明，這些對象非常龐大，而且處理成本很高，但其實沒有必要把它們全部直接放進區塊。
相反，我們可以通過一個大型並行流程，在鏈下驗證所有這些證明。這個過程發生在 mempool，也就是從用戶發出交易，到交易真正上鏈之間的這段空間。
在這個過程中，原本大量複雜的對象可以被替換成一個證明，由這個證明來驗證它們全部存在。
技術層面正在發生很多這樣的變化，但我認為真正重要的是，這些變化讓我們可以重新思考這類系統究竟應該實現甚麼目標。
首先，一個很大的問題是：我們究竟在保護甚麼？
比特幣的答案是，我們保護一種數字資產，也就是比特幣這種貨幣。以太坊進一步說，你可以發行自己的數字資產，而我們也可以保護這些資產。
有了現代密碼學以後，我們保護的不再只是數字資產，還包括信息。
在比特幣和以太坊中，密碼學和代碼主要回答一個問題：誰可以發送甚麼？哪個資產屬於誰？誰可以在甚麼時候發送哪一種資產？
現在，我們正在進入可編程密碼學的時代，代碼開始決定「誰可以看到甚麼」。
誰有權看到哪些信息？系統不再只是決定誰可以發送資產，也開始決定誰可以看到信息。這件事情正在變得可編程。
那麼，計算究竟發生在哪裡？
15 年前，區塊鏈就是區塊鏈。但在未來五年 — — 事實上很大程度上現在已經如此 — — 我們的視角正在從單獨的一條區塊鏈，轉變為一整套流水線，也就是一個大型密碼學網絡。
在這套完整的流程中，用戶首先會在本地執行大量計算。很多工作甚至在任何數據離開用戶設備之前就已經完成。
然後，交易進入 mempool。mempool 有多種不同類型，也具備不同的隱私屬性。之後，交易會被聚合。區塊構建過程中又會有多種不同類型的參與者，最後交易才真正進入鏈上。
接下來是執行機制。在比特幣中，同一批交易需要由每個節點重新處理。而在以太坊中，一個證明可以被驗證很多次。
最後一個問題是：我們究竟犧牲了甚麼？
我認為，比特幣和以太坊都在擴展性方面作出了巨大的犧牲，同時也犧牲了延遲。
一個中心化系統有時可以實現 100 毫秒的延遲；即使是全球系統，也可能做到 300 毫秒。比特幣的延遲大約是 600 秒，也就是 10 分鐘。以太坊目前每 12 秒出一個區塊，而達到最終確定性大約需要 16 分鐘。
但未來，以太坊的區塊時間預計可以降到 4 至 8 秒，最終確定性則可以降到 8 至 32 秒。
在擴展性方面，最大的變化是：未來的區塊鏈架構不再必然需要犧牲如此多的擴展性。
真正犧牲的將不是擴展性，而是「可擴展的通用性」（scalable generality）。
也就是說，如果你完全不給系統設定任何限制，也不給它任何關於計算行為的保證，那麼你就無法獲得極高的計算擴展性。
但如果你可以把計算拆分成不同部分，讓它們分別執行、分別驗證，並且在任何東西真正進入鏈上之前就完成處理，那麼極高的擴展性實際上是可以實現的。
如果把區塊鏈理解為一個包含 L1、L2 和 mempool 的完整系統，那麼 mempool、L2 以及其他這些系統，就會共同形成一個非常複雜的中間層。你或者你的代理可以自行判斷應該通過其中哪些部分，而大量的擴展能力都可以在這個中間層實現。
過去，我們討論的是一個賬本。現在，我們討論的是密碼學安全計算。
我們正在把計算本身帶入密碼學體系，真正創造一台「密碼學世界計算機」 — — 建立一個讓交易通過各種密碼學擴展機制完成處理的系統。
最終，鏈本身當然仍然存在，但鏈的角色會被盡可能縮小。鏈不再負責處理所有事情。
真正需要所有節點依次處理的業務邏輯會大幅減少，因為其他絕大多數工作都可以在鏈外完成。
所有這些變化實際上都離不開 AI。我認為，我們必須承認 AI 對這些進展作出了很大貢獻。
甚至我的幻燈片現在沒有那麼難看，也是因為 AI。Qwen 幫我把它們做得漂亮了很多，所以也要謝謝它。
基本上，整個工作流程的每一個環節都正在被 AI 加速。
在 AI 出現之前，我們已經有了零知識證明，但只能構建相對簡單的密碼學應用。其中一個原因是，一旦代碼量超過大約 100 行，甚至 1,000 行，裡面幾乎一定會出現 Bug。
有了 AI，我們可以使用形式化驗證，也可以採用不同類型的冗余測試、規範和分析，從而讓規模更大、複雜程度更高的系統也能夠保持安全。
進入 AI 時代以後，我們可以把更多工作放進密碼學系統。
過去我們使用的算法也存在非常高的額外開銷。現在，100 倍甚至更低的開銷已經經常可以實現。對於 ZK-SNARK，我們在 AI 推理上的額外開銷已經低於 10 倍；某些類型的哈希運算也已經低於 10 倍。FHE 目前大約是 250 倍，但這個數字正在非常快速地下降。
過去，驗證這些東西需要人工完成。現在，我們有了形式化驗證。
還有一個很大的實際瓶頸 — — 我認為這也是到目前為止 L2 沒有充分發揮潛力的重要原因之一 — — 就是過去能夠為 L2 提供的安全保障存在上限。
你需要冗余，需要多個證明系統，還需要安全委員會。
現在新的方法是形式化驗證。
如果有需要，你甚至可以使用多個規範和一個實現。可以讓不同的人、不同的 AI Agent、不同的團隊，用不同方式描述系統正在完成的工作，然後自動通過數學證明，確認它們表達的是同一件事情。
如果它們最終給出了不同的結果，那麼需要所有人共同檢查的基礎範圍就會小很多，也就更容易判斷究竟哪一方是正確的。
目前，以太坊生態正在取得大量進展，無論是在協議層還是應用層都是如此。我建議大家去看看以太坊協議的路線圖。
如果你仔細看，就會發現 H-Star 之後的每一次硬分叉 — — 也就是從大約一年以後開始的所有硬分叉 — — 都會涉及非常先進的密碼學功能：把所有東西放進 STARK，把所有東西放進虛擬機，聚合 STARK，對所有內容進行形式化驗證，以及採用抗量子簽名算法。
這些技術結合起來，正在讓以太坊從一條單純的區塊鏈，轉變為一個包含不同層次、更龐大的網絡。
AI 的好處之一，不只是幫助我們更快地構建這些東西，也不只是讓我們能夠更安全地構建它們 — — 當然，前提是我們確實把安全當成重要目標，而以太坊確實如此。
AI 還讓這裡的每一個人都更容易理解這些技術。
如果你是一名開發者或者研究人員，我非常建議你嘗試理解目前正在構建的不同部分：理解各個組件，理解它們分別具有甚麼特性，並思考其中是否有某一個具體領域是你希望參與貢獻的。
參與這種前沿技術和生態的門檻正在迅速降低。只要你願意學習、願意思考，也願意投入精力參與研究和建設，就越來越有機會真正參與其中。
現在甚至已經有一些公開競賽，專門用於改進各種算法，以及對算法改進進行形式化驗證。
現在也是一個很好的時機，讓我們重新思考過去一直在開發的應用，並構建新的應用。
五年前、十年前甚至十五年前，以太坊上的很多應用在開發時，並沒有設想過今天這些新技術會成為可能 — — 比如隱私可以變成可編程的，又比如即使是一段非常複雜的代碼，它的安全性也可以得到嚴格保證。
現在，這些事情已經開始成為可能。
所以，我鼓勵大家重新投入應用開發和建設，把以太坊、其他去中心化網絡，以及現實世界中的其他事物結合起來。