Vitalik展望以太坊未来五年：执行优化、数据分片与状态分层成关键

2026年2月27日，以太坊联合创始人Vitalik Buterin在Ethereum Research上发表了一篇题为「Hyper-scaling state by creating new forms of state（通过创建新形式的状态来超级扩展状态）」的深度长文。文章中，Vitalik系统性地梳理了以太坊未来的扩展路径，并从整体架构的角度提出了一套分阶段推进的扩展方案，旨在为以太坊在未来几年持续扩大网络容量奠定基础。

同时，Vitalik还在社交媒体X上发布推文对文章进行了进一步阐释。本文将尝试深入浅出地解析Vitalik此次提出的扩展方案及其背后的逻辑。

执行资源与数据资源的短期与长期扩展策略

Vitalik在文中开篇指出，为了在未来五年内实现以太坊的扩展，需要重点扩展三种核心资源：

• 执行资源：包括EVM计算、签名验证等。
• 数据资源：如交易的发送者、接收者、签名等。
• 状态资源：账户余额、代码、存储等。

其中，执行资源和数据资源分别有短期和长期的扩展方案。

执行资源：

• 短期：通过区块访问列表（BAL）、ePBS（增强型提议者-构建者分离）以及Gas费重定价，预计可实现10-30倍的增长。
• 长期：通过ZK-EVM技术，预计可实现约1000倍的增长。对于特定类型的计算（如签名验证、SNARK/STARK），链下聚合甚至可以带来约10000倍的性能提升。

数据资源：

• 短期：通过P2P改进和多维度Gas机制，预计可实现10-20倍的增长。
• 长期：通过Blobs（临时大文件存储）+ PeerDAS（分布式数据可用性采样），预计可实现约500倍的增长。

短期扩展的重点在于提升以太坊的运行效率。目前以太坊的验证方式是串行的——即一个接一个地检查交易。如果某个交易卡住，整个验证过程都会受到影响。

因此，在即将到来的Glamsterdam升级中，将以区块访问列表（BAL）和ePBS为核心改进点。

• 区块访问列表（BAL）：使区块打包者提前告知验证器哪些账户和存储位置会被访问。这使得验证器能够并行处理多个交易，而非逐一检查，从而大幅提升效率。
• ePBS：将区块的打包与验证过程分离，由不同的角色负责各自的任务。这种分工协作的方式允许区块构建者更激进地打包更多交易，而无需担心安全问题。

此外，Gas费重定价和多维度Gas机制被视为“核心招式”。当前，以太坊的所有操作都使用同一种Gas费，但Vitalik提出，不同操作应有不同的定价策略。特别是创建新状态（如新账户或新合约）的操作应设置更高的“状态创建费”，因为这类操作不仅占用计算资源，还占用永久存储资源。

为此，Vitalik提出了“水库机制”：通过两个独立的库分别管理“状态创建费”和“普通Gas费”，确保合约调用时Gas费用分配合理。这一机制将使普通用户的交易成本降低，同时控制状态增长速度，避免全节点硬盘过载。

长期扩展：主网自身的能力提升将成为重点，减少对Layer 2的依赖。具体包括：

• Blobs + PeerDAS：主网将利用Blobs存储数据，但为了避免网络负载过高，PeerDAS允许节点仅下载部分数据即可验证完整性。
• ZK-EVM：通过零知识证明技术，验证区块不再需要重新执行所有交易，而是直接验证ZK证明，大幅降低验证成本。Vitalik计划在2026年进行ZK验证试点，并于2027年逐步推广。

状态资源扩展：没有“灵丹妙药”

相较于执行资源和数据资源，状态资源的扩展面临更大的挑战。尽管短期内可以通过区块访问列表、P2P改进和数据库优化等方式实现5-30倍的提升，但长期来看，Vitalik坦言“没有完美的解决方案”。

为什么状态资源如此难以扩展？以太坊的状态相当于一个巨大的数据库，包含所有账户余额、合约代码和存储位置的数据。当前这个数据库的规模约为100GB，但如果扩展20倍，将达到2TB；再扩展到8TB时，问题将更加突出：

• 数据库效率下降：现代数据库通常使用树结构（如Merkle树）组织数据，每次写入新数据都需要更新整棵树。频繁更新会导致写入速度急剧下降。
• 同步困难：新加入网络的节点需要下载完整的状态才能验证新区块。如果数据规模达到8TB，大多数用户的网络条件将难以承受。

Vitalik分析了两种现有方案的问题：

• 强状态无状态性：节点无需存储完整状态，但存在中心化风险、动态存储访问导致交易失败以及带宽成本高等问题。
• 状态过期：自动删除不常访问的状态，但如何证明某状态“从未存在”成为难题。

最终，Vitalik提出了一种结合上述两种方案的新方法，引入多种新的状态形式：

• 临时存储：每月自动清零，适用于订单簿、流动性池等临时数据。
• 周期性存储：类似于临时存储，但周期更长（如1年）。
• 受限存储：某些存储只能通过特定接口访问，便于系统优化。

这些新状态形式将为开发者提供更多选择：继续使用现有状态形式支付更高费用，或重新设计应用以利用新状态形式降低成本。Vitalik认为，这种策略既能激励开发者创新，也能让广大用户从中受益。