《Ethereum 协议内幕》更新第001期：可扩展性L1对开发者的意义

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2025年10月20日 — 阅读时间10分钟

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《Ethereum 》问世至今已有十多年了。

自那时起，Ethereum 的演变遵循着一种熟悉的模式：零散的研究项目、客户equipe 实验，以及学术提案——这些往往需要数年时间才能协调一致，从而转化为有意义的协议变更。

尽管如此，更广泛的扩展挑战——内存限制、存储膨胀、顺序处理——仍然作为独立的问题存在，需要分别解决。

协议更新 001 标志着这种零散做法的终结。

零散改进和孤立学术项目的时代正在让位于协调一致的工程努力，这些努力具有明确的责任归属、可衡量的目标以及同步的部署时间表。

Ethereum 基金会首次将扩展作为一项在统一旗帜下实施的路线图提出： 协议更新 001。

要理解此次首次更新的意义，我们需要先了解Ethereum 基金会的研究工作本身是如何进行重组的。

《Protocol》背后的Story

2025年6月，Ethereum 基金会进行了重组，将其研发工作整合到一个统一的框架下： Protocol。

EF 没有让各客户团队和个别研究人员各自为政地进行零散更新，而是组建了一个职责明确的专门团队，并确立了三大战略支柱： 扩展 L1、扩展 Blobs 以及优化用户体验。

这一构想不仅旨在加快进展，还旨在更清晰地传达进展情况，每项举措都由指定的研究人员和工程师负责领导。

今天，我们将讨论协议更新的第一部分，即 Scale L1。

什么是 Scale L1？为什么更新 001 此刻如此重要

扩展 L1 是Ethereum对底层区块链本身正逐渐成为整个生态系统瓶颈这一现状的正式认可，以及对未来发展方向的规划。

没错，像Rollup这样的第二层（L2）网络凭借其承诺的交易吞吐量频频登上头条，但现实情况是，Ethereum mainnet 仍然负责处理每笔L2交易的最终结算、数据可用性以及争议解决。

当 L2 扩展到数百万用户时，L1 就会成为瓶颈，而这个瓶颈正在迅速逼近。

L1 扩展方案明确指出，尽管第二层在扩展Ethereum 方面发挥着作用，但基础层本身仍然需要扩展空间。

拥堵且昂贵的第一层网络会削弱整个生态系统：Rollup 方案难以应对数据成本，用户面临高昂的手续费，而运行节点随着时间推移也变得越来越困难。

从宏观角度来看，“Scale L1”是一个四管齐下的方案：

• 更高的气体限值，

• 历史数据过期，

• 块级访问列表，以及

• zkEVM 验证器客户端

综上所述，Ethereum 正在测试主链在不破坏其去中心化保障的前提下 ，能够扩展到何种程度。

现在，让我们深入探讨每种方法，首先从最直观的变化入手：提高保证金限额。

Gas 限制：将 Gas 限制提高至 1 亿

Ethereum的gas限制是该协议内置的上限，用于限制单个区块可包含的计算量和存储量。可以将其视为区块容量：限制越高，每12秒的时段内就能塞入更多的交易。

截至2025年7月，该限制已从每区块30M gas悄然但系统地提高至45M gas，即 50%的吞吐量提升 ，仅凭验证者之间的协调共识便实现了这一提升。

随着协议更新 001 的推出，这一上限已开始上调，长期目标定为 1 亿。

承诺很明确：更高的吞吐量和更低的每笔交易手续费。

但其中的权衡同样重要：更大的区块会给验证者的CPU、内存和带宽带来更重的负担，从而提高了运行全节点的门槛。

实际上，Ethereum 押注于持续进行的客户端优化，加上更智能的 gas 费重新定价，能够消化这些额外负担，同时避免网络向中心化倾斜。

但仅靠区块容量是不够的。Ethereum 还需要确保随着历史数据的增长，运行节点仍能保持可持续性。

历史数据过期：拯救节点免于被数据淹没

随着Ethereum 的不断发展，存储其自2015年创世区块以来数百万笔交易和收据的完整历史数据所带来的负担也日益加重。问题不仅在于存储成本，更在于这给新验证者设置了门槛——他们仅为了参与共识，就需要花费数天时间进行同步，并投入大量硬件成本。

运行节点的难度越大，就越会推动网络走向中心化。

历史的消逝是Ethereum给出的答案——一种生物学的解决方案，通过褪去旧皮，让新生得以蓬勃发展。

该方案将分两个阶段实施——部分到期（已上线）和分批到期（即将推出）。

1. 部分数据过期：清理“合并”之前的数据，立即可释放 300–500 GB 的磁盘空间。

2. 滚动过期机制：节点会持续清除超过一年数据，即使使用量不断增长，也能将存储需求控制在一定范围内。

其效果显而易见：节点越轻量、成本越低，就意味着更多人能够运行它们，从而促进去中心化。

注：目前所有主流执行客户端均默认支持此项数据修剪功能，而门户网络（Portal Network）则通过去中心化的点对点系统确保已删除的数据仍可访问——该系统中，每个节点仅存储少量数据块，而非全部数据。

在解决了存储膨胀问题后，下一个瓶颈在于事务本身的处理效率。

块级访问列表（BAL）：启动Ethereum 的多线程阶段

BAL已被确认为2026年“Glamsterdam”升级计划的核心。但它们究竟是什么呢？

目前，Ethereum 会将区块中的每笔交易依次执行，即使其中有些交易之间并不存在交互，就像20世纪90年代的单线程CPU一样。

猜猜看：到了2025年，随着现代多核处理器的普及，这种顺序处理模式将导致绝大多数验证节点硬件处于闲置状态。

块级访问列表（BAL）通过要求块生成者预先声明每笔事务将涉及哪些账户和存储槽，从而改变了这一状况。有了这份映射表，客户端便能安全地并行化执行：并行运行独立的事务、批量预加载状态数据，并减少无谓的磁盘I/O。

但是，对于BALs而言，其技术复杂性相当大。

开发人员必须为每笔交易生成全面的访问地图，并在 每个区块约增加~40KB的元数据。

但其优势显而易见：更快的区块处理速度、更可预测的性能，以及对当今硬件的更高效利用。

通过BAL实现的并行执行显著提高了硬件利用率，但Ethereum 最显著的效率提升在于彻底消除了冗余计算。

zkEVM 验证器客户端：轻量级密码学验证的潜力

Ethereum在 Scale L1 领域，其最具前瞻性的尝试是zkEVM 验证者客户端这一构想。

与让每个验证者重新执行所有交易来确认一个区块不同，一个专门的证明者可以生成该执行过程的零知识证明。其他节点随后只需验证该简明证明——这一过程仅需几毫秒——即可确认该区块有效。

如果验证速度能跟上区块生成时间，Ethereum 就能大幅减轻验证者的计算负担，从而在不牺牲去中心化的前提下，为更高的 gas 限制铺平道路。

除此之外，还有其他积极影响，例如：

1. zkEVM 验证者客户端模糊了共识与执行之间的界限，实现了类似无状态的运行模式，使验证者能在几分钟内完成同步。

2. 硬件要求已大幅降低至共识层水平——这有望在低功耗设备上实现Ethereum 的验证。

唯一的取舍在于，证明生成将整合为需要价值超过10万美元的GPU硬件才能完成的专用操作。

既然我们已经分别探讨了每一项技术改进，接下来让我们回顾一下它们，并分析它们如何作为一种扩展策略协同发挥作用。

回顾：规模化四大支柱 L1

到目前为止，我们已经知道，协议更新 001 是一系列针对Ethereum 扩展瓶颈的协同攻击，这些攻击具有协同效应。

让我们快速回顾一下这四项更新：

1. Gas 限制提高：从每区块 30M Gas 提高到 100 M Gas，通过更大的区块容量立即提升吞吐量。

2. 历史数据过期机制：每个节点可减少300-500GB的冗余存储空间，从而消除阻碍新验证者参与共识的障碍。

3. 块级访问控制列表：通过声明状态事务的哪些部分会发生交互，块构建器可以实现安全的并行执行。

4. zkEVM 验证器客户端：用轻量级的加密证明验证取代繁重的交易重执行，从而大幅降低了验证器的计算需求。

其精妙之处在于这些改进如何相互促进。

历史数据过期机制使运营商更容易处理更高的gas限额。通过BAL实现的并行执行，最大限度地发挥了区块容量提升带来的效益。zkEVM验证机制消除了验证者的计算瓶颈，否则该瓶颈将限制gas限额的提升。

技术层面的情况很清楚。但这些变化究竟如何影响Ethereum参与者的体验呢？

L1 规模对开发者、节点运营商及整个生态系统意味着什么

L1 及其四项重大更新正在我们眼前重塑Ethereum 。虽然从理论上看，这些更新对整个领域似乎都是积极的，但让我们来了解一下，对于那些构建、运营和使用该网络的人来说，这些更新在实践中究竟意味着什么。

协议更新 001：这对开发者意味着什么

简而言之，这些更新从根本上拓展了Ethereum mainnet 的功能边界。

更高的 gas 限制意味着复杂的 DeFi 协议可以在不受到区块空间限制的情况下执行复杂的多步骤操作，而 BAL 的并行处理能力则可能实现此前在 L1 上无法实现的实时游戏和高频交易应用。

然而，开发者面临着新的复杂性：BAL 要求提前声明状态访问模式，这增加了事务构建的开销， 这可能会使技术资源更雄厚的团队比小型开发者更具优势。

协议更新 001：这对节点运营商意味着什么

L1规模及其变化造就了一个机遇与压力并存的复杂局面。

历史数据的过期机制可将磁盘占用空间减少数百吉字节，而持续的清理工作将确保未来存储成本可预测。与此同时，BAL 和 zkEVM 验证器旨在加快区块处理速度，并降低资源消耗。

实际上，这意味着即使区块链的交易量不断增加，运行一个节点也应该变得更容易，而不是更难。

然而，在过渡期内，运营商之间的验证 可能会向那些能够投资最新硬件的运营商集中 以处理更繁重的区块处理任务。

协议更新 001：这对Ethereum 生态系统意味着什么

Scale L1 是面向Ethereum 网站及其周边所有用户的信心信号。

不仅技术上的升级，与“Protocol”之间的沟通和透明度，也向生态系统发出了积极的信号。更新001本身就表明，Ethereum 并未将可扩展性完全交给第二层（L2），基础层本身也在进行优化，以应对更繁重的流量。

其结果是为 为依赖Ethereum 作为首选结算层的开发者、投资者和用户奠定了更坚实的基础。

随着这些可扩展性改进的逐步推出，对 RPC 提供商和索引服务的基础设施需求将急剧增加，这将为负责构建Ethereum 数据层的团队带来挑战与机遇。

大规模基础设施：Quicknode在Ethereum新篇章中的作用

第一层（L1）的扩展不仅是一个协议层面的里程碑，更是一项基础设施层面的挑战。更高的 gas 限制会直接导致每秒请求数（RPS）增加，并加重节点的工作负载。与此同时，跨第二层（L2）的应用程序需要统一的索引和基础设施抽象，以隐藏碎片化生态系统的复杂性。

Quicknode该公司在多客户端冗余、全球对等互联基础设施以及覆盖30多个网络的统一索引方面的做法，使其能够应对协议更新001将带来的基础设施需求。

凭借自动扩展的 RPC 端点、智能缓存和优化的对等连接，Quicknode 专为处理 1 亿 gas 的Ethereum 及更高规模的交易而设计。

通过以下方式以最快、最可靠的方式访问Ethereum ： Quicknode RPC 服务。

多客户端、多区域的可用性确保了系统即使在区块大小不断增加的情况下仍能保持弹性，而多链索引功能则使开发者无需重新构建数据栈，即可跨Ethereum 及其L2层进行查询。

随着 gas 费用不断攀升，以及 BAL 和 zk-attester 等新型执行模型陆续上线，开发者将需要 基础设施 同步扩展。

Quicknode该平台对性能、可用性和抽象化的重视，确保了当Ethereum 进行扩展时，基于该平台构建的应用程序也能随之扩展。

查看一些 Quicknode相关资源 ，专为Ethereum 开发者准备。

畅想未来的道路Ethereum

协议更新 001 表明，Ethereum 并不满足于仅依靠 Rollup 来实现可扩展性。通过提高 gas 限制、修剪历史数据、引入并行执行以及探索 zk 证明验证，基础层正在被重构为一个更快、更精简、更持久的基础架构。

从更宏观的角度来看，《协议更新》中最关键的认识并非仅仅在于承诺提供更低廉的交易费用或更轻量级的节点。

正是这一点 Ethereum 能够不断演进 —— 摒弃旧有负担，采用新的执行模型，并将加密技术融入其核心——同时始终恪守其去中心化的理念。

协议更新 001 标志着那些既未推动Ethereum 向前发展、又仅是孤立改进和学术研究项目的时代已经结束。