詳解以太坊EIP-5988最新提案：L2互操作性的新解決方案_NBS

伴隨著以太坊上海升級的日益臨近，與之相關的各項提案也隨之涌現，希望能趕上在上海升級中一并部署。EIP-5988 也在近期被提交至 Eips.ethereum 官方網頁，EIP-5988 主要目的在于為各類 ZK 進行和主網間通信的預編譯操作，以節省通信所需的編譯時間和鏈上空間。

EIP-5988 主要在于解決各類L2和L1之間的通信問題，借助這項提案，ZK 系L2可以在不降低自身證明效率的同時兼容主網安全性，OP 系L2可以進一步提升利用主網的結算效率。

并且，EIP-5988 此次使用的是 Poseidon 哈希算法，將會作為各類L2統一預編譯的生成證明方式，這也是首次可能兼容進以太坊的新算法，而此前主要在各類L2中嘗試使用，但安全性尚未得到主流應用大規模長時間檢驗，這也是 EIP-5988 引發的主要爭議點。

在 EIP-5988 的描述中，最重要的是提出了新的 Layer 2 間通信方式，將各類 Rollup 擴容算法打包成一致的編譯層，供以太坊主網調用，借助以太坊的兼容性來進行各類 Layer 2 的通信。

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直觀理解，也就是在 STARK/SNARK 等方案之下，首先進行一項預編譯措施，一旦提案生效，將構筑成 ZK 證明生成后的格式轉換場所。以太坊主網無需考慮消息的具體來源，只需要判斷是否符合編譯格式，從而進行接受或拒絕等操作。

在目前的L2和以太坊主網之間，存在廣泛的兼容性問題。以 ZK 系為例，目前主要存在兩種障礙：

ZK 系有不同技術路徑，zk-SNARK 和 zk-STARK 是較為主流的兩種，不同實例之間的互操作性缺乏統一標準；

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L2會選擇自研語言，如 StarkWare 的 Cairo 等，和以太坊使用的 solidity 有所區別，需要互相編譯才能互通。

在統一預編譯層實施后，以太坊所接受的消息格式將進行統一，任何傳入的L2數據類型需要進行預先轉換，從而節省L2和主網間的傳遞--等待--響應時間。

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目前，在統一預編譯層生效前，L2之間的通信有三種方式：

CEX/DEX：首先將代幣傳遞至兼容兩種以上L2的交易所。但是只能進行資產轉換，無法直接進行消息傳遞；

通用跨鏈橋：在傳統的L1之間的跨鏈橋之上疊加L2網絡。可進行資產轉換，部分借助主網可進行消息傳遞；

L2跨鏈橋：以 Orbiter Finance 為代表，主要是在各類 Rollup 間進行跨鏈，可以視為特定領域的跨鏈橋模式。

EIP-5988 的統一預編譯，是直接將各類L2的數據格式進行標準化，而非直接提供一種跨L2的資產互通模式，其仍然是以太坊主網的一種升級和擴展，不會損害以太坊主網的安全性。

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借助以太坊主網而來的兼容性，并且會極大提升各類L2的互操作性，也更為符合以太坊未來模塊化的升級方式。

但是在優勢之外，仍然需要注意到統一預編譯的問題所在，主要集中在其使用的“Poseidon”（波塞冬）哈希算法之上，這也是目前社區討論的集中點。

本質上，EIP-5988 的工作流程是引入了一個新的預編譯合約，實現了 Poseidon 加密哈希算法中使用的函數，可以實現 EVM 和 ZK / Validity rollups 之間的互操作性，以及為 EVM 引入更靈活的加密哈希原語。

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哈希算法的主要作用是將各類傳入的數值和非數值型（文字、圖片等）數據轉換為規格一致的編碼，便于計算機識別和調用，而在密碼學領域，最為人所熟知的是默克爾樹證明，其本質是二叉樹的哈希化表達變種，被廣泛用于各類節點通信，比如錢包和交易所資產證明之中。

波塞冬算法并非是全新方案，至少 Vitalik 之前介紹過其主要作用，并且其具備和各類 ZK 算法的良好兼容性，這也是此次更新以波塞冬為題的主要原因。

Poseidon 哈希函數于 2019 年正式推出，與流行的 "傳統 "哈希函數（如 SHA 256 和 Keccak）相比，其未經嚴格有效性和安全性測試。在以太坊網絡和其他區塊鏈網絡中，已經有部分L2或其他應用使用，到目前為止，波塞冬算法未出現嚴重錯誤。

已經或計劃使用波塞冬算法的區塊鏈案例：

StarkWare計劃使用 Poseidon 作為 StarkNet 的主要哈希函數，并承諾在 Cairo 語言中增加內置 Poseidon 函數功能。

Filecoin 采用 Poseidon 進行不同的默克爾樹（Merkle Tree）證明，并用于雙值提交場景（two-value commitments）。

Dusk Network 使用 Poseidon 為交易建立一個類似 Zcash 的隱私協議。

Sovrin 使用 Poseidon 進行基于 Merkle 樹的撤銷交易。

路印協議（Loopring）使用 Poseidon 在以太坊上進行隱私交易（Private Trading）場景。

Polygon 將 Poseidon 用于 Hermez ZK-EVM 中。

Poseidon 算法的安全性并非出于設計上的缺陷，而是缺乏大規模實用化高價值場景的檢驗，如果此次最終被納入以太坊主網之上，則將是其在整個以太坊，乃至加密生態上的最重磅應用。

以太坊和 Layer 2 擴容方案之間的縱向分層已成定局，但是各層之間的安全性和兼容性依然存在問題，因此各類L2都在“利用以太坊主網安全性，和增強自身對主網的兼容性上”進行廣泛的嘗試，但是在造就L2生態繁榮的基礎上，也變相引發了L2分裂危機。

這種生態的破碎并不利于以太坊和 EVM 的長遠發展，各類L1之間的競爭仍在進行，如何彌合各類生態碎片，也成為以太坊主網需要主動為之的必要舉措，從主網出發進行改進，要求各類L2進行統一的格式轉換，是其最新動向。

無論 EIP-5988 最終是否會生效，這種繁榮和碎片都會長期存在，也需要更多的改進提案來修補。

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