特別感謝 Jason Vranek、Josh Rudolf、Ellie Davidson、Drew Van der Werff、面料團隊以及 Friederike Ernst 對本文檔製作的幫助。
以太坊社區面臨著一個關鍵的選擇：以太坊究竟是什麼？它僅僅是主鏈（L1），還是統一的L1加上所有依賴它進行結算的Rollup和鏈？如果是後者，我們需要做些什麼來減少碎片化，改善用戶體驗和開發者體驗？
這個問題的答案對我們實現真正互操作性的方法和目標有著深遠的影響。
以 Rollup 為中心的路線圖成功地提高了以太坊的吞吐量，但代價是狀態碎片化。
如今，在以太坊及其 Rollup 版本上進行交易的體驗大同小異，錢包和開發者工具的共享主要得益於通用的 EVM 兼容性。然而，以太坊與其 Rollup 版本之間，或 Rollup 版本之間進行交易的體驗卻截然不同。
當前的互操作性解決方案過於關注更快的價值轉移，這種速度競賽已經將橋接時間從幾天（傳統的防欺詐退出時間）縮短到幾秒鐘（現代基於意圖的求解器）。雖然這些解決方案改善了基本的代幣轉移，但整體用戶體驗 (UX) 和開發者體驗 (DevX) 卻受到了嚴重影響。
EVM交易具有三個關鍵特性，使其功能強大。
可組合性：單個交易可以執行多個交互或合約調用。
原子性：事務中的所有交互要麼同時成功，要麼同時失敗——不存在部分執行的情況。
同步性：所有交互均在單個事務和單個區塊的範圍內進行。
這些特性是去中心化金融 (DeFi) 的基礎，催生了去中心化穩定幣，啟動了最初的 DAO，並支撐著構建複雜去中心化應用程序 (dApp) 的現代Rollup系統。
然而，這些特性在跨鏈環境中並不成立。以太坊生態系統的碎片化削弱了開發者無縫創建跨鏈可組合交易的能力。我們認為，除非這個問題得到解決，否則以太坊將逐漸失去其競爭優勢和強大的網絡效應。
我們呼籲建立一個統一的以太坊，並解釋同步可組合性（SC）如何成為實現這一目標的可行途徑。
當前互操作方法
以太坊的多重彙總環境中已經出現了多種互操作性模型。本文將重點比較意圖、異步消息傳遞和以太坊互操作層（EIL） ，並從執行模式、延遲和表達能力三個關鍵方面對它們進行評估。
（參見之前的討論）
| 方法 | 執行模式 | 延遲 | 可組合性 |
|---|---|---|---|
| 意圖 | 用戶指定所需結果；鏈下求解器規劃和執行步驟；異步。 | 至少一個區塊加上求解器確認；取決於網絡擁塞情況和求解器流動性。 | 意圖本身不可組合，但使用 AA 可以實現後續操作的管道連接。任意合約間的雙向調用以及原子性均不受支持。 |
| 異步消息傳遞 | 鏈式系統通過中繼器/橋接器交換消息；消息稍後處理；沒有共享執行。 | 等待源鏈最終確認和中繼預言機；延遲時間取決於每條鏈，可能從幾秒到幾分鐘不等。 | 可組合性是可能的，但由於高延遲和步驟分解而變得不切實際；可以傳遞數據或函數調用，但沒有共享狀態；沒有原子跨鏈狀態。 |
| EIL | 基於賬戶的互操作性；錢包只需簽名一次，即可直接向每條鏈發送調用；無需中介；支持多鏈交易。 | 類似於基於意圖的互操作 | 支持賬戶級別的多調用序列；不支持合約間的雙向（有狀態）調用。 |
真正的可組合性
以太坊的核心優勢在於其構建各種去中心化應用（dApp）的能力，這推動了過去十年的創新。然而，在同一EVM兼容鏈內的交易（鏈內交易）和跨鏈交易（鏈間交易）之間存在顯著差異。目前，無論是連接以太坊和Base，還是Solana和Base，互操作性解決方案的功能都大同小異。
為了提升用戶體驗和開發者體驗，並確保更廣泛的以太坊生態系統在與其他鏈的競爭中保持優勢，我們迫切需要一個互操作性解決方案，以最大限度地減少 EVM 內部/EVM 之間的差異。
真正的可組合性定義
我們將真正的可組合性定義為能夠在單個交易中執行任意的、狀態相關的、雙向的合約調用，並保證原子性。
可組合性的關鍵重要性
現代去中心化應用（dApp）通常由多個相互作用的合約構成。去中心化金融（DeFi）的創新在於能夠整合協議（例如閃電貸和交易）或優化操作（例如去中心化交易所路由）。目前缺乏跨鏈可組合性，迫使開發者在不同的彙總層級上反覆重新部署其dApp。
Tempo 、 Arc 、 Stablechain和Canton 網絡等項目都是重要的警示案例。這些項目本應以 Layer 2 (L2) 的形式推出，卻選擇了 Layer 1 (L1) 解決方案。這一選擇主要受兩個因素驅動：一是必要的技術改造（L2 方案可以實現這些改造），二是啟動 L2 方案本身就非常困難，其難度與啟動 L1 方案相當，但卻不具備可組合性。
這種缺乏真正的可組合性也阻礙了Rollup 的創新，使得推出新的 Rollup 和從頭開始有效地啟動一個新的生態系統變得異常困難。
缺乏真正的可組合性會扼殺創新，造成激勵機制錯位，並逐漸從以太坊生態系統中抽走價值。
以太坊的生存問題
什麼機制可以防止大型 Rollup（如 Base、 Arbitrum或 Robinhood）最終與以太坊脫鉤，或者防止 Stripe 和 Circle 等巨頭選擇成為獨立的 L1 鏈？
以太坊的單一執行環境（eSEE）
以太坊單一執行環境 (eSEE)基於同步可組合性 (SC) 的理念。同步可組合性是過去幾年中一直備受關注的研究模型。它重新定義了互操作性，使以太坊及其關聯的 Rollup 能夠像一個統一的執行環境的一部分一樣運行。
與當今的跨鏈方法不同，SC 確保跨鏈交互以原子化、確定性、類似交易的流程運行。換句話說，eSEE 將我們對普通 EVM 交易的期望保障擴展到多個 EVM 環境，而不僅僅侷限於單條鏈。
SC 具有 3 個主要理想特性：
可組合性
應用程序可以跨 Rollup 進行交互，就像它們位於同一條鏈上一樣。開發者可以編寫跨域邏輯和 DeFi 策略，其體驗與本地合約調用並無二致。原子性
跨鏈交互如同單一交易。L1、L2 和應用鏈上的所有操作要麼同時成功，要麼同時撤銷，確保不會出現部分或不一致的結果。同步性
跨鏈調用在同一交易流程中按順序執行。共享的協調層確保所有域保持同步，從而使合約能夠對遠程鏈進行操作並立即使用結果。
促進供應鏈的關鍵研發：
好處
受SC的啟發，我們致力於實現eSEE的目標，並顯著改善以太坊的用戶體驗，使開發者能夠突破地域限制，實現更多創新。無論用戶身處哪條鏈，都會感覺彷彿從未離開過L1層。
我們相信這將創造前所未有的競爭優勢，與併購背後的商業模式相輔相成。
| 益處 | 今天 | 帶 SC |
|---|---|---|
| 在源自鏈 A 的調用的同一執行週期內，可以從不同的鏈（例如，鏈 B）同步讀取和寫入即時 UX 狀態。 | 用戶在鏈 A 上有資金，但想在鏈 B 上進行交易，卻被迫先進行橋接，然後進行交易，最後再橋接回來。整個過程感覺支離破碎，延遲嚴重，用戶體驗也與 L1 截然不同。 | 鏈 A 上的資金通過橋接（無需中介）在鏈 B 上進行交易，然後返回鏈 A。所有操作都在一次（即時）交易中完成，用戶體驗與 L1 類似。 |
| 原子流執行要麼全部執行，要麼全部不執行，從而避免了部分事務、競態條件和令人沮喪的“消息掛起”延遲。 | 目前的互操作方法無法保證執行或原子性。用戶跨鏈交易時，每個步驟都會被單獨分解，因此無法保證下一步操作一定會執行。 | 所有步驟都可以用單個事務表示，保證原子性執行。要麼所有步驟都正確執行，要麼一個步驟都不執行。 |
| 單例 dApp 部署：去中心化應用程序只需要一次部署，即可在任何連接的鏈上使用，避免了 30 次分散部署。 | 開發者被迫將他們的 dApp 部署到他們想要入駐的每個區塊鏈上，這導致他們的 TVL 和用戶群分散。 | 合約間的交互是同步且原子性的，與以太坊完全相同。任何連接鏈上的任何用戶都可以與去中心化應用（dApp）進行交互，無論他們的資產位於何處。開發者只需部署一次合約，即可讓所有用戶進行交互（無需橋接）。 |
| 開發者可組合性：開發者可以以類似的方式在其 EVM 內以及跨鏈使用、組合和交互 dApp，而無需更改其合約架構。 | 合約的設計嚴格遵循同步組合性（EVM 內部）。目前的互操作方法最多隻支持異步調用，嚴重限制了可實現的功能。 | 合約之間（EVM內部和合約之間）完全雙向（且有狀態）任意讀/寫調用 |
| 統一流動性資本可以駐留在一條鏈上，而去中心化應用（dApp）可以在另一條鏈上運行，這一切都不會影響用戶體驗。 | 對於 dApp 和用戶而言，流動性分散在不同的彙總層中。 | 用戶和去中心化應用（dApp）可以將流動性整合到一條鏈上，這不會影響他們與連接鏈上的其他dApp/用戶進行交互的能力。 |
達到 eSEE
我們建議重點關注這三大支柱，以此引導更多資源（來自EF和更廣泛的社區）和關注點，通過SC實現eSEE：
快速最終性：我們必須推動整個生態系統實現更快的最終性。更快的最終性可以縮短重組窗口，並提供更佳的用戶體驗（例如，更快、更可預測的 L2 到 L1 提現）。它對於同步組合性 (SC) 也至關重要：同步組合的 Rollup 必須同時結算，這意味著結算必須頻繁進行，以避免繼承長時間的重組和結算延遲。等待數小時才能結算兩個同步組合的 Rollup，實際上會迫使它們都繼承這種延遲，從而降低協同依賴的吸引力。實現快速最終性需要在Rollup端（通過零知識證明技術）加快結算速度，並在以太坊端通過 SSF（單槽最終性）、3SF（三槽最終性）和更短的槽位時間持續推進。
研究與標準化： SC 研究中湧現的卓越創新成果必須轉化為正式的開發成果。我們必須優先開展由 EF 主導的正式研究，並對 SC 的核心方面（消息傳遞、協調、原子性、可組合性和侷限性）進行標準化。目標是將 SC 從一個研究概念轉化為一個成熟、工程化且優化的解決方案。
採納：社區的使命：對於任何如此規模的解決方案而言，採納才是最終的關鍵。這一階段至關重要，緊隨前兩個步驟之後。在社區範圍內就加快最終性驗證和SC標準化的必要性達成共識，是推動最高層採納的關鍵——從開發者和用戶到錢包和主要基礎設施提供商。
以太坊單一執行環境（Essential Single Execution Environment）是一項旨在通過共同推動同步可組合性來統一分散的Rollup生態系統的運動。
