近年来，随着量子计算技术的快速发展，传统区块链网络面临着前所未有的安全挑战。量子计算机强大的算力有可能突破经典密码学算法，威胁区块链的安全基础。作为全球领先的智能合约平台，以太坊必须积极应对这一趋势，确保其网络在未来的量子时代依然具备安全性和高效性。以太坊基金会研究员Justin Drake日前提出了一项名为“精简以太坊”（Lean Ethereum）的创新方案，旨在通过技术革新实现以太坊网络的量子安全化，同时大幅简化其复杂的技术架构。以太坊当前分为共识层、数据层与执行层三大组成部分，每一层均承担着关键任务，但复杂的架构也带来了维护难度大、潜在攻击面广的隐患。Justin Drake认为，简化这三层技术栈不仅有助于提升网络性能，还能降低安全风险，并为量子抗性提供技术支撑。
核心创新之一是引入利用零知识证明的虚拟机技术。零知识证明是一种密码学技术，允许用户在不暴露具体数据的前提下，验证数据的准确性。通过将零知识证明技术嵌入虚拟机的执行层，以太坊能够实现对智能合约运行结果的高效并且隐私保护的验证方式。这不仅提升了执行效率，也增强了网络对量子攻击的抵御能力，使执行层更为安全可靠。除在执行层的改进外，数据层的优化同样重要。Justin Drake提出采用“数据可用性抽样”技术以减少区块链存储压力。
传统上，节点需要存储并验证整个区块的数据，而数据可用性抽样则允许节点随机抽样区块中的部分数据，进而推断区块的完整性和有效性。此技术极大降低了节点存储负担，同时保持了区块链的安全性和去中心化特征，为整体网络扩容奠定重要基础。在共识层方面，Justin Drake建议采用RISC-V架构。RISC-V是一种开源且指令集简化的计算机架构，它能够提供更加安全和高效的计算环境。通过采用RISC-V架构，共识协议的实现可以更加简洁，减少程序中的复杂性和潜在攻击面，更易于安全审计和维护。这一点对于保障区块链基础共识机制的安全性至关重要。
以太坊创始人Vitalik Buterin也表达了对简化以太坊技术栈的支持。早在今年四月，Vitalik就提出了迁移至RISC-V架构的计划，强调技术简洁性有助于减少安全风险，提高开发效率。Vitalik指出，以太坊目前过于复杂的开发流程和技术结构，不仅导致研发成本的持续增加，还带来了隐蔽的安全威胁。未来五年内，他希望将以太坊的架构简化至类似比特币那样的基础层级，更加注重安全与稳定。除了Justin Drake和Vitalik Buterin的提案外，区块链行业内也有专家探索量子抗性的不同技术路径。IoTeX密码学主管XinXin Fan提出采用基于哈希的零知识证明，这种方案在保证用户体验流畅的前提下，为整个网络提供量子安全保障。
随着量子技术的成熟，区块链应对量子计算威胁的方案日益多样化，竞争也更加激烈。总结来看，Lean Ethereum计划以技术创新为核心，通过零知识证明虚拟机实现执行层量子安全，以数据可用性抽样减轻数据层存储压力，利用RISC-V架构简化共识层设计，三管齐下推动以太坊迈入量子时代。这不仅能够帮助以太坊保持当前领先地位，更能在未来的区块链生态中赢得更多开发者和用户的信任。此外，简化技术栈将降低开发者门槛，促进以太坊生态的持续繁荣和创新。面对量子计算的冲击，区块链技术的演进刻不容缓。Lean Ethereum的提出为全球区块链社区描绘了一个兼顾扩展性、可用性和安全性的蓝图。
随着相关技术的逐步落地，未来以太坊将可能成为业界首个真正量子抗性智能合约平台，确保区块链技术在数字经济中的核心地位。
