当前以太坊设计中的向后兼容性所面临的挑战之一是区块链历史记录的访问需要对 Merkle 证明进行 EVM验证，这还假设区块链将永远使用相同的格式和相同的密码技术。 未来的分片（Sharding）设计更是增加了这一点的重要性，因为Rollup的欺诈证明和有效性证明将需要指向分片数据的指针。
这篇文章提出了一种更加面向未来的方法：我们可以添加执行验证特定类型证明的抽象任务的预编译，而不是要求在 EVM 中验证历史和分片的证明。 如果将来更改格式，预编译逻辑将自动更改。 预编译甚至可以具有条件逻辑，用于验证过渡前插槽（slot）的一种证明和转换后插槽的另一种证明。
def verifyHistoricalBlockRoot( slot: uint256, ? ? value: bytes32, ? ? proof: bytes )这种预编译将尝试以两种方式之一解释该proof：
观点：元宇宙将深刻影响技术变革和产业变革:金色财经现场报道，由南京市建邺区人民政府、中国产学研合作促进会、中国移动通信联合会员宇宙产业工作委员会、南京信息工程大学主办的“南京2023元宇宙应用共创大会”上，建邺区委副书记姜宸在致辞中提到，元宇宙将深刻影响技术变革和产业变革，给现实世界带来核裂变甚至是核聚变式的巨大变化。
元宇宙将成为建邺数字经济和实体经济的桥梁，推动建邺区数字经济高质量发展，建邺区也将为元宇宙企业入驻提供坚实基础，包括资金支持、产业发展空间和创业服务，推动在包括游戏动漫、时尚消费、文化艺术和数字治理等多领域的元宇宙应用和发展。[2023/5/24 15:22:51]
如果这个proof为空，则直接检查该value是否为保存在正确位置的历史区块根。 如果slot太旧，它将失败。
景顺：美联储若暂停加息，市场对风险资产的偏好会增加:12月14日消息，景顺首席全球市场策略师 Kristina Hooper认为，如果美联储明年一季度按下加息的暂停键，市场对风险资产的偏好会增加。这种情况下，通常发达市场股价表现比新兴市场更好，小盘股的表现比大盘股更好，周期性股票要比防御性股票表现好。在固定收益的部分，较高风险的债券会高于投资级的债券，而投资级的债券又高于政府债券的表现。美元会开始走弱。（证券时报）[2022/12/15 21:45:20]
如果这个proof是一个Merkle 分支，它会根据 history_roots 中的正确条目将其验证为 Merkle 分支
def verifyHistoricalStateRoot( ? ? slot: uint256, ? ? value: bytes32, ? ? proof: bytes )验证状态根，使用与该区块根相同的逻辑。
Aave创始人：Aave社区正准备在以太坊上部署Aave V3:金色财经报道，Aave创始人Stani Kulechov发推表示，“现在，Aave社区正准备在以太坊上部署Aave V3”。[2022/12/4 21:20:36]
def verifyHistoricalStateValue( ? ? slot: uint256, ? ? key: bytes32, ? ? value: bytes32, ? ? proof: bytes ) 验证历史状态中的值。 这个proof包括三个要素：
表明状态根正确性的证明
Patricia 或 Verkle 或其他证明该value实际上位于状态树中的位置key中的证明（这假设将所有帐户内容映射到 32 字节key的提议方案已永久保存）
纽约联邦储备银行总裁：流动资产支持的CBDC和稳定币具有创新潜力:金色财经报道，纽约联邦储备银行总裁兼首席执行官John Williams周三对来自世界各地的央行官员、学者和金融业领袖表示，准备好迎接货币和支付方式的根本变化。这位央行行长用一句话评论驳斥了大部分数字资产领域，即并非所有加密货币都由非加密资产支持。由安全、流动资产支持的中央银行数字货币（CBDC）和稳定币具有创新潜力。
Williams没有详细说明数字货币未来可能产生的影响。相反，他通过指出 2014 年引入隔夜逆回购 (ON RRP) 协议的影响来说明潜在变化。在维持 2 万亿美元的 ON RRP 协议的情况下，它们极大地改变了美联储资产负债表的结构。[2022/6/2 3:58:02]
def verifyHistoricalTransaction( ? ? slot: uint256, ? ? txindex: uint256, ? ? tx: bytes, ? ? proof: bytes ) 验证 tx 实际上是否在给定slot的区块的 txindex 中。 证明内容如下：
表明区块根正确性的证明
证明给定的tx实际上是给定位置的交易
def verifyHistoricalReceipt( ? ? slot: uint256, ? ? txindex: uint256, ? ? receipt: bytes, ? ? proof: bytes ) 验证receipt实际上是给定slot的 txindex 处的交易接收。 证明内容如下：
证明区块根正确性的证明
证明给定收据实际上是给定位置的receipt
def verifyShardBlockBody( ? ? slot: uint256, ? ? shard: uint256, ? ? startChunk: uint256, ? ?chunks: uint256, ? ? data: bytes, ? ? proof: bytes ) 验证 data = body[32 * startChunk: 32 * (startChunk + chunks)] ，其中 body 是给定slot中给定分片的主体。 该证明将包括：
证明区块子集的 Kate 证明
如果slot太旧（超过 128 个 epoch？），则在slot + 96 处的区块根的 Merkle 证明，然后是从该slot到分片承诺数组中的位置的 Merkle 证明，显示一个最终性承诺
当我们使用 BLS-12-381 Kate 承诺时，预编译还将验证数据是 32 字节chunk的列表，其中每个chunk都小于曲线子组顺序。 如果没有在给定位置保存分片区块，则预编译就像在该位置保存了对零长度数据的承诺一样。 如果给定位置的value未确认，则预编译总是失败。
def verifyShardPolynomialEvaluation( ? ? slot: uint256, ? ? shard: uint256, ? ? x: uint256, ? ? y: uint256, ? ? proof: bytes ) 如果我们将给定 (slot, shard) 处的分片区块视为多项式 P，其中字节 i*32 ... i*32+31 是 w**i 处的评估，这将验证 P(x) = y。该proof与数据子集proof相同，除了 Kate 证明正在证明某个点（可能在域外）的评估而不是在证明一个位置子集的数据。
如果我们将来不再使用 BLS-12-381（例如，使用 32 字节二进制字段证明），则预编译会将 SNARK 作为输入，验证数据完全由小于该曲线阶数的值组成，并验证对当前字段数据的评估。
这种预编译对于等价协议的跨多项式承诺方案证明?很有用，可用于允许 ZK Rollup直接对分片数据进行操作。
作者：Vitalik Buterin
原文：https://ethresear.ch/t/future-proof-shard-and-history-access-precompiles/9781
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