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以太坊:科普 | 以太坊 2.0 的未來藍圖及挑戰_比特幣

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-DannyRyan-

十月底于臺北矽谷會議中心舉行的?Crosslink2019Taiwan,吸引了來自世界各地的區塊鏈愛好者們齊聚一堂。第一天的議程,邀請到了以太坊基金會的核心研究員DannyRyan,會中分享了以太坊2.0目前的研究方向以及遇到的挑戰,演講的內容主要包含了以太坊2.0的架構,新的分片提案,執行環境以及雙向橋接等議題。

一、以太坊2.0的架構

-以太坊2.0架構-

第零階段

以太坊1.0中,使用

工作證明作為

共識機制,并借此產生新的區塊。為了要減少工作證明產生新區塊時,所需要的大量算力,以及所花時間過長的問題,以太坊2.0將改為

權益證明作為產生新區塊的共識機制。

第零階段會建立信標鏈,信標鏈就是以太坊2.0系統層級的鏈,當從以太坊1.0移轉到以太坊2.0時,信標鏈扮演著非常重要的角色,它是整個系統的基礎。

一旦第零階段完成,將會有兩個使用中的以太坊鏈。以太坊1.0鏈以及以太坊2.0鏈。在這個階段,使用者在1.0鏈把以太幣鎖到合約里以注冊公鑰,2.0鏈會承認合約內注冊的公鑰。但是,他們無法將該以太幣遷移回去以太坊1.0鏈上面,為了要執行信標鏈,你會需要一個信標鏈的客戶端。目前,許多團隊正在開發這些客戶端。

第一階段

第一階段會加入

分片鏈,在這個階段主要專注于分片鏈的數據結構,以及其有效性和共識性,分片鏈在這階段只當作數據鏈,并不會指定分片鏈狀態執行或帳戶余額。這比較像是對分片結構進行測試,而不是嘗試利用分片來對信標鏈進行擴展。在這階段,信標鏈會把分片鏈的區塊,當作沒有結構或意義的位元集合。以太坊1.0和以太坊2.0仍將同時存在,并且在以太坊2.0鏈上進行測試和遷移。

穩定幣crvUSD科普創新清算機制LLAMMA,可在抵押品價格下跌時逐步替換為穩定幣:1月17日消息,Curve官方科普其穩定幣crvUSD創新的清算機制LLAMMA,解釋了LLAMMA通過AMM的特性進行針對債務人更友善的清算方式,讓抵押品在價格下跌時逐漸轉移成穩定幣,讓原本要清償的債務有一定程度的穩定幣可以償還,同時在價格回穩時再逐漸把穩定幣換回抵押品,而不是直接的觸發清算導致債務人的虧損。

此前報道,2022年11月23日,去中心化交易平臺CurveFinance開發者發布Curve即將推出的去中心化Stablecoin“crvUSD”的官方代碼和白皮書。[2023/1/17 11:17:13]

這個階段分片鏈會與信標鏈交聯,每個分片的當前狀態—“結合數據根”,會定期記錄在“信標鏈”區塊中,作為交聯。信標鏈區塊完成后,相應的分片區塊將被視為已完成,其他分片知道它們可以依靠這些區塊進行跨分片交易。

交聯是委員會的一組簽名,證明了分片鏈中的某個區塊,可以包含在信標鏈中。交聯是信標鏈“理解”分片鏈更新狀態的主要方式。交聯還用作異步跨分片通信的基礎結構。

信標鏈在每個時段中的每個分片,隨機選擇分片驗證者,分片驗證者只是用來在每個區塊的內容上達成一致,他們通過交聯證明分片的內容和狀態,分片中包含什么內容都沒有關系,只要所有委員會都達成共識,并定期更新分片上的信標鏈即可。

第二階段

第二階段會將所有功能開始結合在一起,在第二階段,會完成分片化,分片鏈從簡單的數據容器過渡到結構化鏈狀態,并將重新引入智能合約。每個分片將管理基于?

eWASM的虛擬機。它會支援帳戶、合約、狀態,以及Solidity中我們熟悉的其他抽象化,預計在第二階段之前或第二階段開發時,大家熟悉的工具需要轉換成支持eWASM的版本,以太坊1.0及以太坊2.0可借由雙向橋接來互通,會有可擴展的Layer1執行,借由無狀態執行,來提高執行速度。

二、新的分片提案

徐明星新書《趣說金融史》正式發布 科普金融發展之道:金色財經現場報道,9月23日,歐科云鏈創始人徐明星攜手著名財經作家李霽月、行業觀察者顧澤輝力作《趣說金融史》一書,跨越5000年金融歷史,重讀金錢故事,并預測新的金融時代。該書由中信出版社出版,將于近期正式發售。據了解,本書可以更好地呈現金融的起源與發展,幫助人們理解貨幣、金融與未來經濟。作為區塊鏈行業領軍企業——歐科云鏈的創始人,徐明星深知技術探索對經濟社會的重要推動作用,他曾先后出版過《圖說區塊鏈》、《區塊鏈:重塑經濟與世界》、《通證經濟》、《鏈與未來》等行業權威著作,解讀區塊鏈等新型技術的推動下,金融與社會的升級之道,對經濟社會發展做出了重大貢獻。其中,《區塊鏈:重塑經濟與世界》曾作為新中國70周年重點推薦圖書之一被相關書店推薦。[2021/9/23 17:00:57]

-新的分片提案-

以太坊2.0原提案所運作的機制,是以每個時期為單位,來進行交聯的動作,每個鏈上有1024個片,當需要跨分鏈交易時,由于是每個時期進行交聯,會有較大的延遲時間;新提案更新為每個時段都進行交聯的動作,并減少片的數量為32個,來降低跨分片交易時的延遲時間,每個時段都進行跨分片交易。

新提案的優點

對于以太坊2.0新提案的優點,首先新提案的片數量由1024個降至32個,降低了運算的復雜度,因為跨分片時間,從一個epoch降到一個slot,時間縮短的好處,是給DApp開發者及使用者更好的體驗。在原本以太坊2.0的設計中,需要復雜的手續費市場模型與樂觀解決方案,來實現跨分片交易手續費。但新提案改變了執行環境的設計,使得原本的復雜模型可以被大幅簡化。

新提案的交易

新提案只需要比之前的提案更少的

片,就可以啟動交易,可能會有更長的分片時段,更大的

分片區塊,目前更新到第零階段,第零階段測試網的測試,可能會有所延遲,新提案減少了第零階段發布所需的時間。

目前的想法

希望能給開發者及使用者更好的體驗,使用較大的分片區塊,來改進數據可用性,以及要降低開發延遲和第零階段發布所需花費的時間。

人大附中物理老師李永樂科普拜占庭將軍問題和區塊鏈:5月14日,人大附中物理老師、科普視頻網紅李永樂在其公眾號發布視頻《拜占庭將軍問題是什么?區塊鏈如何防范惡意節點?》。李永樂老師在視頻中對拜占庭將軍問題和區塊鏈進行了講解,他表示,拜占庭將軍問題本質上指的是,在分布式計算機網絡中,如果存在故障和惡意節點,是否能夠保持正常節點的網絡一致性問題。在近40年的時間里,人們提出了許多方案解決這一問題,稱為拜占庭容錯法。例如蘭波特自己提出了口頭協議、書面協議法,后來有人提出了實用拜占庭容錯PBFT算法,在2008年,中本聰發明比特幣后,人們又設想了通過區塊鏈的方法解決這一問題。區塊鏈通過算力證明來保持賬本的一致性,也就是必須計算數學題,才能得到記賬的權力,其他人對這個記賬結果進行驗證,如果是對的,就認可你的結果。與拜占庭問題比起來,就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]

三、執行環境

-以太坊1.0簡易架構圖-

在之前設計的以太坊2.0和以太坊1.0中,狀態在共識機制里,扮演著非常重要的角色,共識機制會隨時去讀寫所有的狀態,不管是執行的概念、交易的概念、帳戶的概念、樹狀結構的概念、以及所有在數據結構中的概念,都深深地融入共識中。

上圖是以太坊1.0的簡易架構圖,在圖中我們可以看到共識機制及一條鏈,共識機制里包含了狀態及一個執行引擎,狀態里包含了狀態樹,在這里的執行引擎使用硬編碼規則,里面包含了執行交易、帳戶模型和帳戶結構,我們可以看到圖的右邊有一條鏈,鏈上面有交易數據,在以太坊1.0中,我們會在交易數據上執行共識機制,去修改和更新狀態。

執行環境是一個單獨的虛擬機器,在以太坊1.0中,會有一個特定的帳戶模型,以及事先定義好的操作碼,礦工機制和狀態根,以太坊虛擬機就是一種特定的執行環境。

如果遵循?EIP的建議,開發者總是在要求新的操作碼,或著是更改礦工成本來支援他們的應用,像是Plasma和Zkrollup這樣的例子有很多,這樣就會需要修改EVM1.0的執行環境,才能支援到他們的應用程式。

動態 | 美國演說家Anthony Robbins開始科普什么是比特幣:美國演說家安東尼·羅賓(Anthony Robbins)在自己的網站上發布了一篇比特幣的科普文章,并在推特上向自己的粉絲介紹什么是比特幣,目前他的推特賬戶共有粉絲304萬人。[2019/1/1]

但是在以太坊2.0的第二階段中,我們可以支持多個執行環境。也可以有多個狀態根,不同的帳戶模型等。舉個例子,你可以定義一個臉書幣執行環境,以便在以太坊2.0上運行Libra。或者,您可以定義一個比特幣執行環境,這樣就可以在以太坊2.0上運行比特幣。

-以太坊2.0簡易架構圖-

在以太坊2.0簡易架構圖中我們可以看到狀態根,它可能是32Bytes的Blob,上面有WASM的執行碼,可以在使用者層級中去做細部設定。圖片右邊有一個鏈,鏈上有一般的交易數據以及見證,見證實際上顯示在數據庫的區塊中,你需要針對該狀態而不是數據庫執行該筆交易,而且還需要證明數據對于當前狀態根是有效的。舉個例子,如果我們要在帳戶A和帳戶B之間傳遞數值,假設從帳戶A移動5以太幣到帳戶B,我們不能直接說帳戶和余額是確實可用的,在過程中,我們需要加入見證數據,來證明兩個帳戶當前的狀態,當執行碼正在執行交易數據時,狀態根可以修改和更新狀態樹。

執行環境并不是共識機制預先定義好的,他可以在使用者層級上去做新增,我們也可以把以太坊1.0復制一份到以太坊2.0的執行環境中,將現有的狀態根放入EVM直譯器,用默克爾見證驗證器來當作他的執行碼。

在原先的提案中,狀態和共識息息相關,且執行帳戶和共識中包含了狀態樹結構;而在新的提案中,執行環境為無狀態模型,高度抽象化的,并且它的可擴展性,相較原先的提案高出非常多。

執行環境的優點

執行環境有許多優點,相較于舊系統,它也許可以更快地將產品推向市場,因為我們不必等到核心共識推出之后,才研究并發展這個概念,在Layer1會有更少的阻礙,它可以在各種應用上,使用具高擴展性及數據可用性的執行引擎,所以未來會長期使用這個核心基礎層。

聲音 | 中科院姚建銓:要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普 培訓:據新華網消息,日前,在區塊鏈與物聯網融合發展峰會上,中國科學院院士姚建銓說,關注區塊鏈技術里面的大數據,跟區塊鏈技術結合起來進行測量和檢測,能更好地提升激光清洗技術。姚建銓建議,無錫今后要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普、培訓,正確引導廣大人民群眾對技術的認知;同時,建立專業、權威,但又普適、成套的理論體系和標準,以此切入區塊鏈的實際應用。[2018/9/18]

執行環境的設計完成,讓以太坊1.0到以太坊2.0的遷移,有了更清楚的方向,使用執行環境比較不會有技術隨時間遷移而過時的問題產生。

執行環境交易

對于執行環境交易,開發者及使用者可能會覺得太抽象,對什么是執行環境感到困惑,像是這一層加了什么?應該在這一層做什么?誰應該寫執行環境?而且相關的開發規范會趨向更嚴格的形式。

虛擬機可能會有潛在的碎片化問題,進而影響到交易速度。

目前的想法

目前所有的研究都是正向發展的,還有充裕的時間,嘗試并更好地了解設計空間,未來會多花一些時間,在建立更好的執行環境通訊機制上面。整體來說,現階段的進度,對于未來是重要的里程碑。

四、雙向橋接

最后一個主題,主要討論開發雙向橋接是否是值得的?團隊可能可以在什么時間點,來去做雙向橋接?

-單向橋接示意圖-

講者先前提過的提案中,以太坊2.0最初有一個單向橋接,所以你可以從以太坊1.0轉換到以太坊2.0,但是最初的架構不允許回傳,這主要是出于幾個原因,這需要我們將以太坊1.0的發展與以太坊1.0和以太坊2.0的硬分叉緊密結合,并把兩個系統置于互相影響的風險之中,因此團隊認為以太坊2.0在發布且穩定之前,將兩邊緊密耦合是不明智的。

單向橋接的問題

月初在日本大阪舉行的Devcon5上,橋接的問題受到了廣泛的討論,原提案的

單向橋接模式,會有驗證者流動性的問題,而且更重要的是,它可能會引發以太坊1.0和以太坊2.0之間的可替代性問題,如果我們允許以太坊2.0上的流動性,那么某種形式的轉移機制,就會在將以太坊1.0分叉到以太坊2.0之前,或著是在雙向橋接之前產生,交易所中很可能會同時有兩個幣,團隊和整個驗證者社區都很擔心這個問題,目前正在找尋減輕這個問題的方法。

另外也希望鼓勵大家,在這些早期階段進行驗證,但是在早期階段進行驗證,肯定會有很高的風險,因為存在未知的鎖定期,因此也希望找到方法減輕這種風險。

雙向橋接

-雙向橋接示意圖-

雙向橋接目前可能的路線有兩條,一種是在以太坊1.0上面,建立以太坊2.0的輕節點;另一種是在以太坊1.0上運作以太坊2.0的全節點。

路線A:在以太坊1.0上,建立以太坊2.0輕節點

-路徑A示意圖-

這個路線需要在實際的EVM中支援?BLS-12–381,會花費很多開發時間,而且它只提供輕量客戶端層級的安全性。當驗證者在2.0鏈上產生提款交易的收據時,我們會拿到以太坊2.0的輕量客戶端證明,一但收收據的區塊在以太坊2.0上敲定了,你就可以在以太坊1.0的合約上提款。不過,這可能不是團隊最終選擇的路線。

路線B:在以太坊1.0上,運行以太坊2.0的全節點

-路徑B示意圖-

第二種路線,會在以太坊1.0的節點上,運行以太坊2.0的全節點,這個路線允許我們使用敲定性機制,因此,我們不僅可以使用這種機制,來促進以太坊1.0和以太坊2.0之間的轉移,我們也可以利用驗證者的安全性,來保護以太坊1.0鏈,我認為大家對此感到非常興奮,這通常被稱為“敲定性小工具提案”。

但是還是需要一種機制,去輸出以太坊2.0狀態根在以太坊1.0上,所以有一些以太坊2.0社群的討論,在研究如何實作它,可能會包含礦工機制。

輸出以太坊2.0狀態根的另一個優勢,是以太坊1.0有穩固的機制可以實現它,以及同時擁有以太坊2.0的高擴展性及數據可用性,可以做一些有趣的應用,像是ZKRollup和OptimisticRollup。

雙向橋接的優點

如果你在交易所中,列出以太坊1.0以太幣和以太坊2.0以太幣,它們的價格應該一樣。如果不一樣,你可以用較低的價格買一個以太幣,把他發送到橋上,然后以較高的價格獲得另一種以太幣,并把它出售。這種套利會使它們的價格保持不變,這樣會讓用戶,驗證者和開發人員感到困惑,雙向橋接可以防止兩邊的貨幣借由套利的形式,來互相轉換。

雙向橋接的交易

但是還是有一些權衡在這里,盡管對以太坊2.0的設計非常有信心,團隊還是希望在影響到以太坊1.0的安全性和風險狀況之前,先在生產環境中得到驗證。

雙向橋接是一種緊密耦合的共識機制,對于兩邊鏈的攻擊及產生的問題,都會影響到另一邊的鏈,協定的開發勢必會非常煩瑣,我們需要考慮到每個協定的安全性,如果我們越早開發協議,那么我們實際上的進度就越少,當每個障礙隨著時間發展,它們就會相互阻礙,這讓以太坊1.0在這一點上的開發速度比以太坊2.0慢得多,因為實際用戶群存在很多擔憂,并且需要大量的協調,才能在我們的生產網絡上獲得硬分叉。

所以,如果我們越早將這些東西連在一起,就可能會減慢以太坊2.0的開發和分叉周期,并且這增加了一些額外的開銷,換句話說,驗證我們可以鏈接客戶端的開銷是相對的。

目前的想法

我們應該會在加入驗證者流動性之前啟用橋梁,但是會等到第一階段的產品穩定之后再開放;同樣的,有很多相關的研究都在同時進行,這可能會影響到,何時完成這個操作。

名詞解釋:

EIP:EIP是以太坊平臺的標準,其內容包含了核心協議的規范,客戶端API以及合約標準。

epoch:在以太坊2.0中,epoch指的是時長6.4分鐘的時間單位,每個epoch包含32個slots。

Slot:每個時段為12秒,不一定每個時段都能產生區塊,而epoch中最后一個slot稱為邊界時段,或稱為檢查點?。

Solidity:Solidity是一種合約導向的語言,主要用來開發智能合約。

Consensus:共識機制是區塊鏈為了在各節點間達成共識,所開發的演算法。

Validator驗證者:驗證區塊的節點,由信標鏈在每個時段為每個片隨機產生。

Gas:交易所需的費用,當Gas消耗完時,智能合約會終止并進行Rollback。

EVM:EVM中文為以太坊虛擬機,是一種輕量級的虛擬機環境,Eth1.0中智能合約的運行環境為EVM。

Dapp:在以太坊中,基于智能合約的應用都稱為去中心化的應用程序,即Dapp。

ether:以太坊的貨幣名稱。

Finality:「敲定性」是Casper中的概念,是一種透過驗證者投票,在鏈上產生不可回朔的檢查點的機制。

Libra:臉書提出的加密貨幣,預計于2020年發行。

MerkleTree:?MerkleTree由計算機科學家RalphMerkle所提出,中譯為默克爾樹,因為是由哈希函數形成的樹。

參考:?

EthereumImprovementProposals

參考:?Two-waybridgesbetweeneth1andeth2

參考:?Ethereum2.0Phases

參考:?ethfans

參考:?eth2quickupdate

感謝DannyRyan、ChihChengLiang、JuinChiu、Hsiao-WeiWang、YahsinHuang、和JerryHo。

原文鏈接:?https://medium.com/taipei-ethereum-meetup/eth2-0-roadmap-70e1c23f139f作者:?FrankLee

本文首發于TaipeiEthereumMeetup的Medium站,EthFans經授權轉載,為符合大陸讀者的習慣,進行了簡繁轉換并將部分術語改為習慣用法。

Tags:以太坊區塊鏈ETH比特幣以太坊最新價格行情分析美元區塊鏈幣在中國合法嗎ethw幣未來前景最新比特幣和BNB什么關系

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