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深入解读以太坊2.0

标题:深度解读以太坊 2.0

概览概览Buterin 在布拉格以太坊开发者大会上表示,以太坊2.0 即将推出,可以将以太坊网络处理交易的能力提高千倍。本次ETH 2.0更新并不是对现有网络的升级,而是对以太坊共识系统的彻底创新,对网络底层协议进行了更大的改变。特别是,本次ETH 2.0将首次使用共识协议Casper和分片技术。该实施将促进区块链扩容技术的发展并不断达到商业标准。这篇报告将详细解释什么是以太坊2.0以及更新了什么,以及为什么要关注它?

报告报告什么是ETH 2.0?以太坊2.0并不是对现有以太坊网络的升级,而是彻底的修改和重新设计。而整个更新计划将持续多年,直至完成最终的规划目标。

与当前的以太坊网络相比,ETH 2.0 有以下主要变化: 共识机制从PoW 转移到PoS。这将是备受期待的创新PoS 共识Casper FFG 算法的首次实现。

在PoW共识机制下,以太坊只有一条最长的链作为主链,而以太坊2.0网络则有一条信标链和1024条分片链来实现扩容。这些不同的分片链可以相互通信,并由主链信标链统一控制和验证。

ETH 2.0链上的数字资产是BETH,原来的ETH在新主链上将无法使用。 ETH持有者只能按照方法1:1通过销毁的方式将ETH换成BETH。原来的ETH将被销毁,产生新的BETH。这种交换机制是由以太坊1.0上的智能合约完成的,并由ETH 2.0信标链监控。

质押将是ETH 2.0 的一大特色,即用户可以通过质押32 BETH 成为ETH 2.0 信标链的验证者。

ETH 2.0 的设计目标根据以太坊2.0 白皮书,其设计目标如下: 为了最小化复杂性,甚至不惜以一些效率损失为代价。

简单性:尽量减少复杂性,即使这会导致效率损失。

在主要网络分区和大部分节点离线时保持活动状态。

弹性:主网络分区后,当大部分节点离线时,整个系统仍然可以运行。

选择所有组件,使其要么是量子安全的,要么可以在可用时轻松更换为量子安全对应组件。

耐用性:选择抗量子或可更换的组件,直到抗量子组件可用。

利用加密和设计技术,允许验证者在总体和单位时间内大量参与。

安全性:通过密码学和设计技术,增加验证者总数和单位时间的参与者数量。

允许具有O(C) 资源的典型消费类笔记本电脑处理/验证O(1) 分片(包括任何系统级验证,例如信标链)

去中心化:允许具有高达O(C) 处理能力的消费类笔记本电脑处理/验证O(1) 个分片(可能是系统上的任何验证层,例如信标链)。

ETH 2.0路线图以太坊2.0分为7个阶段,其中第0阶段预计于2020年初发布。

阶段0: 无分片的PoS 信标链

第1: 阶段无EVM 的基本分片

Phase 2: EVM状态转换函数

阶段3: 轻客户端状态协议

阶段4: 跨分片交易: 请参阅此处以及更多内容

阶段5: 与主链安全性的紧密耦合: 这里以及更多

阶段6: 超二次或指数分片

即将到来的Phase 0阶段的主要特点。 Phase 0的核心是没有分片和EVM的信标链。 ETH 2.0的Phase 0阶段主要是发布“信标链”。信标链将成为ETH 2.0生态系统的中心,成为所有ETH 2.0生态系统的中心。其他分片链的安全和验证中心。

一旦部署,信标链将使用Casper FFG 算法运行PoS 共识机制。信标链的早期迭代设计得尽可能简单,因此阶段0 将不会有虚拟机EVM,不会支持智能合约、账户和资产转移,并且不会包含任何分片。

信标链上的BETH 无法进行链上转账,这意味着用户无法将其存入交易所。

BETH 新的以太币将作为信标链上的Token。信标链上的数字资产是BETH。目前以太坊主链上的数字资产ETH将不会在ETH 2.0链上使用。生成BETH的方式主要有两种:

1)通过Stake,成为验证人并获得BETH奖励;

2)原链上的ETH进入销毁智能合约,按照1:1兑换成新的BETH,原链上的ETH将被销毁。

质押验证器模式将启用。用户可以通过在信标链上质押32 BETH 来成为以太坊2.0 网络上的验证者。

在阶段0,验证者将只能验证信标链上的交易,因为在这个阶段,1024条分片链还没有出现。

从第一阶段开始,以太坊的分片功能将被实现。验证者可以同时确认1024条分片链上的交易信息。

信标链和各分片链将使用新的PoS 共识算法Casper FFG 来确定最终区块。 Casper FFG 是一种权益证明算法,可以惩罚恶意行为(如停链、分叉),例如没收恶意行为发起者的数字资产Stake。

验证者机制分片的目的是在节点之间分割状态信息,而不要求任何节点拥有网络的完整情况。因此,没有验证者可以验证所有分片。相反,信标链将协调分片的验证。每个纪元(64 个区块或6.4 分钟),信标链都会对验证器进行洗牌并将其分配给一个分片。分配给分片的验证者组称为委员会。该委员会由128 名成员组成。

在第0 阶段,这意味着每6 分钟信标链将重新洗牌并选出负责接下来6 分钟的委员会。

在第一阶段,信标链将为1024 个分片中的每个分片指定一个验证者委员会。这个方法看上去很清楚,但是实现起来却非常复杂。它涉及多阶段随机数生成以及可验证的延迟函数,以进一步阻止操纵委员会选择的企图。

由于委员会的工作如此重要,ETH 2.0 会随机选择委员会,并且会不定期地轮换委员会。该委员会负责确保其所在分片的安全性、活跃性和完整性,并负责验证信标链上分片的状态。

它们是信标链获得分片状态的唯一方式,反之亦然。从验证者池中随机选择组成委员会的验证者可以最大限度地减少整个委员会撒谎的可能性。不时轮换委员会可以减轻恶意委员会造成的损害。

因此,恶意验证者和试图最大化自身利益的验证者很难利用委员会选举作为攻击网络的工具。事实上,即使他们偶然获得了分片委员会的控制权,他们的控制权也不会超过64个区块。

结论如果以太坊2.0升级成功,将极大促进区块链技术的整体发展,特别是解决当前最困难的公链扩容问题。但也必须认识到,以太坊2.0更新的整体跨度较长,技术创新难度大、难度大。能否达到稳定、安全的新一代底层公链的目标,还存在很大的不确定性。

(作者:标准共识,内容来自链得得内容开放平台“得得好”;本文仅代表作者观点,不代表链得得官方立场)

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