Chính xác thì beacon chain của Ethereum 2.0 trông như thế nào?

Tiêu đề gốc: "Chuyên sâu丨 Chuỗi đèn hiệu của Ethereum 2.0 trông như thế nào?" 》

Tác giả gốc: ConsenSys 

Mọi thứ bạn cần biết về phân đoạn, trình xác thực đặt cược, chứng thực, ủy ban, điểm kiểm tra và quyết định cuối cùng.

Bạn có nhớ niềm vui mà bạn cảm thấy khi lần đầu tiên nhìn thoáng qua những bí ẩn của chuỗi khối không? Bạn có mong muốn có được sự hiểu biết tương tự về chuỗi đèn hiệu không? Chuỗi đèn hiệu của Ethereum là cốt lõi của hệ thống Ethereum, nhưng hầu hết nội dung về hệ thống quá kỹ thuật, cụ thể hoặc không đủ chuyên sâu.

Tại đây, bạn có thể hiểu đầy đủ các yếu tố và cơ chế hoạt động của beacon chain. Các ví dụ được sử dụng trên các chi tiết chính để giúp bạn hiểu rõ hơn và tiết kiệm thời gian. Chúng tôi giả sử bạn có kiến thức cơ bản vững chắc về Ethereum hoặc Bitcoin và một số hiểu biết về Proof-of-Stake (PoS). Chúng ta hãy xem xét sâu hơn về các phân đoạn, trình xác nhận đặt cược, chứng thực, ủy ban, điểm kiểm tra và tính hữu hạn.

Sharding: bản thiết kế lớn 

Trước khi hiểu về beacon chain, việc giới thiệu sharding sẽ rất hữu ích. Vấn đề chính hiện nay mà các chuỗi công khai bao gồm Ethereum phải đối mặt về khả năng mở rộng là mọi nút đều phải xác minh và thực hiện tất cả các giao dịch. Trong khoa học máy tính, có hai phương pháp chia tỷ lệ chính: Chia tỷ lệ theo chiều dọc: làm cho một nút ngày càng mạnh hơn. Mở rộng theo chiều ngang: thêm nhiều nút hơn. Để đạt được sự phân cấp, blockchain cần phải mở rộng quy mô theo chiều ngang. Một trong những mục tiêu của Ethereum 2.0 (còn được gọi là eth2 hoặc Serenity) là có các nút chạy trên phần cứng cấp độ người tiêu dùng. Sharding là một phương pháp mở rộng cơ sở dữ liệu theo chiều ngang. Thông thường, chuỗi phân đoạn có một tập hợp con các nút xử lý nó. Trình xác thực được chỉ định cho các chuỗi phân đoạn khác nhau và chỉ xử lý cũng như xác minh các giao dịch trong chuỗi phân đoạn đó.

Tập hợp con của các nút trên phân đoạn Ethereum là động và được xử lý theo từng khối.

Thách thức chính trong việc triển khai cơ chế sharding trong blockchain là làm thế nào để đảm bảo tính bảo mật của sharding. Vì trình xác thực nằm rải rác trong các phân đoạn khác nhau nên một số nút có thể kiểm soát một cách độc hại một phân đoạn nhất định. Chìa khóa của giải pháp là:

Xáo trộn trình xác thực, tức là mỗi khối phân đoạn có một ủy ban xác thực được chọn ngẫu nhiên, đảm bảo rằng nếu kẻ tấn công kiểm soát ít hơn ba phần ba tổng số trình xác thực. Đối với một khối, tấn công một mảnh vỡ là không thể về mặt toán học.

Bằng chứng gian lận, bằng chứng lưu giữ và kiểm tra tính khả dụng của dữ liệu cũng là những thành phần bảo mật quan trọng. Kế hoạch hiện tại cho eth2 là sử dụng 64 phân đoạn. Mặc dù sharding và beacon chain hoạt động độc lập nhưng chúng tôi vẫn sẽ giải thích các phần chính của toàn bộ hệ thống.

Sharding đã tiết lộ vai trò và sự cần thiết của chuỗi đèn hiệu Ethereum. Chúng tôi cũng hiểu tại sao nên thêm các yếu tố mới vào chuỗi khối truyền thống. Lĩnh vực chuỗi công cộng phân đoạn mới nổi luôn chào đón sự đổi mới từ các nhà phát triển đầy cảm hứng.

Giai đoạn Ethereum 2.0 

Tóm lại, Ethereum 2.0 được chia thành ba giai đoạn:

Giai đoạn 0 - Chuỗi báo hiệu

Giai đoạn 1 - Phân chia

Thực thi giai đoạn 2

Tương tự với một dàn nhạc:

Giai đoạn 0-Dây dẫn

Dụng cụ pha 1

Nhạc sĩ giai đoạn 2

Tất cả các giai đoạn đều là những phần quan trọng của hệ thống và có các Tính năng khác nhau. Giai đoạn 0 là một phần trong kế hoạch năm 2020 của Ethereum. Giai đoạn 1 nhìn chung tĩnh hơn các giai đoạn khác. Giai đoạn 2 nói chung là về thực thi và đại lý.

Các vị trí và kỷ nguyên 

Beacon Chain là trái tim của Ethereum 2.0. Nó đặt ra tốc độ cho sự hài hòa và đồng thuận trong hệ thống. Mỗi khe thời gian là 12 giây và một chu kỳ là 32 khe thời gian: 6,4 phút.

Khe cắm là cơ hội để thêm khối vào chuỗi đèn hiệu và phân đoạn. Như bạn có thể tưởng tượng, chuỗi beacon và chuỗi phân đoạn được sắp xếp theo tốc độ. Khi hệ thống hoạt động tối ưu, một khối đèn hiệu (chuỗi) và 64 khối phân đoạn sẽ được thêm vào sau mỗi 12 giây. Trình xác thực cần được đồng bộ hóa với thời gian này. Các vị trí tương tự như thời gian sản xuất khối, nhưng các vị trí có thể trống. Khối gốc của cả chuỗi đèn hiệu và phân đoạn được tạo ở vị trí 0. Sharding sẽ bắt đầu hoạt động trong kỷ nguyên tiếp theo của chuỗi beacon 0 (Epoch0), nhưng cả chuỗi phân đoạn và chuỗi beacon đều có kỷ nguyên 0 (Epoch0) riêng và chứa khối gốc của chúng.

Trình xác thực, Chứng thực và Chuỗi báo hiệu

Trong khi Bằng chứng Công việc (PoW) được liên kết với các công cụ khai thác, trong Ethereum 2.0, trình xác thực là "công cụ khai thác ảo" Proof of Stake. Người xác nhận tích cực tham gia vào sự đồng thuận của giao thức Ethereum 2.0. Cơ chế khuyến khích của họ sẽ được thảo luận sau trong hệ thống khen thưởng và trừng phạt của người xác nhận chuỗi beacon.

Người đề xuất khối là người xác thực được chọn ngẫu nhiên để tạo khối. Trong hầu hết các trường hợp, người xác thực là người chứng thực bỏ phiếu cho các khối phân đoạn khối báo hiệu. Những phiếu bầu này được ghi lại trong chuỗi đèn hiệu. Việc bỏ phiếu xác định chuỗi đèn hiệu và đầu phân đoạn.

Trong mỗi khoảng thời gian (kỷ nguyên), trình xác thực được gán ngẫu nhiên vào một khe thời gian (khe) và phân đoạn. Trình xác nhận này tham gia vào sự đồng thuận của phân đoạn mà anh ta được chỉ định để có thể bỏ phiếu về tiêu đề phân đoạn cho phân đoạn đó. Sau đó, trình xác thực sẽ ghép nối tiêu đề phân đoạn và khối đèn hiệu trên vị trí đó.

Chứng thực là phiếu bầu của người xác thực, được tính theo số dư của người xác thực. Ngoài các khối, bằng chứng cũng được phát trong hệ thống bởi người xác thực.

Những người xác thực cũng sẽ giám sát lẫn nhau và khen thưởng những người xác thực đã báo cáo những người xác nhận khác về các phiếu bầu trái ngược nhau hoặc đề xuất nhiều khối.

Nội dung của chuỗi beacon chủ yếu là địa chỉ của trình xác thực, từng trạng thái của trình xác thực, bằng chứng và liên kết đến các phân đoạn. Trình xác thực được kích hoạt bởi chuỗi báo hiệu và có thể chuyển đổi trạng thái, trạng thái này sẽ được mô tả ngắn gọn sau trong vòng đời và kích hoạt xác minh chuỗi báo hiệu.

Trình xác thực đặt cược: Ngữ nghĩa 

Trình xác thực là ảo và được kích hoạt bởi người đặt cược. Trong PoW, người dùng mua phần cứng để trở thành thợ đào. Trong Ethereum 2.0, người dùng đặt cược ETH để kích hoạt với tư cách là người xác thực. Chúng tôi có thể kết nối người đặt cược với cổ phần và người xác nhận với số dư. Mỗi trình xác nhận có số dư tối đa là 32 ETH. Tuy nhiên, người đặt cược có thể đặt cược tất cả ETH của họ. Với mỗi 32 ETH đặt cược, trình xác thực sẽ được kích hoạt.

Trình xác thực chạy qua các ứng dụng khách của trình xác thực bằng cách sử dụng các nút đèn hiệu (chuỗi). Nút báo hiệu có chức năng theo dõi và đọc chuỗi báo hiệu. Máy khách xác thực có thể triển khai chức năng nút báo hiệu và cũng có thể gọi nút báo hiệu. Máy khách trình xác thực có thể thực thi một hoặc nhiều trình xác thực.

Liên kết chéo: Kết nối các phân đoạn với chuỗi đèn hiệu 

Liên kết chéo kết nối chuỗi beacon và chuỗi phân đoạn. Trong một liên kết chéo, chuỗi đèn hiệu đi theo phần đầu của chuỗi phân đoạn. Vì có 64 phân đoạn nên mỗi khối báo hiệu có thể chứa tới 64 liên kết chéo. Một khối báo hiệu có thể chỉ có một liên kết chéo (nếu không có người xác thực nào đề xuất một khối cho 63 phân đoạn khác trong khe đó). eth2 Giai đoạn 1 có kế hoạch liên kết chéo, kết nối chuỗi phân đoạn với chuỗi báo hiệu, làm cơ sở cho việc lựa chọn phân đoạn, tính hữu hạn của chuỗi phân đoạn và giao tiếp giữa các phân đoạn. Tất cả các chuỗi phân đoạn luôn tuân theo chuỗi đèn hiệu.

Ủy ban: Giới thiệu 

Ủy ban là một nhóm những người xác nhận. Vì lý do bảo mật, ủy ban có ít nhất 128 người xác thực trên mỗi vị trí (trong chuỗi đèn hiệu và trên mỗi phân đoạn). Khả năng kẻ tấn công độc hại kiểm soát 2/3 ủy ban là chưa đến một phần nghìn tỷ. Khái niệm về chuỗi đèn hiệu Ethereum xuất phát từ khái niệm đèn hiệu ngẫu nhiên - khái niệm phân phối số ngẫu nhiên cho công chúng. Chuỗi đèn hiệu đạt được sự đồng thuận trong một quy trình ngẫu nhiên (RANDAO).

Quy trình ngẫu nhiên RANDAO chọn người đóng gói khối (Người đề xuất) dựa trên trọng số của số dư của người xác thực. Người xác nhận có thể là người đề xuất và thành viên ủy ban trong cùng một vị trí, nhưng đây không phải là tiêu chuẩn. Xác suất để điều này xảy ra là 1/32, nên có thể chúng ta sẽ thấy nó một lần trong mỗi kỷ nguyên. Có ít hơn 8192 người xác nhận trong tình huống trên, nếu không, mỗi vị trí sẽ có ít nhất hai ủy ban.

Phần giải thích này về chuỗi đèn hiệu Chủ yếu về Ủy ban Chuỗi Beacon: những người xác thực phục vụ Chuỗi Beacon. Một ủy ban (đèn hiệu) được chỉ định ngẫu nhiên một phân đoạn để liên kết chéo với khối báo hiệu. Không có ủy ban cố định. Ủy ban chịu trách nhiệm liên kết chéo một khối sẽ thay đổi theo từng khối. Các ủy ban chuỗi phân đoạn riêng biệt xây dựng các khối blockchain sẽ được để lại để thảo luận trong tương lai. Nhiều khối phân đoạn có thể được xây dựng bởi các trình xác thực chuỗi phân đoạn không tương tác với chuỗi báo hiệu. Tuy nhiên, để một phân đoạn có thể giao tiếp với các phân đoạn khác, cần có một ủy ban chuỗi báo hiệu để liên kết chéo nó với khối báo hiệu. .

Hình này mô tả những gì xảy ra trong ba vị trí.

Ở vị trí 1, một khối được đề xuất và sau đó được xác minh bởi hai người xác thực, trong khi một người xác nhận trong ủy ban A ngoại tuyến. Việc xác thực và chặn vị trí 1 lan truyền qua mạng và tiếp cận nhiều trình xác thực.

Trong slot2, một khối đã được đề xuất và người xác nhận trong Ủy ban B không nhìn thấy nó, vì vậy nó đã chứng minh rằng đầu chuỗi beacon là khối của slot1. Lưu ý rằng trình xác thực này khác với trình xác thực ngoại tuyến ở vị trí 1. Những người xác thực chứng nhận tiêu đề chuỗi beacon được gọi là phiếu bầu LMD GHOST.

Trong Slot3, tất cả người xác nhận trong ủy ban C đều chạy quy tắc lựa chọn nhánh LMD GHOST và xác thực độc lập cùng một tiêu đề.

Người xác thực chỉ có thể tham gia một ủy ban cho mỗi kỷ nguyên. Thông thường, có hơn 8.192 người xác nhận: nghĩa là có nhiều ủy ban cho mỗi vị trí. Tất cả các ủy ban đều có quy mô như nhau và có ít nhất 128 người xác nhận. Khi có ít hơn 4.096 người xác nhận, xác suất bảo mật sẽ giảm do ủy ban có ít hơn 128 người xác nhận.

Ủy ban: Key 

Trong mỗi kỷ nguyên, trình xác nhận được chia đều thành các vị trí riêng lẻ và sau đó chia nhỏ thành các ủy ban có quy mô phù hợp. Tất cả các trình xác thực từ vị trí này đều xác thực tiêu đề chuỗi báo hiệu. Mỗi ủy ban trong vị trí đó cố gắng kết nối chéo một phân đoạn cụ thể. Thuật toán xáo trộn tăng hoặc giảm tỷ lệ số lượng ủy ban trên mỗi vị trí để mỗi ủy ban có ít nhất 128 người xác nhận.

Ví dụ: giả sử có 16384 trình xác thực, trong đó 512 trình xác thực được gán ngẫu nhiên cho vị trí 1, 512 trình xác thực còn lại được gán cho vị trí 2, v.v. 512 người xác nhận ở vị trí 1 được chia thành 4 ủy ban và được chỉ định ngẫu nhiên cho các phân đoạn. Giả sử rằng các mảnh 33, 55, 22 và 11 là các mảnh được gán cho bốn ủy ban này. Tất cả 512 người xác thực phải bắt đầu bỏ phiếu LMD GHOST ở vị trí 1; 128 người xác thực từ một ủy ban đang cố gắng liên kết chéo với phân đoạn 33; 128 người xác thực từ một ủy ban khác đang cố gắng liên kết chéo với phân đoạn 55; Hai ủy ban còn lại cố gắng liên kết chéo với phân đoạn 55. liên kết với phân đoạn 22 và phân đoạn 11. Ở ô 2, quá trình này được lặp lại, với 512 người xác thực lại được chia thành 4 ủy ban và được chỉ định ngẫu nhiên cho các phân đoạn. Giả sử chúng được gán cho các phân đoạn 41, 20, 17, 15. Tất cả 512 người xác nhận phải bỏ phiếu cho người đứng đầu chuỗi beacon ở vị trí 2; đồng thời, các ủy ban này cũng cố gắng liên kết chéo với các phân đoạn 41, 20, 17 và 15. Quá trình này sẽ được lặp đi lặp lại ở các ô còn lại của kỷ nguyên. Mỗi người xác thực có thể bỏ phiếu, chứng minh và liên kết chéo trong vị trí riêng của mình. Sau khi kỷ nguyên kết thúc, tất cả 16.384 người xác nhận đã bỏ phiếu và được liên kết chéo với các phân đoạn.

Nhưng cho đến nay, người xác nhận đã có phiếu bầu dành riêng cho từng vị trí thay vì dành riêng cho thời đại. Nó giống như bỏ phiếu cho chính quyền địa phương hơn là bỏ phiếu trong các cuộc bầu cử quốc gia rộng lớn hơn. Tất cả những người xác nhận không bỏ phiếu cho cùng một điều. Phần tiếp theo về các điểm kiểm tra và tính hữu hạn mô tả các phiếu bầu dành riêng cho từng thời điểm do người xác thực đưa ra. Vào khoảng thời gian được chỉ định, tất cả 16.384 người xác nhận cũng sẽ bỏ phiếu cho điểm kiểm tra của kỷ nguyên.

Điểm kiểm tra chuỗi đèn hiệu

Điểm kiểm tra là các khu vực nằm ở ô đầu tiên của mảnh kỷ nguyên. Nếu không có khối nào được tạo trong khe này thì khối gần đây nhất trước đó là điểm kiểm tra. Mỗi kỷ nguyên sẽ có một khối điểm kiểm tra; một khối có thể là điểm kiểm tra cho nhiều kỷ nguyên cùng một lúc. Cần lưu ý rằng các ô từ 65 đến 128 đều trống. Điểm kiểm tra của Epoch2 ban đầu phải được đặt ở vị trí 128. Nhưng do mất slot nên checkpoint của epoch 2 vẫn là block được tạo ở slot 64. Điều tương tự cũng áp dụng cho Epoch 3, slot 192 bị bỏ trống nên checkpoint của epoch 3 là khối được tạo ở slot 180. Khối ranh giới Epoch là một thuật ngữ được sử dụng trong một số tài liệu (chẳng hạn như bài báo Gasper, cũng là nguồn của hình trên) và có thể được coi là từ đồng nghĩa với điểm kiểm tra. Khi bắt đầu bỏ phiếu LMD GHOST, người xác minh cũng phải bỏ phiếu cho điểm kiểm tra của kỷ nguyên mới nhất. Điểm kiểm tra mới mà người bỏ phiếu hy vọng thiết lập được gọi là "điểm kiểm tra mục tiêu". Kiểu bỏ phiếu này được gọi là bỏ phiếu Casper FFG và cuộc bỏ phiếu cũng sẽ bao gồm điểm kiểm tra cuối cùng được cử tri xác định, được gọi là "điểm kiểm tra nguồn" (nguồn). Trong hình trên, người xác nhận trong epoch1 bỏ phiếu để chọn khối gốc làm điểm kiểm tra nguồn, sau đó đề xuất khối được tạo ở slot64 làm điểm kiểm tra đích. Trong epoch2, cùng một người xác nhận lại bỏ phiếu cho cùng một điểm kiểm tra. Chỉ người xác thực được chỉ định cho một vị trí nhất định mới cần bỏ phiếu cho khối của vị trí đó. Tuy nhiên, tất cả người xác nhận phải bắt đầu một điểm kiểm tra cho mỗi kỷ nguyên. FFG Vote.

Siêu đa số 

Nội dung bỏ phiếu được hỗ trợ bởi 2/3 tổng số dư của tất cả những người xác thực đang hoạt động là đa số. Ví dụ: giả sử có ba trình xác thực đang hoạt động: hai trình xác thực có số dư 8 ETH và một trình xác thực có số dư 32 ETH, phiếu bầu đa số tuyệt đối phải bao gồm phiếu bầu của trình xác thực có 32 ETH: mặc dù hai trình xác thực còn lại ' Số phiếu bầu có thể khác với người xác nhận đó, nhưng họ không có đủ số dư để tạo thành đa số tuyệt đối.

Tính cuối cùng

Sau khi một kỷ nguyên kết thúc, nếu điểm kiểm tra của nó nhận được 2/3 số phiếu bầu trong số dư, tức là nó chiếm đa số tuyệt đối, thì điểm kiểm tra đó là hợp lý. . Nếu điểm kiểm tra B đã được chứng minh và điểm kiểm tra ở kỷ nguyên tiếp theo cũng đã được chứng minh thì B được hoàn thiện. Thông thường, một điểm kiểm tra được hoàn thành trong vòng hai kỷ nguyên, tức là 12,8 phút.

Trung bình, giao dịch của người dùng luôn diễn ra ở giữa một kỷ nguyên, do đó vẫn còn nửa kỷ nguyên trước điểm kiểm tra tiếp theo. Do đó, một giao dịch có thể nhận được kết quả cuối cùng sau 2,5 kỷ nguyên (16 phút). Lý tưởng nhất là hơn 2/3 số bằng chứng sẽ được đóng gói trong 22 vị trí đầu tiên của một kỳ. Do đó, thời gian xác nhận giao dịch trung bình là 14 phút (16 + 32 + 22 slot). Xác nhận khối đi từ chứng nhận khối, đến được chứng nhận, đến quyết định cuối cùng. Người dùng có thể chọn chờ giao dịch được hoàn tất hay mức độ bảo mật thấp hơn là đủ đối với họ.

Điều gì đã xảy ra với tiêu đề chuỗi đèn hiệu?  

Một Khối ranh giới Epoch (EBB) được đề xuất tại slot96 và chứa bằng chứng về điểm kiểm tra trong epoch2. Cuộc bỏ phiếu chứng thực cho điểm kiểm tra Epoch 2 hiện đã đạt đa số 2/3, điều đó có nghĩa là điểm kiểm tra kỷ nguyên 2 đã được chứng thực và do đó điểm kiểm tra kỷ nguyên 1 đã được hoàn tất. Tính hữu hạn của slot32 đảm bảo tính hữu hạn của tất cả các khối trước đó. Khi điểm kiểm tra được hoàn tất, không có giới hạn về số lượng khối có thể được hoàn tất. Mặc dù tính hữu hạn chỉ xảy ra ở ranh giới thời gian, nhưng các chứng thực được tích lũy theo từng khối. "Điều gì xảy ra từ khối gốc đến tiêu đề blockchain" bên dưới cung cấp một mô tả thay thế. Tất cả các liên kết chéo có trong khối báo hiệu từ khe 1 đến khe 32 sẽ dẫn đến việc xác định chuỗi phân đoạn. Nói cách khác, khối phân đoạn đạt được tính hữu hạn khi nó được liên kết chéo thành khối báo hiệu hoàn chỉnh. Bản thân liên kết chéo không đủ để xác định khối phân đoạn, nhưng nó giúp ích trong việc lựa chọn nhánh của chuỗi phân đoạn.

Điều gì xảy ra từ khối gốc đến tiêu đề chuỗi khối 

Sử dụng cùng một phương pháp, chúng ta có thể bắt đầu từ khu vực tạo Block phát hiện ra một dòng câu chuyện. Tất cả những người đề xuất từ vị trí 1 đến vị trí 63 đều đề xuất một khối và các khối này sẽ được thêm vào chuỗi. Đối với mỗi khối trong Epoch1, điểm kiểm tra của nó (khối ở Khe 32) đã tích lũy được 55% chứng thực của người xác thực. Trình xác thực đề xuất khối slot64 và cũng bao gồm chứng nhận điểm kiểm tra Epoch 1. Giờ đây, 70% người xác thực đã xác thực điểm kiểm tra Epoch 1: điều này dẫn đến việc nó đã được chứng nhận. Bằng chứng tại điểm kiểm tra epoch2 (khe64) không đạt được đa số tuyệt đối là 2/3. Khi người xác nhận đề xuất khối ở vị trí 96, nó cũng bắt đầu bỏ phiếu cho điểm kiểm tra ở kỷ nguyên 2. Do đó, tại thời điểm này, phiếu bầu cho điểm kiểm tra kỷ nguyên 2 đã đạt yêu cầu đa số 2/3, điều này đã được chứng minh. Khi điểm kiểm tra Epoch 2 được chứng minh, điểm kiểm tra Epoch 1 và tất cả các khối trước đó sẽ được hoàn thiện.

Có một khả năng khác, chúng tôi chỉ epoch1 được xem xét. Trạm kiểm soát kỷ nguyên 1 có thể đã nhận được đa số phiếu bầu trước đề xuất kỷ nguyên 2. Ví dụ: khi đề xuất khối vị trí 32 và vị trí 54, phiếu bầu bằng chứng cho điểm kiểm tra vị trí 32 có thể đã đạt được yêu cầu đa số. Vì vậy, trong trường hợp này, điểm kiểm tra có thể đã được chứng minh trước kỷ nguyên 2. Cuối cùng, một điểm kiểm tra có thể được chứng minh trong kỷ nguyên hiện tại của nó, nhưng sẽ không được hoàn thiện cho đến ít nhất một kỷ nguyên sau đó. Đôi khi, một khối được chứng thực có nghĩa là các khối hai hoặc thậm chí nhiều kỷ nguyên trước đó đã được hoàn thiện. Bài viết của Gasper thảo luận về một số tình huống trong đó điều này chỉ xảy ra nếu mạng có độ trễ cao, bị cô lập hoặc đang bị tấn công mạnh mẽ. Đối với người dùng trên các phân đoạn và khối Ethereum, tính hữu hạn là rất quan trọng, nó đảm bảo tính bảo mật cho các giao dịch của người dùng và giảm độ phức tạp của giao tiếp giữa các phân đoạn. Nếu không có tính hữu hạn, việc khôi phục giao dịch trong và giữa các phân đoạn có thể gây gián đoạn và thậm chí vô hiệu hóa lợi ích của phân đoạn.

Chứng thực: nghiên cứu cẩn thận 

Bằng chứng bao gồm một phiếu bầu LMD GHOST và một phiếu bầu FFG. Lý tưởng nhất là tất cả những người xác nhận đều gửi bằng chứng ở mỗi thời điểm. Mỗi bằng chứng có cơ hội 32 vị trí được đóng gói vào chuỗi, điều đó có nghĩa là trong một kỷ nguyên duy nhất, trình xác thực có thể có hai chứng chỉ được đóng gói vào chuỗi. Nếu người xác thực gửi bằng chứng vào vị trí được chỉ định và bằng chứng được đóng gói và tải lên chuỗi thì phần thưởng mà người xác nhận nhận được là giá trị tối đa; phần thưởng nhận được từ việc đóng gói và tải lên chuỗi tiếp theo sẽ tiếp tục giảm. Để cho người xác nhận có thời gian chuẩn bị, họ được chỉ định vào ủy ban trước một kỷ nguyên. Khi kỷ nguyên bắt đầu, những người đề xuất chỉ được chỉ định vào các vị trí. Tuy nhiên, các cuộc bầu cử lãnh đạo bí mật được thiết kế để giảm nguy cơ tấn công và hối lộ những người đề xuất. Ủy ban tối ưu hóa công nghệ chữ ký chung và tổng hợp chữ ký của từng người chứng minh thành một chữ ký duy nhất. Khi những người xác thực trong cùng một ủy ban bỏ cùng phiếu bầu LMD GHOST và FFG, chữ ký của họ có thể được tổng hợp.

Cơ chế khen thưởng và trừng phạt của trình xác thực chuỗi Beacon

Phần thưởng cho người chứng thực

Hình phạt của người chứng thực

Rủi ro nhược điểm dành riêng cho người đặt cược (rủi ro nhược điểm điển hình đối với người đặt cược)

Phần thưởng chém giết và tố giác

Phần thưởng cho người đề xuất

Hình phạt không hoạt động

Khi người xác thực đưa ra chứng nhận mà phần lớn những người xác thực khác đồng ý (phiếu bầu của LMD GHOST và FFG), họ sẽ được khen thưởng. Trong giai đoạn đầu tiên của eth2, người xác thực cũng sẽ được thưởng khi liên kết chéo. Khi khối được hoàn thiện, phần thưởng cũng được xác định. Mặt khác, người xác thực cũng bị phạt nếu họ không gửi bằng chứng hoặc bỏ phiếu cho một khối mà cuối cùng không thể hoàn thành. Trước khi mô tả hệ thống khen thưởng và trừng phạt tương đối phổ biến, bạn có thể muốn biết những rủi ro bất lợi khi trở thành người đặt cược.

Là người đặt cọc, rủi ro và phần thưởng khi mất ETH cùng tồn tại. Nếu người xác nhận kiếm được 10% trong suốt một năm, thì người xác nhận (trung thực) có thể bị lỗ 10% do làm việc tồi. Ví dụ: nếu người xác nhận luôn ngoại tuyến hoặc các khối mà anh ta bỏ phiếu không bao giờ được hoàn tất, anh ta sẽ bị trừng phạt và số tiền phạt bằng với số phần thưởng mà người xác nhận nhận được khi bỏ phiếu các khối hợp lệ. Cường độ Chém dao động từ 0,5 ETH đến toàn bộ vốn chủ sở hữu của người xác nhận. Trình xác thực bị chém sẽ mất ít nhất 1/32 số dư và bị ngừng hoạt động. Hình phạt giống như thể trình xác thực đã ngoại tuyến trong 8192 kỷ nguyên. Giao thức cũng áp dụng một hình phạt bổ sung dựa trên số lượng trình xác thực bị cắt giảm trong một khoảng thời gian tương tự.

Công thức tính cho hình phạt bổ sung này là: số dư của người xác thực × 3 × tỷ lệ của người xác nhận đã bị cắt giảm.

Tức là, nếu 1/3 số người xác thực bị chém cùng lúc, họ sẽ mất hết số dư. Xác minh viên báo cáo thành công hành vi phạt và tịch thu có thể nhận được phần thưởng cho người tố giác. Sau khi khối được hoàn thiện, người đóng gói khối có thể nhận được phần thưởng đáng kể. Những người xác thực luôn trực tuyến và làm tốt công việc của mình sẽ nhận được thêm 1/8 phần thưởng cho các khối được đề xuất. Nếu xảy ra việc chém, người đề xuất cũng có thể gói bằng chứng chém vào khối và nhận được một phần thưởng nhỏ. Trong eth2 giai đoạn 0, tất cả phần thưởng của người tố cáo thực sự sẽ thuộc về người đề xuất. Hệ thống Ethereum 2.0 có nhiều cơ chế và việc đánh giá các cơ chế này phải dựa trên hiệu quả tổng thể của tất cả các cơ chế. Phần cuối cùng của hệ thống khen thưởng và trừng phạt là hình phạt cho việc không hành động. Nói một cách đơn giản, nếu không đạt được mục đích cuối cùng trong hơn 4 kỷ nguyên, tất cả người xác thực sẽ phải chịu hình phạt không hành động gấp đôi cho đến khi điểm kiểm tra tiếp theo được hoàn tất.  Tầm quan trọng của hình phạt không hành động là nếu 50% người xác thực ngoại tuyến, khối sẽ được hoàn tất lại sau 21 ngày.

Chém cho người xác thực Nói chung là có có ba điều kiện chính để bị tịch thu, đó là: đề xuất kép, bỏ phiếu kép FFG và bỏ phiếu xung quanh FFG. Việc bỏ phiếu LMD GHOST không bị chém.  Đề xuất kép đề cập đến việc người đóng gói khối đề xuất nhiều hơn một khối trong vị trí mà anh ta được chỉ định.  Bỏ phiếu kép có nghĩa là khi người xác thực gửi phiếu bầu FFG, nhiều phiếu bầu sẽ trỏ đến cùng một điểm kiểm tra mục tiêu, nhưng các điểm kiểm tra nguồn được tham chiếu là khác nhau.

Bỏ phiếu bao quanh có nghĩa là khi người xác thực gửi một phiếu bầu FFG, các điểm kiểm tra được chỉ ra bởi nhiều phiếu bầu sẽ tạo thành một hình dạng xung quanh một cách chính xác. Có hai ví dụ bên dưới. Bối cảnh là người xác thực đã bắt đầu bỏ phiếu FFG cho điểm kiểm tra nguồn ở vị trí 32 và điểm kiểm tra mục tiêu ở vị trí 128 trong kỷ nguyên 5:

Trong kỷ nguyên 6, các phiếu bầu của FFG đã được khởi xướng cho điểm kiểm tra nguồn ở vị trí 64 và điểm kiểm tra mục tiêu ở vị trí 96 được bao quanh bởi phiếu bầu của họ trong kỷ nguyên 5.

Trong kỷ nguyên 6, cuộc bỏ phiếu FFG được bắt đầu cho điểm kiểm tra nguồn ở vị trí 0 và điểm kiểm tra mục tiêu tại vị trí 160 bao quanh phiếu bầu FFG của nó trong kỷ nguyên 5.

Trong kỷ nguyên 6, phiếu bầu FFG cho điểm kiểm tra mục tiêu ở vị trí 128 là phiếu bầu kép, trừ khi vị trí 32 là điểm kiểm tra nguồn, nếu không sẽ bị trừng phạt. Các phiếu bầu FFG giống hệt nhau sẽ không bị hủy bỏ. Các phiếu bầu FFG có cùng điểm kiểm tra xuất xứ cũng sẽ không bị chém. Đây là điều kiện quan trọng để duy trì hoạt động của mạng. Ví dụ: nếu hai chuỗi phân nhánh được hỗ trợ bởi 50% số dư của trình xác thực, thì giao thức sẽ khuyến khích người xác thực chuyển đổi giữa các nhánh (thay vì phạt họ vì chuyển đổi) bằng cách bỏ phiếu cho cùng một điểm kiểm tra nguồn nhưng một điểm kiểm tra mục tiêu khác. điều này sẽ khiến mạng tiếp tục bị phân mảnh). Khả năng chuyển đổi an toàn giữa các nhánh cho phép người xác nhận phá vỡ thế bế tắc và cố gắng chiếm đa số 2/3.

Khi người tố cáo gửi báo cáo, người đó cần đóng gói các thông tin liên quan của cuộc bỏ phiếu xung đột để chứng minh rằng người xác nhận phải bị trừng phạt. Để tìm ra các phiếu bầu xung đột một cách hiệu quả trong một hệ thống hồ sơ khổng lồ là một thách thức lớn đối với các thuật toán và cấu trúc dữ liệu. "Thử thách kỹ thuật phát hiện tiền giả" hiện đang tìm kiếm người tham gia. Trình xác thực hoàn toàn có khả năng tự cứu mình khỏi bị chém: nó chỉ cần nhớ những bằng chứng và đề xuất nào đã được ký. Một người xác thực trung thực sẽ không bị chém do hành động của những người xác thực khác. Miễn là người xác nhận không bỏ phiếu cho các bằng chứng hoặc đề xuất mâu thuẫn nhau, họ sẽ không bị cắt giảm.

Máy khách xác thực có thể chạy nhiều nút báo hiệu, nhờ đó tăng thời gian hoạt động của hệ thống, nâng cao độ tin cậy và chống lại các cuộc tấn công DoS. Khi chạy một nút hoặc chạy ứng dụng khách xác thực dự phòng, người dùng cần chú ý xem liệu trình xác thực có ký thông tin xung đột hay không.  Kích hoạt và vòng đời của trình xác thực chuỗi Beacon(Kích hoạt và vòng đời của trình xác thực chuỗi Beacon) Mọi người dùng muốn trở thành người xác thực trước tiên phải có 32 ETH để đủ điều kiện làm người xác thực. Người dùng cam kết 32 ETH vào hợp đồng ký quỹ trên mạng chính Ethereum có thể đạt được chứng chỉ xác thực. Mặt khác, chuỗi beacon cũng sẽ can ngăn (vô hiệu hóa) tất cả các trình xác nhận có số dư giảm xuống 16ETH; người dùng đặt cọc có thể rút số dư của trình xác thực còn lại, nhưng điều này vẫn chưa thể thực hiện được trong Eth2 Giai đoạn 0. Người xác thực cũng có thể chủ động thoát sau khi phục vụ 2048 kỷ nguyên (khoảng 9 ngày). Khi thoát, 4 kỷ nguyên phải được hoàn thành trước khi người dùng đặt cược có thể rút vốn sở hữu của họ. Trong 4 kỷ nguyên này, số dư của người xác thực vẫn có thể bị cắt giảm. Do đó, số dư của người xác nhận trung thực có thể được rút sau khoảng 27 giờ. Có một mô tả kỹ thuật chi tiết hơn trong "Vòng đời của trình xác thực Ethereum 2.0 Giai đoạn 0", bao gồm sơ đồ sau:

  ;

Để tránh những thay đổi quy mô lớn trong bộ trình xác thực trong một khoảng thời gian ngắn, có một giới hạn cơ chế về số lượng trình xác thực có thể được kích hoạt và đã thoát trong một kỷ nguyên duy nhất. Điều này khiến việc khởi động các cuộc tấn công kích hoạt nhiều trình xác nhận và tấn công hệ thống một cách nhanh chóng trở nên khó khăn hơn. Beacon Chain cũng sử dụng một khái niệm gọi là "cân bằng hiệu quả". Số dư hiệu dụng này tránh những thay đổi nhỏ hơn trong số dư của người xác nhận, giúp tối ưu hóa kỹ thuật có thể thực hiện được.

Tổng quan: Trong mỗi giai đoạn, những người xác nhận được phân bổ đều vào các vị trí khác nhau và được chia thành các ủy ban có cùng quy mô. Người xác nhận chỉ có một vị trí để gọi và sẽ chỉ tồn tại trong một ủy ban. Do đó:

Tất cả người xác thực trong cùng một kỷ nguyên đều cố gắng hoàn tất cùng một điểm kiểm tra: đây là biểu quyết FFG;

Tất cả người xác thực được chỉ định vào một vị trí và cố gắng bỏ phiếu cho cùng một người đứng đầu chuỗi đèn hiệu: đây là bỏ phiếu LMD GHOST;

Tất cả người xác thực được chỉ định vào một ủy ban để cố gắng liên kết chéo một phân đoạn nhất định;

Hãy chọn những Người xác thực tốt nhất có hành vi tốt sẽ nhận được phần thưởng nhiều nhất. Cần tối thiểu 16.384 trình xác nhận Genesis để kích hoạt chuỗi đèn hiệu. Số lượng người xác thực có thể giảm do cắt giảm hoặc rút tiền tự động hoặc có thể tăng lên khi kích hoạt người đặt cược. Khi hệ thống được nâng cấp lên eth2 giai đoạn 1 trở lên, sẽ cần nhiều công việc xác thực hơn. Chuỗi đèn hiệu yêu cầu ít nhất 262.144 người xác nhận (với số tiền đặt cược hơn 8 triệu ETH) để tạo các khối, với mỗi khối chứa 64 liên kết chéo.   

Liên kết gốc: https://mp.weixin.qq.com

Chào mừng bạn tham gia cộng đồng chính thức của BlockBeats:

Nhóm Telegram đăng ký: https://t.me/theblockbeats

Nhóm Telegram thảo luận: https://t.me/BlockBeats_App

Tài khoản Twitter chính thức: https://twitter.com/BlockBeatsAsia