Triết lý thiết kế của Ethereum 2.0

Giảm nguy cơ phát triển trì trệ do thiếu cơ chế buộc mọi người phải nâng cấp lên giao thức mới (hard fork)

Có thể giảm độ phức tạp tổng thể của hệ thống

Nếu lớp đầu tiên không mạnh đủ rồi, sẽ không thể xây dựng một cơ chế phức tạp và khổng lồ trên giao thức lớp thứ hai (giống như bạn sẽ không bao giờ có thể xây dựng Ethereum trên mạng Bitcoin)

Hầu hết Ethereum 2.0 là sự đánh đổi cẩn thận giữa Lớp 1 và Lớp 2. Những nỗ lực được thực hiện trên Lớp 1 bao gồm ba điểm sau:

1) Trạng thái hoàn thành và hoàn thành Quasi-Turing Thực thi mã

2) Có thể mở rộng và tính toán được

3) Thời gian hoàn thành khối tốc độ cao

Cụ thể:

Không có 1), bạn không thể sử dụng một mô hình đáng tin cậy hoàn chỉnh để xây dựng các ứng dụng Lớp 2;

Nếu không có 2), hiệu suất mở rộng sẽ bị giới hạn ở một số Kênh trạng thái nhất định và một số công nghệ nhất định như Plasma, thường gặp phải vấn đề khóa vốn và rút vốn quy mô lớn;

Không có 3), không thể đạt được yêu cầu giao dịch kịp thời mà không sử dụng kênh nhà nước và điều này thường sẽ gây ra vấn đề về khóa vốn và rút vốn quy mô lớn;

Ngoài các tính năng trên, ETH2.0 sẽ 1) quyền riêng tư, 2) Ngôn ngữ lập trình cấp cao, 3) lưu trữ trạng thái có thể mở rộng và 4) lược đồ chữ ký được để lại ở Lớp 2 vì chúng đều là các lĩnh vực có tốc độ đổi mới nhanh chóng. Nhiều lược đồ hiện có có các đặc điểm khác nhau và không thể tránh khỏi việc nhiều lược đồ sẽ được sử dụng trong tương lai, sự đánh đổi giữa những lựa chọn tốt hơn. Ví dụ:

1) Quyền riêng tư: Chữ ký vòng + giá trị bí mật VS Zk snark VS Zk starks; rollup VS ZEXE VS …

2) Ngôn ngữ lập trình nâng cao: khai báo so với mệnh lệnh, cú pháp, tính năng xác minh chính thức, hệ thống loại, tính năng bảo vệ và hỗ trợ gốc cho các tính năng bảo mật

3) Bộ nhớ trạng thái mở rộng: tài khoản VS UTXO, giải pháp cho thuê không thể, nhân chứng nhánh Markle thô VS nén Snark/Stark VS tích lũy RSA, phụ tùng Cây Markle VS cây AVL VS Cây cân bằng dựa trên mức sử dụng;

4) Lược đồ chữ ký: M/ N multi -chữ ký, thu hồi và khôi phục khóa xã hội, chữ ký Schnorr, chữ ký BLS, chữ ký Lamport

Tại sao Casper Tại sao chọn Casper làm giải pháp PoS

Hiện tại có ba thuật toán đồng thuận POS chính thống :

Lấy cảm hứng từ Nakamoto, chẳng hạn như Peercoin, NXT, Ouroboros...

Lấy cảm hứng từ PBFT, Chẳng hạn như Tendermint, Casper FFG, Hotstuff

CBC Casper

tồn tại trong hai giải pháp sau Điều này đặt ra câu hỏi về việc có nên sử dụng Tiền gửi bảo đảm và Chém (tùy chọn đầu tiên không tương thích với Chém). Cả ba giải pháp đều tốt hơn bằng chứng công việc và chúng tôi sẽ giới thiệu chi tiết về cách tiếp cận ETH2.0.

Chém

Cơ chế Slashing được Ethereum 2.0 sử dụng có nghĩa là khi người xác thực bị phát hiện có hành vi sai trái, các mã thông báo được cam kết hoạt động như một nút xác minh trong mạng sẽ bị mất. Trong trường hợp tốt nhất là khoảng 1%. Người xác thực sẽ bị trừng phạt và trong trường hợp xấu nhất, tất cả ETH được cam kết trên mạng sẽ phải đối mặt với hình phạt. Tầm quan trọng của phương pháp này là:

1) Tăng chi phí cuộc tấn công

2) Khắc phục vấn đề của người xác nhận. Động cơ lớn nhất khiến người xác thực đi chệch khỏi hành vi trung thực là sự lười biếng (ký tất cả các giao dịch mà không cần xác minh), áp đặt các hình phạt lớn đối với các chữ ký mâu thuẫn và không chính xác có thể phải mất một chặng đường dài để giải quyết vấn đề này. Về vấn đề này, có một trường hợp rất điển hình: vào tháng 7 năm 2019, một trình xác nhận trên Cosmos đã bị hủy vì ký hai khối xung đột và lý do khiến trình xác thực này mắc lỗi như vậy là do nó chạy nút chính và nút dự phòng tại cùng một lúc (để đảm bảo rằng một trong số chúng ngoại tuyến và điều đó sẽ không ngăn cản chúng nhận được phần thưởng) và hai nút được mở bên ngoài cùng một lúc, khiến chúng mâu thuẫn với nhau.

Lựa chọn thuật toán đồng thuận

Trong trường hợp các nút xác minh quy mô lớn làm điều xấu (1/3inBPFT, 1/4in CBC), chỉ các thuật toán đồng thuận của các trường lấy cảm hứng từ BFT và CBC mới có thể có kết quả cuối cùng tốt hơn và các thuật toán lấy cảm hứng từ Nakamoto thuật toán đồng thuận không thể đạt được Tính hữu hạn theo tiền đề này. Xác nhận cuối cùng yêu cầu phần lớn các nút xác minh đều trực tuyến. Yêu cầu này cũng cần phải được đáp ứng trong cơ chế Sharding sharding, vì sharding yêu cầu 2/3 người xác thực ngẫu nhiên ký trong quá trình giao tiếp giữa các phân đoạn.

ETH2.0 chọn Casper FFG vì nó dễ sử dụng nhất Thuật toán đạt được tính cuối cùng trong phần cuối cùng của giao thức, nhưng sẽ dần dần chuyển sang CBC Casper trong giai đoạn thứ ba trong tương lai.

Sharding--Tại sao ETH2.0 ghét các siêu nút

Đối với Layer1, phương pháp phân chia chính là sử dụng các siêu nút - bằng cách yêu cầu mỗi nút đồng thuận phải có một máy chủ siêu mạnh để đảm bảo rằng chúng có thể xử lý mọi thứ riêng lẻ. Việc mở rộng dựa trên các siêu nút rất thuận tiện vì nó dễ thực hiện: nó chỉ bổ sung thêm một số công việc kỹ thuật phần mềm song song dựa trên các phương pháp làm việc hiện có của blockchain.

Các vấn đề chính gặp phải với phương pháp này như sau:

1) Rủi ro tập trung vào nhóm thế chấp: Chi phí cố định để chạy một nút là rất cao Cao nên rất ít người dùng có thể tham gia. Nếu chi phí cố định để chạy nút xác thực chiếm phần lớn lợi nhuận, thì nhóm lớn hơn sẽ có thể tiết kiệm ít tiền hơn so với nhóm nhỏ hơn, điều này sẽ tiếp tục vắt kiệt nhóm nhỏ, do đó làm trầm trọng thêm xu hướng tập trung. Để so sánh, trong một hệ thống phân đoạn, các nút lớn hơn có nhiều ETH đặt cược hơn cần xác minh nhiều giao dịch hơn, do đó phí của chúng không cố định.

2) Rủi ro tập trung hóa AWS: Trong hệ thống siêu nút, các hình thức thế chấp kiểu hội thảo gia đình hầu như không tồn tại và hầu hết các khoản thế chấp sẽ diễn ra trong môi trường điện toán đám mây, điều này sẽ làm tăng đáng kể nguy cơ xảy ra lỗi ở một điểm duy nhất.

3) Các vấn đề về khả năng mở rộng: Với thông lượng giao dịch Khi tải tăng lên, những rủi ro trên sẽ tăng lên, trong khi ở hệ thống phân mảnh, tải tăng lên có thể được xử lý dễ dàng hơn và những rủi ro trên được giảm bớt.

Các bảo hiểm phụ tập trung này cũng là ETH2.0 và có không có lựa chọn nào khác để theo đuổi họ. Lý do cho độ trễ cực thấp (<1s)< span=""> là vì họ đặt độ trễ này ở một con số tương đối thận trọng.

Trong hệ thống sharding của ETH2.0, bất kể bạn có Cho dù bạn có bao nhiêu ETH và sức mạnh tính toán, bạn vẫn có thể tham gia vào hệ thống xác minh ETH. Chi phí cố định được giảm thiểu và ngay cả khi bạn có số lượng ETH rất lớn, các khoản phí bạn phải đối mặt vẫn ở mức cận tuyến tính.

Mô hình bảo mật

Cách tiếp cận bảo vệ chuyên sâu của ETH2. để phân chia kết hợp lấy mẫu ngẫu nhiên của ủy ban để đạt được hiệu quả và khả năng sử dụng theo mô hình đa số trung thực, đồng thời cung cấp bằng chứng về quyền giám sát để ngăn chặn những kẻ lười biếng và cung cấp bằng chứng gian lận và bằng chứng về tính sẵn có của dữ liệu để phát hiện các chuỗi không hợp lệ hoặc không có sẵn mà không cần tải xuống và xác minh tất cả dữ liệu; điều này sẽ cho phép khách hàng từ chối các chuỗi không hợp lệ hoặc không có sẵn.

Bảng sau đây là các thuộc tính bảo mật hiện được mong đợi:

Cơ chế khen thưởng của Casper được thiết kế như thế nào?

Trong mỗi vòng của Epoch, mỗi người xác minh sẽ đưa ra bằng chứng riêng, trong đó đề cập đến Người xác thực cho biết đâu là chặn tiêu đề và ký tên vào nó. Nếu bằng chứng này được đóng gói, người xác thực sẽ nhận được phần thưởng sau:

1) Phần thưởng được chứng minh là có trong đó

2) Phần thưởng chỉ định điểm kiểm tra Epoch chính xác

3) Phần thưởng cho việc chỉ định đúng đầu chuỗi

4) Phần thưởng cho việc chứng minh rằng nó đã được đóng gói nhanh chóng trên chuỗi

5) Chỉ định phần thưởng cho khối phân đoạn chính xác

Trong các trường hợp khác nhau, các phương pháp tính toán lợi nhuận cụ thể như sau:

B = Lợi nhuận cơ bản, P= Tỷ lệ người xác nhận đưa ra đánh giá chính xác

Bất kỳ người xác thực nào đưa ra phán đoán chính xác sẽ nhận được phần thưởng B*P,

Công thức tính của B là:

Trong đó, D1...Dn đại diện cho số tiền cam kết, k là hằng số,

Cấu trúc của chuỗi Beacon/chuỗi phân đoạn

Hệ thống phân đoạn chứa 64 phân đoạn logic "mảnh vỡ", hệ thống này tập trung vào chuỗi đèn hiệu và điều phối mọi hoạt động.

Quy trình mà một giao dịch cuối cùng được xác nhận trong hệ thống này Như sau:

1) Giao dịch được bao gồm trong một nhóm phân đoạn Trong khối phân đoạn

2) Một ủy ban xác minh được chọn ngẫu nhiên sẽ được chỉ định cho phân đoạn này và thực hiện xác minh và chữ ký

3) Chữ ký của ủy ban được đóng gói vào khối đèn hiệu tiếp theo

4) Chuỗi đèn hiệu tiếp theo được hoàn thiện thông qua Casper FFG

p>

Kết nối từng khối phân đoạn với chuỗi báo hiệu tiếp theo thông qua hàm băm, Cho phép phân đoạn nhanh chóng xác định nguồn gốc Markle của nhau để họ có thể xác minh biên lai với nhau:

Như được hiển thị trong hình trên, nếu phân đoạn n không được đóng gói ngay lập tức vào chuỗi báo hiệu n+1, ủy ban của chuỗi báo hiệu n+2 có thể cố gắng đóng gói mảnh này và mảnh tiếp theo.

End---Về tương lai của ETH2.0

"Tranquility" chỉ là bước đầu tiên trong hành trình rộng lớn của ETH2.0, nhưng toàn bộ nhóm có thể nhìn thấy những lựa chọn họ đưa ra ở bước đầu tiên trong ba năm qua, với tư duy sâu sắc về tính công bằng và hiệu quả, chúng tôi không mù quáng theo đuổi cái gọi là triệu TPS mà tiến hành thực hành nhiều hơn về tính thực tế và khả thi đồng thời đảm bảo an ninh.

Tôi tin rằng trong một thời gian dài sắp tới, ETH sẽ làm được điều đó sẽ là nền tảng của toàn bộ mạng blockchain. DeFi năm nay chỉ là một hoạt động xã hội tuyệt vời trong điều kiện mạng chưa trưởng thành. Khi 2.0 trở nên hoàn hảo hơn vào năm 2021-2022, chắc chắn nó sẽ bùng nổ với giá trị kinh doanh và giá trị xã hội lớn hơn.

Liên kết gốc

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