Cập nhật cuộc họp dành cho nhà phát triển Ethereum Core: Đi sâu vào sự phát triển của lộ trình lựa chọn kiến trúc hiện tại

Tiêu đề gốc: "Bản cập nhật cuộc họp dành cho nhà phát triển cốt lõi Ethereum 006"

Tác giả gốc: Tim Beiko

Bản tổng hợp gốc: ETH Chinese Station

Bản cập nhật này hơi khác so với những bản trước. Đầu tiên, tôi quyết định chuyển sang Mirror để xuất bản các bản cập nhật. Đó là một trải nghiệm tuyệt vời khi sử dụng nền tảng này cho 1559 dự án NFT và tôi luôn tìm kiếm cơ hội để sử dụng lại nền tảng này. Tôi sẽ giữ một danh sách các bản cập nhật về HackMD để có thể dễ dàng tìm thấy chúng ở một nơi.

Thứ hai, vì trọng tâm hiện tại của chúng tôi là Hợp nhất nên bài viết này thực ra không phải là một "bản cập nhật" mà là một bản đánh giá về tình hình hiện tại. lộ trình phát triển của các lựa chọn kiến trúc. Trong vài tuần nữa, sẽ có một bài viết tương tự nêu chi tiết cách mạng Ethereum sẽ hoạt động sau khi sáp nhập.

Hợp nhất thời tiền sử

Việc sáp nhập sẽ tập hợp công việc hiện tại của Ethereum Thuật toán đồng thuận Proof of Work (PoW) được chuyển đổi thành cơ chế Proof of Stake (PoS) chạy trên Beacon Chain. Thiết kế này là kết quả của nhiều lần lặp lại lộ trình "Ethereum 2.0". Chúng ta hãy nhìn lại lộ trình đã thay đổi như thế nào trong vài năm qua.

Giai đoạn 0️⃣, 1️⃣, 2️⃣

Trong nhiều năm, việc nghiên cứu và phát triển bằng chứng về cổ phần và sharding đã độc lập với nhau. Tại một hội thảo ở Đài Bắc năm 2018, người ta đã quyết định thống nhất hai kế hoạch nghiên cứu này để tạo thành lộ trình ba giai đoạn “Ethereum 2.0”. Ben Edginton cung cấp một bản tóm tắt rất hay về hội thảo và triết lý chung trong bài viết này. Chính tại sự kiện này, Hsiao-Wei đã giới thiệu bản phác thảo "Ethereum 2.0" nổi tiếng hiện nay:

Nguồn

Sơ đồ này cho thấy những gì sẽ được thực hiện trong từng giai đoạn của lộ trình mới:

·Giai đoạn 0 sẽ mang đến chuỗi đèn hiệu

·Trong giai đoạn 1, phân đoạn dữ liệu sẽ được bổ sung

·Trong giai đoạn 2, các máy ảo được thêm vào từng phân đoạn để triển khai tính toán trong hệ thống.

Số lượng phân đoạn ban đầu được đặt là 100, sau đó tăng lên 1024 và gần đây Giảm nó xuống 64.

Hợp nhất sớm

Với công việc trên beacon chain vào năm 2018 Đang chuyển mình kể từ đó, rõ ràng là lộ trình Ethereum 2.0 ba giai đoạn này sẽ mất vài năm để hoàn thành. Điều này xảy ra trong bối cảnh những khó khăn ngày càng tăng do số lượng người sử dụng Ethereum tăng nhanh, điều này đã mang lại sự hồi sinh cho các sáng kiến nghiên cứu về chuỗi khối bằng chứng công việc. Tại Devcon IV năm 2018, thuật ngữ “Ethereum 1.x” đã được đề xuất để đề cập đến những sáng kiến nghiên cứu này. Điều quan trọng nhất trong số này là Stateless Ethereum, một mô hình loại bỏ trạng thái chưa được xử lý khỏi mạng để hạn chế tốc độ mở rộng trạng thái.

Một mặt, người ta ngày càng chú ý nhiều hơn đến việc làm cho chuỗi PoW bền vững về lâu dài. Mặt khác, các nhà phát triển nhận ra rằng beacon chain có thể Được triển khai sớm hơn các phần khác của lộ trình Ethereum 2.0, một đề xuất "hợp nhất sớm" đã xuất hiện sau khi kết hợp cả hai. Đề xuất này ra mắt chuỗi EVM hiện tại dưới dạng "phân đoạn 0" của hệ thống Ethereum 2.0. Điều này sẽ không chỉ đẩy nhanh quá trình chuyển sang Proof of Stake mà còn giúp quá trình chuyển đổi sang lớp ứng dụng diễn ra suôn sẻ hơn vì việc chuyển sang Proof of Stake không yêu cầu di chuyển trên lớp ứng dụng.

Không lâu sau khi đề xuất này được đưa ra, Danny Ryan đã khám phá cách chúng ta có thể thực hiện điều này trong bài viết "Mối quan hệ khách hàng Eth1+Eth2 (Mối quan hệ cpen Eth1+Eth2)" Cho phép hợp nhất sớm bằng cách tận dụng các máy khách Eth1 hiện có. Điều này sẽ giảm đáng kể nỗ lực phát triển cần thiết để cung cấp một hệ thống hợp nhất và tận dụng các máy khách, vì máy khách Eth1 đã sẵn sàng chiến đấu trên mạng chính. Đi theo con đường này cũng sẽ giúp các nhà nghiên cứu có thêm thời gian để giải quyết các vấn đề mở của Giai đoạn 1 và 2 (xem tại đây) và Ethereum không trạng thái (vẫn là một lĩnh vực nghiên cứu rất tích cực).

Lộ trình tập trung vào tổng hợp

Năm 2020 sẽ sớm đến Năm- kết thúc: Giai đoạn 0 Tiến độ tại thời điểm này đã đạt 99% và chuỗi đèn hiệu sẽ sớm được ra mắt. Trong khi công việc ở Giai đoạn 1 đang tiến triển tốt, Giai đoạn 2, giai đoạn sẽ triển khai khả năng tính toán trên các phân đoạn được giới thiệu ở Giai đoạn 1, vẫn còn nhiều câu hỏi chưa được giải đáp:

·Làm cách nào để chuyển đổi suôn sẻ từ chuỗi EVM hiện tại sang máy ảo phân mảnh?

·Từ góc độ hiệu suất, những máy ảo thay thế nào có thể được triển khai?

·Làm thế nào để chúng tôi đảm bảo rằng nhiều máy ảo khác nhau thực sự an toàn?

·Làm thế nào để phối hợp trạng thái và cân bằng trên tất cả các máy ảo?

......

Đồng thời, quá trình triển khai đang diễn ra rất nhanh chóng (chẳng hạn như giải pháp mở rộng lớp thứ hai). Một số nhóm đã thông báo rằng họ sẽ tham gia testnet và đã đạt được những kết quả ban đầu đáng khích lệ.

Trong khoảng thời gian này, Vitapk đã xuất bản một bài đăng dài trên diễn đàn Ethereum Magicians lập luận rằng chúng ta nên tập trung nỗ lực mở rộng quy mô ngắn hạn và trung hạn vào các đợt tổng hợp. Họ không chỉ có mặt trên mạng chính trước khi Giai đoạn 2 hoàn thành mà còn là những người được hưởng lợi lớn nhất từ Giai đoạn 1. Rollup tạo ra lượng lớn dữ liệu và phân đoạn có thể giúp dữ liệu đó tiêu thụ ít bộ nhớ hơn so với chuỗi EVM. Dưới đây là ảnh chụp màn hình của bài viết:

Phương pháp này sẽ hữu ích cho các giai đoạn 0-2 Lộ trình có một số tác động. Chi tiết như sau:

·Giai đoạn 0 (Beacon Chain) đang ở giai đoạn chạy trên mạng thử nghiệm trước khi triển khai mạng chính. Khi chuỗi PoW đã sẵn sàng, chuỗi beacon có thể trở thành công cụ lớp đồng thuận mà không cần đợi đến giai đoạn 2;

·Triển khai giai đoạn 1 (dữ liệu sharding) Sẽ mất vài năm để nó chuyển từ rào cản quan trọng đối với việc mở rộng quy mô sang cải tiến từng bước giúp giảm chi phí của các giải pháp mở rộng quy mô đã được phát triển (chẳng hạn như bản tổng hợp);

·Giai đoạn 2 (thực thi phân đoạn) là tính năng phức tạp hơn với nhiều câu hỏi nghiên cứu mở nhất và giai đoạn này có thể được triển khai sau một vài năm hoặc bị hủy bỏ hoàn toàn mà không có bất kỳ tác động nào đến lộ trình mở rộng.

Cộng đồng nghiên cứu nhanh chóng cùng nhau đưa ra đề xuất và công bố nó trong vòng một tháng. Bài viết của ethresear.ch nêu chi tiết về kế hoạch sáp nhập hiện tại!

Lộ trình hiện tại và tương lai

Có thể thực thi Beacon Chain⛓

Kiến trúc hợp nhất hiện tại được Mikhail Kapnin xuất bản lần đầu tiên vào tháng 11 năm 2020 trong "Chuỗi Beacon có thể thực thi" )" để biết chi tiết. Nói tóm lại, nó kết hợp những hiểu biết sâu sắc từ nhiều lần lặp lại của lộ trình Ethereum 2.0:

·Beacon Chain đã được bắt đầu và hiện có thể được sử dụng làm công cụ đồng thuận;

·Rollup là giải pháp ngắn hạn tốt nhất để mở rộng quy mô điện toán;

·Ứng dụng khách Eth1 hiện tại là nền tảng tốt nhất làm lớp thực thi được hợp nhất;

·Có thể đạt được việc chuyển sang bằng chứng cổ phần với tác động tối thiểu đến các ứng dụng hiện đang chạy

Một thay đổi lớn trong đề xuất của Mikhail là thay vì biến chuỗi EVM hiện tại thành "phân đoạn 0", nó nên được kết nối trực tiếp với chuỗi đèn hiệu.

Đây là một thông tin chi tiết đơn giản nhưng quan trọng - Các máy khách lớp thực thi Eth1 đã được xây dựng theo cách mà thuật toán đồng thuận có thể hoán đổi cho nhau. Mạng chính sử dụng bằng chứng công việc, trong khi mạng thử nghiệm và mạng Ethereum riêng sử dụng bằng chứng về thuật toán đồng thuận quyền hạn (cpque, IBFT, v.v.).

Trong bài viết, Mikhail đề xuất sử dụng trực tiếp bằng chứng cổ phần như một thuật toán đồng thuận mới được khách hàng sử dụng. Nói cách khác, chuỗi bằng chứng công việc hiện tại được hợp nhất với chuỗi đèn hiệu. Hình ảnh dưới đây của Trent Van Epps minh họa rõ ràng cho sự thay đổi này:

Nguồn

Cách tiếp cận này sẽ giảm thiểu công việc mà nhóm khách hàng phải thực hiện trên chuỗi PoW, đồng thời vẫn mang lại tất cả lợi ích của việc "sáp nhập sớm" và "tuyến đường tập trung vào cuộn"[1].

Dự án Rayonism☀️

Để xác minh chuỗi đèn hiệu thực thi kiến trúc Để xác định tính khả thi của nó, khách hàng đã được tạo nguyên mẫu trong cuộc thi hackathon kéo dài một tháng có tên Rayonism.

Trong vòng vài tuần, nhiều tổ hợp khách hàng Eth1 và Eth2 khác nhau đã thực hiện các giao dịch trên EVM với tư cách là khách hàng được hợp nhất, đạt được sự đồng thuận thông qua beacon chain.

Trong bản tóm tắt cấp cao, nút Eth2 hiện tại trở thành lớp đồng thuận của mạng và nút Eth1 hiện tại đóng vai trò là lớp thực thi của nó. Chức năng của lớp đồng thuận được mở rộng để gửi thông tin tiêu đề chuỗi mới nhất đến lớp thực thi và yêu cầu các khối từ lớp thực thi. Lớp thực thi vẫn chịu trách nhiệm xử lý các khối, truyền phát các giao dịch, lưu trữ và quản lý trạng thái cũng như xử lý các yêu cầu JSON RPC.

Thử nghiệm này đã xác minh rằng kiến trúc của chuỗi đèn hiệu thực thi là hợp lý và có thể được sử dụng làm cơ sở cho quá trình chuyển đổi sang bằng chứng cổ phần, một quá trình hiện được gọi là hợp nhất.

PoW -> Chuyển sang PoS⛏

Rayonsim Điều chưa được thử nghiệm trong dự án là quá trình chuyển đổi từ mạng PoW thực sang mạng PoS đang chạy. Sau nhiều lần lặp lại, thông số kỹ thuật gần như đã được hoàn thiện.

Để thực hiện quá trình chuyển đổi từ bằng chứng công việc sang bằng chứng vốn chủ sở hữu, cần phải đặt TỔNG KHÁC NHAU CUỐI CÙNG trong khách hàng

(Tổng độ khó cuối cùng). Khi độ khó trên một khối được phát hiện vượt quá độ khó của chuỗi bằng chứng công việc, khách hàng sẽ chuyển sang chế độ chuyển đổi và họ sẽ bắt đầu nghe thông tin của lớp bằng chứng cổ phần để đạt được sự đồng thuận. Khi độ khó của một khối được lớp đồng thuận hoàn tất vượt quá T

ERMINAL TOTAL DIFFICpTY

, lớp thực thi sẽ ngừng hoàn toàn việc nghe và phát thông tin khối PoW. Với điều đó, việc hợp nhất đã hoàn tất!

Đối với các ứng dụng, điều này sẽ không có bất kỳ tác động nào đến hợp đồng và người dùng. Có một số opcode cần cập nhật, nhưng chỉ vậy thôi. Đối với người vận hành các nút chuỗi báo hiệu, cần phải chọn một công cụ thực thi trong quá trình hợp nhất. Tương tự, nếu bạn đang chạy một nút trên mạng bằng chứng công việc, bạn sẽ cần chọn một ứng dụng khách đồng thuận trong quá trình hợp nhất. Khi quá trình hợp nhất tiến triển, bạn có thể mong đợi nhiều mạng thử nghiệm, hướng dẫn và hội nghị dành cho nhà phát triển sẽ thảo luận về những vấn đề này.

Công việc tiếp theo

Mặc dù kế hoạch tổng thể cho việc sáp nhập đã được lên kế hoạch đã xác định Hiện tại, nhóm khách hàng có một danh sách dài những việc cần phải hoàn thành trong những tháng tới. Hầu hết những gì bạn cần làm đều có thể được tìm thấy ở đây Theo dõi, những mối quan tâm đáng chú ý bao gồm việc xác định giao thức đồng bộ hóa sau sáp nhập, tạo các thử nghiệm tích hợp cho toàn bộ quá trình thiết lập quy trình, khởi chạy các mạng thử nghiệm dành cho nhà phát triển và chạy chúng trong các điều kiện bất lợi cũng như lập kế hoạch cho các tình huống dự phòng khác nhau trong quá trình chuyển đổi. .

Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về thông số kỹ thuật thực tế, hãy liên hệ EIP-3675 nêu chi tiết các thay đổi mà ứng dụng khách lớp thực thi yêu cầu, trong khi thư mục hợp nhất trong đặc tả đồng thuận nêu chi tiết các thay đổi đối với lớp đồng thuận.

Khi mọi thứ lắng xuống một chút, hãy chờ đợi một bài viết chuyên sâu khác về cách các ứng dụng khách Ethereum sẽ hoạt động sau khi sáp nhập. Cảm ơn bạn đã đọc, hẹn gặp lại lần sau!

Cảm ơn Danny Ryan, Trent Van Epps và Mikhail Kapnin vì phản hồi của họ về bản thảo của bài viết này.

[1] Một thay đổi đáng chú ý là "Ethereum không trạng thái" không còn là điều kiện tiên quyết để chuyển sang bằng chứng cổ phần.

[2] Các tình huống sắp xếp lại có thể được xử lý tốt hơn trong giai đoạn chuyển tiếp dựa trên tổng độ khó thay vì số khối hoặc số vị trí. Để tìm hiểu thêm, hãy xem phần "Quy trình chuyển đổi" của EIP-3675.

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