以太坊 2.0 信标链如何提升性能?简析委员会机制与证明信息_STA:以太坊

原文标题:《ETH2.0信标链上线在即,这些重点你必须知道》

撰文:OKEx

据Cryptopotato消息,ETH2.0开发人员BenEdgington表示,信标链BeaconChain的1.0.0版本候选版本0已发布,其中包含了许多改进和配置调整。还对Boneh-Lynn-Shacham签名方案进行了升级,增强了对拒绝服务攻击的抵抗能力。BeaconChain的「创世」或将在6-8周后推出,这仍然是一个估计,并没有正式的发布日期。

消息一出,便引起热议,从技术者到投资者,对信标链始终保持火热关注。据OKEx数据显示,近3日以来,ETH持续上涨。截至发稿时,ETH报价413.01美元,较10月8日最低价335美元,上涨了23.28%。可以说,ETH此次上涨,与信标链即将上线具有一定相关。

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以太坊社区成员发布改善EIP-1559拥堵收费不合理的解决方案:金色财经报道,以太坊社区成员Face-Shaver在太坊技术论坛ethresear.ch发布改善EIP-1559拥堵收费不合理的解决方案,社区成员表示,EIP-1559将在以太坊交易中引入协议费,并允许根据拥堵情况动态地调整区块大小。在链上拥堵时收取协议费是将MEV从矿工转移到ETH持有者而不伤害用户的有效方法。同时,灵活的区块大小使区块空间的分配更加有效。然而,在目前的收费结构下,错误的人可能最终为拥堵付费。一般来说,当用户拥堵一个区块时,是下一个区块的用户为拥堵付费。这是不可取的,有几个原因。1.这是不公平的; 2.它增加了拥堵;3.它加剧了Gas费的拍卖。

社区成员提出解决方案,建议当一个区块出现拥堵时,同一区块的用户要为拥堵付费,可以通过根据矿工在他的区块中使用的大小来收取费用来实现这一点。[2021/7/24 1:13:36]

为什么信标链这么重要?

Celo推出跨链通信机制Optics,即将推出Celo-以太坊网桥通道:4月22日消息,开源支付网络Celo(CELO)宣布推出高能效跨链通信机制Optics,目前正在开发的首个通道是Celo到以太坊间的网桥。Optics具有一对多关系设计,这意味着Celo可以与其他所有链进行通信,另外,还能够最大程度地减少系统用户的Gas成本,并允许开发人员无需许可构建自定义的跨链应用,在链之间低成本地转移代币和数据以及帮助用户访问每条链上的现有应用程序。

Celo举例称,Optics允许用户直接使用ETH购买CELO或cUSD,或能够在基于Celo平台的移动支付应用Valora中持有DeFi加密资产。Celo生态系统内公司cLabs此前收购了区块链互操作性公司Summa,以实现Celo与其他各种区块链之间的跨链桥梁。[2021/4/22 20:46:47]

一直以来,以太坊的权益证明都是被人们诟病的缺点,而以太坊的开发团队也再努力解决问题。

以太坊上Dex交易量环比下降15%:据欧科云链OKLink数据显示,截至今日10时,以太坊上Dex的24小时交易量约合19.1亿美元,环比下降15.1%。

其中交易量排名前三的Dex协议分别是UniSwap 7.33亿美元,SushiSwap 3.76亿美元以及1inch 2.48亿美元。Uniswap的交易量占到近24小时Dex交易总量的38.34%,24小时交易笔数达10.8万笔。[2021/1/27 13:38:30]

以太坊的创始人V神则表示,信标链的出现,将根本性地改进以太坊的性能和可扩展性。

信标链是由分片、质押验证者(stakingvalidators)、证明(attestations)、委员会(committees)、检验点(checkpoints)和最终确定性(finality)共同组成的。可以说,它是以太坊2.0系统的核心。

金色相对论 | William:以太坊2.0实现“二次方分片”的难度相当大,暂停分片化执行是比较务实的做法:11月27日消息,在今日举行的金色相对论中,针对“对以太坊现在的“表现”有什么直观感受?此外对于新的“路线图”,是否支持?”的问题,OKEx首席分析师William表示,我对存款合约质押量的加速感到惊讶,因为在两周前的11月17日,质押进度只有20%,如果按当时线性增长,可能需要等到明年才能满足要求,但在过去的一周内其进度迅速加快,并最终在最后一天完成。我是比较支持新的路线图的,新路线图中谈到暂时不再强调Phase2 的重要性,这是比较务实的做法,我一直很疑惑以太坊的“二次方分片”的实际扩展性效果,包括它能否按时实现。总的来说,实现“二次方分片”的难度相当大,所以搁置Phase2,我认为暂停分片化执行是比较务实的做法。[2020/11/27 22:20:32]

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动态 | 研究:以太坊仍然是首选的商业区块链:德国银行Aareal和Frankfurt School区块链中心的最新工作论文回顾了四个主要的区块链和分布式账本技术(DLT)项目,旨在帮助企业决策者选择最适合其业务需求的决策者。该论文探讨了这些项目的各种功能和特征,并分析了关键点,例如性能值、成本效率和安全性。结论显示,虽然在某些情况下,以太坊、Hyperledger Fabric、R3 Corda和Quasar / Stellar这四者中的每一个都被认为具有优势,但即使在许可的环境下,以太坊也总体领先,这是因为其开源性质和全球分布增强了它的安全性。(ICO Examiner)[2019/12/14]

以太坊2.0有三个阶段,Phase0-信标链、Phase1-分片、Phase2-执行,如果用人的身体来类比,那就是Phase0-心脏、Phase1-四肢、Phase2-大脑,如果用一个公司来形容,那就是Phase0-CEO、Phase1-Employee、Phase2-Manager。每一个阶段都是以太坊2.0系统的核心,拥有其独特特性,且缺一不可,Phase0是核心,Phase1是稳定,Phase2是执行与代理,要想让以太坊2.0系统真正实现,首先要实现信标链,这也是2020年以太坊团队最重大的目标。

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通过信标链,可以实现PoS(ProofofStake权益证明),让验证者替代矿工的角色,参与质押系统,成为链的构建者,与此同时,它将是存储分片状态的索引。

如何成为链的构架者?

PoW(ProofofWork工作证明)是比特币所用的挖矿奖励算法,工作量证明需要让所有节点解决密码难题。即矿工通过更快的时间内解决密码学难题,就可以获得更多的奖励。然而这样的算法并没有更好的体现矿工的能力,是需要矿工花钱购买更大型、更好的设备,以此更快解决密码难题,但这让矿工负重不堪。

为了解决这一问题,行业寻找更好的方式,即前文所说的PoS(ProofofStake权益证明),权益证明通过选举的形式,其中任意节点被随机选择来验证下一个区块。权益证明中没有矿工,而是通过验证者来制造新区块。验证者并不是完全随机选择的。想要成为验证者,需要在节点网络中存入一定数量的货币作为权益,可以将这理解为保证金。权益的份额大小决定了被选为验证者的几率,这是线性相关的。假设Lily在其中存入100美元,Jackson存入1000美元,那么进行选举时,Jackson比Lily有高于10倍的几率成为验证者。

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而信标链就是实现权益证明的基础技术之一。用户通过在以太坊上部署一个注册器合约,以达到现有的链与信标链在未来实现共生,并在注册器合约中质押32ETH,可以获得一张收据,这是你可以参与担任验证者的资格。需要注意的是,这是一个单项过程,一旦参与,用户将无法从现有的系统撤离到PoW中。

当验证者在信标链上完成注册之后,会被随机分配去为一到两个分片做验证。验证者会将他们所在分片上的数据和信标链上的数据相结合,用来形成新的区块;当尚未分派到该验证者提议区块的时候,该验证者可以同意/拒绝其他验证者提议的区块。

需要特别强调的是,信标链与我们通常所用的数据不相通,它并未储存现行以太坊上所存在的任何信息,包括账户余额、代币合约、dApp状态等。在信标链中只储存验证者列表和Attestation

Attestation

Attestation就时通过验证者签名的哈希值,它们实时记录所属分片的状态。哈希值与其所记录的内容相关。当你记录每个内容时,系统会根据你所输入的内容或数据生成一段由数字和字母组成的字符串,这就是哈希值。一旦原始数据发生改变,输出字符就会发生改变,形成新的哈希值。因此,我们不再需要深入查询每一个分片的更变记录,只需要观察哈希值,就可以了解到在才做过程总数据或内容时候进行了变更。而当验证者发现了变更,就会将变更报告给信标链,以此根据变化实现分片间异步通信。

信标链委员会机制

在了解了信标链的基础运作原理后,信标链委员会的运行方式也尤其重要。

每一个委员会就是由一组不少于128位验证者组成。其目的就是为了加强安全保障,尽可能避免恶意攻击者能够控制2/3委员会成员。在信标链中,采用伪随机过程执行共识。在每一个epoch中,RANDAO为每个slot挑选区块提议者,并将验证者打乱,分配到委员会中。而委员会成员不是固定不变的,会逐块变更。

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在每一个信标链委员会中,验证者需要投票选出区块链头。下图综合描述了三个slot中发生的情况。在slot1中,有验证者提议出一个区块,该区块得到两个验证者的证明;而委员会A里的一个验证者离线了。Slot1中的证明和区块被广播到网络上,许多验证者也收到了该信息。在slot2中,又一个区块被提议出来,而委员会B的一个验证者错过了该信息,于是该验证者认为信标链头是slot1中的区块。请注意,这个验证者跟slot1的离线验证者有所不同。投票证明信标链头的这个过程被称为「LMDGHOST投票」。在slot3中,委员会C上所有的验证者都遵循LMDGHOST分叉选择规则,并独立地投票选出同一个信标头。

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结语

信标链从成为链的构建者、信标链委员会的分配机制与验证方式优化了PoS机制,从Attestation存储实现信息同步,减少信息差,将根本性地改进以太坊的性能和可扩展性。

随着信标链即将上线,不少业内人士也表达了对它的期待,相信信标链的到来可以实现以太坊性能上的更新。正如微博大V所说,信标链虽然姗姗来迟,但是它是实现以太坊由PoW向PoS转变最为重要的步骤之一,值得等待。

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笔者认为,从信标链运作原理、运作机制来看,信标链的诞生,可以有效推进现以太坊由PoW向PoS转变,促进以太坊的挖矿的公平机制,降低Gas费,减少挖矿成本。与此同时「矿工」向「验证者」身份的转变,也对矿工充满了吸引力,两条因素的结合或许将吸引更多矿工支持以太坊2.0的推进。而这一动向,有望推动以太坊代币的上涨,在寒冬中带来一波春色。但是,市场具有波动性,任何因素都将引起币价起伏,投资人仅可将技术更新作为参考因素一部分,投资需谨慎。

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