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「imtoken」以太坊2.0即将到来,欧易以太坊2.0揭秘

admin imtoken下载 2022年09月29日

(信标链区块数据,图片来源于https://beaconscan.com/)

2)共识机制Casper——解决无利害攻击、长程攻击、简单攻击问题,以奖惩机制规范节点行为

接下来,以太坊计划于2022年第二季度进行“合并”。将会把共识层(PoS信标链)与执行层(PoW原链)合并,并停止原链的 PoW 部分,这次升级代表着以太坊正式切换到PoS共识。

(节点出块过程,图片来源于欧易研究院)

2.2.3解决安全性问题——信标链、Casper共识机制

3.1展望

以太坊的目标是成为分布式金融和智能合约执行平台,成为“一台真正的世界计算机”。为了实现世界计算机的目标,其在2014年诞生之初,就设定了4个发展阶段:分别是Frontier (前沿)、Homestead (家园)、Metropolis (大都会)、Serenity (宁静)。前三个阶段都是采用PoW模式,第四个阶段“宁静”则是以太坊的最终形态,也就是我们常说的以太坊2.0。

(以太坊2.0解决不可能三角问题的具体方案,图片来源于欧易研究院)

以太坊成立至今牢牢占据第一公链的位置,拥有着全球最大的开发者社群,DAPP数量将其他公链远远甩在身后。但是即便是这样首屈一指的地位,也并不意味着就可以高枕无忧了。定位于“世界计算机”的以太坊,目前每秒只能处理大约20笔交易,甚至难以支持一个普通规模的商业应用,频频发生的拥堵事件导致的高gas费和等待打包交易更是让用户的体验变得很差,这在很大程度上限制了以太坊的发展。

以太坊2.0开发难度较大,虽然以太坊的框架已经确定了下来,但很多细节还在持续讨论和修改中,存在落地风险。由架构图可以看出,完成以太坊2.0需要有几个大的技术创新,实现智能合约分片与状态分片本身就有极高设计与开发难度,除此之外还需要考虑与原链的过渡与兼容,更进一步的增加了实现难度。以太坊作为一个发展几年的平台,代码结构已经变得非常复杂,底层重则修改难,对于原有架构的修改牵一发则动全身,需要考虑很多因素。

1.2“合并”来临

为系统随机分配验证者,解决分片51%攻击问题

以太坊2.0便是解决当前以太坊的网络性能瓶颈的既定规划,致力于在不降低去中心化的前提下大幅提升以太坊网络上的扩展性与性能,从而更好的承载去中心化应用,促进行业应用爆发。

分片是区块链扩容最佳方案,它能在没有提高节点硬件要求且没降低去中心化程度的情况下,实现网络性能和容量的大幅提升。物理空间上,分片是将公链网络中的所有节点划分为不同的分组,每一个分组叫做一个分片。原本公链中所有节点都要执行同样计算,在所有节点比对结果一致后写入区块数据中,整个网络严重受制于网络中单个节点所能处理任务的上限。现在将区块里的任务分组后分配给不同的分片处理,单个分片内的节点仅需承担全网的部分工作。假设分片数为n,则每个节点需要承担的工作量为全网工作量的1/n。于是各个分片可以并行工作,从而提升整个网络的承载能力。同理,全网容量也将变为原来的n倍。

跨分片通信,解决分片间双花攻击问题

3.1.2促进生态繁荣

近期,以太坊开发者Marius van der Wijden在社交平台上表示,目前正在以太坊上测试PoS机制,并将进行首次主网影子分叉。这意味着以太坊“合并”的即将到来,“合并”是以太坊2.0可扩展蓝图上的一个关键里程碑,届时以太坊整个网络将过渡为PoS共识机制。

(跨分片通信过程,图片来源于欧易研究院)

3.其他平台推荐:

2.2.1解决性能问题——分片(Shards)

双花攻击是指将同一笔资金分别发给两个人或者多个人。在分片中也存在双花问题,攻击者完全可以尝试将同一笔资金发送给不同分片中的帐户来实施双花攻击,这就需要做好跨分片通信来避免双花攻击。

由于PoS存在“无利害攻击”问题,即在PoS机制下,恶意的节点验证者可以在没有任何损失的情况下把自己的币押在分叉链上推动硬分叉。因此在持币者需要向信标链抵押一定数量的Eth(目前为32Eth)申请成为节点,当被标记为“active" 之后,才能运行协议。

当然,第四阶段无法一蹴而就,会分阶段进行升级。据其最新路线图显示,以太坊第四阶段升级的主要节点是2021年Q3信标链上线,2022年“合并”,以及在之后将实施的分片。目前信标链已于2020年12月上线,此后信标链开始以PoS的形式运行,执行层产生区块的过程仍然由原链以 PoW 形式进行,以太坊进入一个PoW+PoS混合挖矿的阶段,为整个网络向PoS过渡做铺垫。

2.1以太坊2.0架构模型

2.2.2解决去中心化问题——共识机制PoW转PoS

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2.2关键解决方案

1.1路线规划

验证者委员会是由信标链随机选择的一组验证节点,负责见证信标链和各分片产生的区块。信标链有其对应的委员会,每一个分片也各有一组验证者委员会。委员会负责保证它们所在分片的安全性和完整性,并负责证明信标链上的分片状态。

一、以太坊2.0技术进展

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