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关于以太坊网络的升级,我们应该知道些什么?

文章来源:区块网

以太坊网络,比特币分叉,

2018/05/16 19:17

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5月8日,开发者发布了关于以太坊的网络改进计划–一个新版本的Casper代码。这款混合式Casper友好终端小工具的推出,旨在使网络摆脱与采矿有关的问题,如“过度的能源消耗、平等获得采矿硬件的问题、采矿池集中化以及新兴的ASICs市场”,最终目标是从PoW向PoS系统转移网络。

根据以太坊的新闻,让我们来看看目前已知的“可能是最重要的”网络变化。

能源消耗和佣金

2017年,由于加密货币的价格呈指数级数式的投机行为,比特币和以其目前的形式出现的加密货币都不可能成为法定货币的完全替代物,因为它们的交易速度非常低。

另一个问题是挖掘领先的加密货币所需的大量能源。因此,记者和分析人士不应感到意外的是,最近的趋势是将采矿成本与每个国家的能源消耗率进行比较,以确定在哪里开采最有利可图。
到目前为止,领先的加密货币的开发人员还未能解决与可伸缩性相关的问题。特别的是,尽管有大量的矿工,以太坊的规模仍然很低。随着人们对加密货币的开采越多,网络能够处理的事务也就越多,这似乎是很有可能的。但实际情况是,当所有这些矿工同时尝试处理一个块时,生产的复杂性增加了。这意味着,即使矿工的数量增长一千倍,10秒钟后仍将产生一个区块,而且电力成本将显著增加。

可伸缩性差的一个直接后果是高佣金。矿商选择佣金较高交易的原因是他们在寻找更大的回报。这导致了数以千计的低佣金交易积累在一起并等待长达几天的处理,这样下去,区块链就变成了一个未处理的请求组成世界了,更不用说那些无法处理的小额付款了。

此外,最近几个月出现了一个全新的问题。超级强大的ASIC矿工进入市场,给分散的网络带来了严重威胁,因为它们增加了一个采矿池,并占有了很大份额使其网络集中化。

以太坊群岛

解决这些问题的尝试导致了比特币硬分叉的流行,这种硬分叉旨在创建一种具有更高速率的“新比特币”。紧随其后的是最流行的地下货币,如Ethereum、Monero和Litecoin。随着ASIC挖掘优势的威胁变得更加真实,这一运动被命名为“ASIC阻力”。

到目前为止,解决这一连串问题的合理方法之一是以太坊团队展示的:创建一个结合两种算法参数的协议 ——Proof-Stake (PoS)和Proof-Work (PoW)。

这个新的协议被称为Casper友好的终结小工具(FFG),它完全改变了创建和分发以太坊区块链的原则,同时降低了整个区块链运行的总体复杂性。

以太坊所谓开发人员确信,主导加密货币所面临所有问题的根源是PoW原则:
“尽管PoW在达成分散的共识方面很有效,但它消耗的能量令人难以置信,没有经济确定性,也没有抵制卡特尔的有效战略。”

此外,使用PoW算法的区块链性能有限,每秒提供几十个事务都很难。
由于这些原因,以太坊团队计划从PoW移到PoS算法。两者的区别在于,在PoW的情况下,用户购买的是真正的耗能计算机,并以与成本成比例的比率计算模块。PoS中的购买对象是系统内的虚拟代币,然后将其转换为虚拟计算机的计算块。在这种方法下,签署一个区块链的可能性不取决于其处理能力,而是取决于用户验证程序帐户上的代币数量。如果验证人决定参与并确认交易,他们的资金将被冻结,每个确认的整笔奖金也将被冻结。
Casper协议将成为从PoW向PoS过渡的中间步骤,结合两种原则的可能性:
“通过使用切割条件和修改的分叉选项,FFG允许底层PoW区块链被完成。当网络安全从PoW转移到PoS时,PoW块奖励就会减少。”

分片(Sharding)

除了在Casper中引入PoS算法外,还开发了另一个新技术——分片。其思想是,节点只存储在分布式注册表的一部分中,而底层数学算法将确保系统的透明度和问责制,从而使每个节点都可以依赖其他节点的信息。

以太坊网络的创始人维塔利克·布特林(Vitalik Buterin)将这些碎片中的元素比作是在同一领域的岛屿:

“想象一下以太坊已经被分裂成数千个岛屿。每一个岛屿都可以做自己的事情。每个岛屿都有其独特的特点,岛上的每个人,即账户,可以相互交流,可以任意利用岛屿的所有特征。如果他们想与其他岛屿联系,他们必须使用某种协议。”

换句话说,以太坊的主链将被划分为单独的链,或称为碎片,它们相互关联并与主块相关联。碎片的目的是提供对事务的并行处理。每个节点都可以单独处理其碎片,同时一起工作的节点可以并行工作,从而将网络宽带和事务速度提高数倍。而且同时解决了可扩展性问题。

矿工和鉴定者

对每个分片内的事务的验证将由Casper系统主要的验证者与矿工一起执行。验证者将确保使用代币操作的合法性,并在系统中提供一种托管服务,以确认交易与存款。它应该以下列方式工作——如果验证者发现了一个块,他们认为应该将其包含在一个主区块链中,那么他们就可以通过在这个区块上放置一部分存款来批准它。如果此块链被添加到主块链中,验证器将获得与它们所投资的份额成比例的奖励。否则,如果他们批准了一个错误或恶意的区块链,他们将失去他们的存款。

验证器的另一个任务是每50个块就要创建一个检查点。这将确保该区块链的完成,并显著增强其网络的安全性,因为它排除了在检查点之前返回事务的可能性。据以太坊开发者Vlad Zamfir称,从经济上来看,任何操纵或攻击行为都不会引起验证者的兴趣:

“如果你参与了51%的攻击,你的ASIC农场就会被烧毁。”

验证器可以进行确认存款的大小并被设定为1500 ETH,这个值足够大,因此在参与任何操纵计划之前,有更多的理由使人三思而行。

开发人员还提供了可伸缩性问题的解决方案,这是网络进一步发展的关键条件,也是以太坊与更先进的区块链系统(如Graphene)竞争的能力所在。

开发人员通过少量节点的参与和将主要工作委托给轻客户,实现了处理速度的提高。因此,事务处理速度将大大高于一台单独的计算机,同时整个网络将能够在大量的传统型计算机上工作,同时保持充分的分散化。

此外,网络的安全性也大大地从PoW的复杂性转移到PoS的完整性,并同时奖励验证者和矿工。同时,对矿工生产以太币的奖励将从目前的3 ETH减少到0.6 ETH。这将降低代币对ASIC矿工的吸引力,减少网络集中的风险。

验证者也将成为奖励的接受者,不过数量较小。他们的总奖励只有0.82 ETH每一个区块。根据Vitalik Buterin的说法,将来以太坊的开发人员将完全放弃PoW算法,只给每块0.22 ETH的验证奖励:

同时,网络的效率将显著提高有以下两个原因。首先是支持PoS算法的共识,不需要挖掘,因此能够降低能源成本,并确保必要的ETH排放。第二,区块的生成时间将减少到最低限度,因为检查谁拥有最大份额要比查明哪一个矿工拥有最大的计算能力更容易。

最新消息

在2018年5月初的Edcon会议上,Ethereum 的创始人Vitalik Buterin报告了关于“友好幽灵”的细节。特别是,Casper除了对验证者的奖励制度外,还将提供惩罚制度。新的薪酬制度的主要原则是:赌注越大,利率就越低。例如,2.5ETH的所有者将获得10%的年费,而拥有10ETH的所有者则只有5%。
罚款的数额将取决于验证者过失的严重程度,甚至可以达到100%。特别是,如果经常不在网络上,验证者将受到罚款。如果钱包所在的碎片或磁盘出现问题,将被处以存款金额的2%的罚款。对于那些碎片同时乱序的验证者组,惩罚会高得多,并且以两位百分数计算。Buterin同时指出,这种方法的主要问题是收黑客攻击时才会发生,因为在这种情况下,集体惩罚会使验证者没有任何存款。

在5月8日,当时以太坊开发者之一丹尼·瑞安在GitHub上发布了Casper更新代码的第一个版本:
“v0.1.0标志着我们更清晰地标记,以帮助客户和外部审计人员更容易地跟踪合同和变更。”

他还补充说,客户开发人员现在可以开始用他们自己的语言编写代码和测试软件。

我们能从Casper中期待到什么?

Casper FFG计划于2018年夏秋发布。由于系统将与以太坊软件的早期版本不兼容,所以将通过一个硬分叉来实现更新。

作为可伸缩性解决方案,对于开发人员和普通用户来说,Casper仍然是一个重要的区块链升级和解决方案。以太坊基金会花了三年时间,将所有积累的经验发挥到极致,使网络变得分散、高效和具有竞争力,并使这个行业在长期内得到改善。

随着宽带的增加,预计会有更多的事务会被更快的速度处理,这意味着大公司将能够构建复杂的结构,并在网络上开发生态系统。因为,一个忠实、热情的平台背后的社区将有助于促进平台的开发和提高其功能。

对于新的奖励系统将如何在实践中发挥作用,以及验证者将如何管理协议,仍有许多工作要做,但有一件事是显而易见的——Casper正离我们越来越近。


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