イーサリアム 2.0: 合理化と決定主義
編集者注: この記事は以下から引用しましたイーサリアム愛好家 (ID: Ethfans)編集者注: この記事は以下から引用しました
イーサリアム愛好家 (ID: Ethfans)
、著者: Bruno Škvorc、翻訳者および校正者: IAN LIU & A Jian、Odaily が許可を得て転載。
翻訳者注: 以下の情報を事前に説明すると、読者がこの記事の内容と翻訳語の選択をよりよく理解できるようになります: Ethereum 2.0 では、バリデーターの責任の 1 つは証明書を提出することであり、これは投票として理解できます。証明書、検証者の投票の内容には 1 つの項目ではなく 3 つの項目があります: 1 つはメイン チェーンを選択するために LMD Ghost アルゴリズムで使用されるビーコン チェーン ブロックに関する投票、もう 1 つはエポック (期間) に関する投票です。 Casper FFG アルゴリズムのチェックポイントを終了するために使用されます。チェックポイント前のブロックは元に戻すことができず、チェックポイントは LMD Ghost アルゴリズムの新しいラウンドの開始点にもなります (常に更新されるジェネシス ステートとして想像できます)。 1 つはシャード チェーン (クロスリンク) の状態に関する投票で、これはシャード チェーンの最新の状態を決定するために使用されます。これらはすべて投票ですが、異なる種類の投票は異なる特定のコンテンツを指し、システム全体に異なる属性を与えます。この記事の内容は Casper FFG に関連する投票であり、重要な概念は正当化と最終化です。 LMD Ghost についてもこの記事の後半で説明しますが、LMD Ghost と Casper FFG は 2 つの独立した、しかし補完的なものとして見なされるべきです。
これを考慮して、一部の翻訳者はアテステーションを「証拠」と訳しましたが、私たちは上記のすべての概念を文字通りの意味に近づけることに決め、いかなる概念も「証明」や「投票」と訳しませんでした。さらなる混乱を引き起こす。
イーサリアム 2.0 のジャスティフィケーションやファイナライゼーションなどの用語について混乱しているのは、決してあなただけではありません。これらの用語が実際に何を意味するのかを分かりやすく説明しましょう。
まず最初に、ファイナリティとは正確には何を意味するのでしょうか?仮想通貨プラットフォームを使用している場合でも、dApp を使用している場合でも、いくつかのブロックが生成されるまでトランザクションを確認できないことに気づいたはずです。これは比較的信頼性の高い方法 (ただし 100% の保証ではありません) であり、トランザクションのステータスを判断することができ、トランザクションが取り消されることはなく、いわゆる確実性があります。
イーサリアム 2.0 は決定論的な保証を提供します。オンチェーン トランザクションを、単に「トランザクションが最長のチェーン上に残る可能性がある」だけでなく、ブロックチェーン上に記録された客観的な事実に変えます。これは非常に重要です。ブロックが時間内に確認できれば、チェーン上のインタラクションをより速く、より完全に実行できるようになります。
もう少し明確にして、いくつかの定義から始めましょう。
注: 以下のコンテンツにはより低レベルのテクノロジが含まれていますが、2.0 シリーズの他の記事と同様にシンプルで理解しやすいものになっています。追加する必要があるものを見つけた場合はお知らせください。
詳細について話す前に、いくつかの定義を明確にしましょう。
LMD GHOST: 最新のメッセージ駆動型 GHOST アルゴリズム (Last Message Driven Greediest Heaviest Observed SubTree)、イーサリアム 2.0 のフォーク選択ルール。
Casper FFG: Casper FFG プロトコル (Casper、フレンドリー ファイナリティ ガジェット)。確定的な保証を提供するために Ethereum 2.0 によって使用されるプロトコル。
フォーク選択ルール: ブロックチェーン全体を考慮して、ジェネシスブロックからブロック S までのブロックチェーンパスを出力し、S が位置するチェーンを権威のあるチェーン (「マスターチェーン」とも呼ばれます) とみなすことができるメカニズム。ルートチェーン」)。
エポック: イーサリアム 2.0 では、6.4 分間続く時間単位を指し、各エポック (期間) には 64 スロット (タイムスロット、各タイムスロットは 6 秒) が含まれます。
Casper FFG
これらの概念を整えたら、正当化と最終化に進みましょう。
副題
Casper は、期間 (一般的なブロックチェーン ネットワークのブロックとイーサリアム 2.0 のエポックの両方) を正当化して終了するための方法です。 Casper はあらゆるブロックチェーンに追加できる汎用の「ガジェット」ですが、Casper は PoS ブロックチェーンで最も役立ちます。
ファイナリティとは、2 つの矛盾するチェックポイントを決定できない (不可逆的) という概念であり、2 つの矛盾するチェックポイントが決定されると、システム内の少なくとも 1/3 の検証者がデポジットを没収される罰金を課されるため、経済的確実性とも呼ばれます。
なぜ検証者の 3 分の 1 がデポジットの没収という罰金を科せられるのか疑問に思われるかもしれません。
競合するチェックポイントが 2 つある場合、2 つのチェックポイントがそれぞれバリデーター投票の 2/3 以上を獲得することを意味します。最終的に確立できるチェックポイントは 1 つだけであるため、少なくとも 1/3 の人々が繰り返し投票することになります。繰り返し投票したバリデーターの 1/3 は悪意のある参加者とみなされ、デポジットに罰金が科せられます。このような無効な操作を回避するために、バリデーターにとって最善の方法は、投票の各ラウンドの前にビーコン チェーンの状態を確認し、適切なチェックポイントに投票することです。
では、「チェックポイントが確立されることが決定されている」の「決定された」をどのように理解すればよいでしょうか？まず、正当化 (上記では「正当化」と呼ばれます) について話す必要があります。
正当化とは、バリデーターがチェックポイントに投票し、どのチェックポイントを現在のビーコン チェーンの最前線に配置するかを決定する操作を指します。バリデーターの 2/3 以上 (つまり、絶対多数) がエポックのペア (ソース エポック S -> ターゲット エポック T、つまりソース期間とターゲット期間など) について合意に達している限り、 , 2 つのエポックは合理化されている (正当化された) と言います; 2 つのエポックにスキップされたエポックがあるかどうかに関係なく、同じ列の 2 つのエポックが合理化されている限り、前のエポックをファイナライズされた (ファイナライズされた) と呼びます。
注: 理解を容易にするために、上記は大幅に簡略化した定義です。影響を与える要因は他にもありますが、それらはこの記事の範囲を超えています。
念のために言っておきますが、バリデーターが証明/ファイナライズしていると言うとき、バリデーターがエポック自体に投票しているという意味ではありません。誰かが投票を使用して時刻を決定しているように聞こえます (現在時刻は誰もが知っています)。投票する必要はまったくありません）。バリデーターは実際には、これらのエポックの内容、つまりそれぞれの最終スロット (境界スロット) のルート状態に投票します。したがって、バリデーターはエポック投票を証明/確認することによって、ブロックチェーンの最新の有効な状態を選択します。
LMD GHOST
『アベンジャーズ 4』の最後の戦いで、ドクター・ストレンジは並行世界に 1,400 万の可能性を見出しました。これらの平行世界では、時間は直線的に進み、毎日、各時間はすべての世界で同時に起こりますが、これらのすべての世界で、望ましい結果は 1 つだけあり、他の結果は分岐点になります。
副題
次に、フォーク選択ルールについて話さなければなりません。
最新のメッセージ駆動型 (LMD) GHOST 方式では、アルゴリズムは「メッセージ」、つまり構成証明 (「証人情報」) に基づいて実行されます。一般に、最も多くの票を獲得した分岐チェーンが「権威チェーン」とみなされます。Gasper
上の図は、最新のニュース主導型 GHOST 手法の詳細を示しています。スマイルマークは目撃情報を表し、各ブロックには目撃者の数の合計、つまりブロックの重みを表す数字があります。 。上の図では、一番上のチェーンが最も長いチェーンですが、緑色のチェーンが「権威のあるチェーン」です。
副題
Ethereum 2.0 では、Casper と GHOST は総称して Gasper と呼ばれ、Ethereum 2.0 のコアコンセンサスプロトコルです。
EthCCでのJustin Drakeのイーサリアム2.0に関するブリーフィングを見てみましょう。
上の図の 2 つのボックスは、選択をフォークするときの 2 つの不正な状態を表しています。左側のボックスは、2 つの異なるルート状態に同時に投票できないことを示します (つまり、コンテンツが異なる 2 つのエポックに同時に投票することはできません)。右側のボックスは、スロットがすでに確定したスロットから直接取得されたものである場合、それらのスロットをバイパスして新しいスロットに投票することは許可されていないことを示します。言い換えれば、現在の候補エポックをスキップして、将来のエポックに直接投票することはできません。
図の下部には、2 つの「決定された」分岐チェーンが示されています。 1 番目と 2 番目の赤い円で表されるエポックは、その後に決定された 3 番目と 4 番目のエポックが続くため、決定されています。ただし、3 番目と 4 番目のエポックは 2 つの平行したフォーク内に存在します。どのフォークが「権威チェーン」ですか?
最初のルールによると、重複投票は許可されません。ブリーフィングの上部のフォークはすでに確定されたエポックを持っているため正当であるように見えますが、少し後に下のフォークにも確定されたエポックがあります。
これにより、下のフォークは無効であると結論付けられます。後で決定されたエポックに従ってチェーンが形成された場合、フォークにより以前に決定されたもののスキップされたエポックが「囲まれている」ことを意味するためです。つまり、新しくキャストされたエポックがエポックの後に続きます。別のフォークから。特定されたチェックポイントは時系列順に実行する必要があるため、この状況は違法です。これが起こった場合、多くのバリデーターは、「違法なチェーン」上のエポックに投票したとして厳しく罰せられる可能性があります。 「二重投票」と「囲い込み投票」ルールによれば、どの検証者が悪事を行っているかを特定することができ、悪事の代償は非常に高くなります。
