イーサリアム 2.0: ビーコン チェーン バリデーターの旅

編集者注: この記事は以下から引用しましたブルーフォックスノート (ID:lanhubiji)編集者注: この記事は以下から引用しました

、著者 Alex T、翻訳者 SIEN、Odaily の許可を得て転載。

序文: イーサリアム フェーズ 0 の中核はビーコン チェーンであり、イーサリアム ネットワークの調整を担当します。バリデーターとして、Ta はどのように ETH2.0 ネットワークに参加しますか?この記事では、バリデーターの参加プロセスをバリデーターの観点から簡単に説明します。これは、ETH2.0 ネットワークのバリデーターになりたい読者に非常に適しています。

画像の説明

(フォークの選択、オリバー・ルースより)

この記事では、ビーコン チェーンがどのように機能するかを簡単に説明します。 ETH2.0 では、ビーコン チェーンはネットワーク全体のバックボーンであり、非常に複雑な方法ですべてを調整するため、以下の説明は意図的に大幅に簡略化されています。話を簡単にするために、ネットワークとバリデーターが正常に動作している場合を主に考慮し、間違いなく発生する悪意のある動作のほとんどを無視します。罰金、減額、孤立ブロック、再編成などについては、当面ここでは説明しませんので、後で列挙します。

ビーコン チェーンはブロックチェーンであり、本質的には相互に接続されたブロックのチェーンですが、いくつかの驚くべき点があります。

私たちの旅は、バリデーターである未知のヒーローから始まります。検証者は、検証者ノードを実行して ETH2.0 ネットワークに積極的に参加するために、その 32 ETH の「小規模な金庫」を現在の ETH1.0 ネットワーク上の質権契約にロックします。

バリデーターを使用するには、いくつかの前提条件が必要です。理想的には、バリデーターは ETH1.0 ノードとビーコン チェーン クライアント ノードにアクセスでき、両方とも同期されています。

私たちのヒーロー (青いキツネの注: ここではバリデーターを指します) が自分の ETH を質権契約に入金すると、ETH2.0 への旅が始まります。保管プロセスの一部として、ビーコン チェーンの ETH の公開キー、ホットおよびコールド秘密キーを取得します。ブラウザを通じて、公開キーを使用してバリデーターのステータスとアクティビティを表示できます。ホット秘密キーは投票と提案に使用されますが、コールド秘密キーは将来 ETH にアクセスできるようにするゴールデン キーであるため、オフラインで保存する必要があります。

ここで注意すべき非常に重要なことの 1 つは、デポジットを送信したら、バリデーターでなくなるまでバリデーター クライアントを実行し続ける必要があるということです。フェーズ 0 では、退会するとバリデーターとして再参加することも、資金を送金することもできなくなります。そうしないと、ETH を失うことになります。 (Blue Fox 注: このヒントは非常に重要です。損失を避けるために、検証クライアントが正常に動作していることを確認する必要があります)

検証者の 2 番目のステップは、保存されたトランザクションが元に戻せないことを確認するために、約 7.5 時間 (現在 1024 個の ETH1.0 ブロックと 1024 個の ETH2.0 スロット) 待機することです。バリデーターはこの時間を利用して、使用可能なバリデーター クライアントをセットアップし、ホット秘密キーを追加して、以前にセットアップされたビーコン チェーン クライアントに接続します。

待機が終了すると、保存された資金がビーコン チェーンによって認識され、バリデーターがアクティベーション キューに追加されます。このキューでは、キュー内にある他のバリデーターの数に応じて、待機し続けることが想定されます。現在、アクティブなバリデーターは 327,680 個あり、エポックごとにアクティブにできるバリデーターは 4 つだけです。

エポックを理解するには、スロットとは何かを理解する必要があります。スロットは、ブロックを生成できる 12 秒間隔です。結局のところ、これはブロックチェーンなので、ある時点でブロックを生成する必要があります。空のスロットが存在する場合があり、それらはスキップ スロットと呼ばれます。

物事を整理しておくために、スロットは 1 エポックで一度に 32 スロットずつグループ化されます。これにより、ビーコン チェーン クライアントが実行する必要がある操作の一部が分散化され、その結果、クライアントを実行しているコンピュータの計算負荷が軽減されます。

キューに入れられた後、最終的にバリデーターがアクティブになります。バリデーターは、各エポックが開始される前に名簿を取得します。この名簿では、彼は各エポックで、他の同僚の一部とともに、どのブロックをスロットに含めるかについて投票する必要があることがわかります。ある時点で、彼はスロットのブロックを提案する責任も自分にあり、他の人は投票できることに気づきました。

各エポックの前に、ビーコン チェーンの各スロット (特殊な形式の乱数生成を使用) がブロックを提案するバリデーターを選択します。

また、利用可能なバリデーターのプール全体を取得し、それらをエポックごとのスロットに分割し、さらにそれらを前述のグループ (別名委員会) に分割します。委員会は投票をまとめて行うことができます。最後に、エポックごとに、各バリデーターは指示に従って 1 回投票する必要があり、選択された場合はブロックを提案する必要があります。

私たちの主人公である検証者に戻ると、彼の人生はかなり単調であることがわかります。先ほど述べたように、彼は多くのエポックを費やして、ビーコン チェーン クライアントに各エポックで実行する必要があることを尋ねてから、それを実行しようとします。次に、他の人が提案したブロックが含まれるように、エポックごとに投票 (証明または確認とも呼ばれます) する必要があります。入手可能なすべての情報を考慮して、誠実に行動を実行します。そして、一般的に言えば、正しい情報を含む提案されたブロックを確認するだけで簡単な作業です。

時々エキサイティングなことが起こり、ブロックを提案するバリデーターが選ばれます。対応するスロットが起動すると、ネットワークから何を確認できるか、最後のブロック (ネットワーク ヘッダーとも呼ばれる) が何であったかを確認し、ブロックに含まれるのを待っているネットワーク上の検証を確認できます。次に、このすべての情報を新しいブロックにパックし、ネットワークに送信します。

ブロックが正規チェーンに含まれている場合、より多くの情報を収集し、より速く送信するほど、より多くの潜在的な報酬を受け取ることができます。そのブロックをコミットした後、すべてが正しいと仮定すると、受信したプルーフの数を通じて、後続のブロックで他のピアによってブロックが検証されたことがわかります。

エポックが終了すると、ビーコン チェーンは職務を正しく実行したバリデーターにも ETH を発行します。その一部は投票した人々に寄付され、大部分はブロックを提案した人々に寄付されます。ただし、タスクを正しく完了できなかった場合、罰金を科される場合もあります。さらに悪いことに、バリデーターが悪意を持って行動した場合、または同じスロットに 2 つのブロックを提案するなどの技術的な問題が原因でバリデーターが削除され、より多くの資金が失われることになります。

ブロックチェーンはブロックごとに構築され、最後に利用可能なブロックを親ブロックとして使用することで、各ブロックは前のスロットのブロックを参照し、自身をチェーンに固定します。ただし、現実の世界はおとぎ話ではないため、すべてのバリデーターが同じではないため、ネットワーク遅延などによって多くの問題が発生する可能性があります。この遅延は、一部のバリデーターは提案されたブロックを確認できる一方で、他のバリデーターは確認できないことを意味します。

この問題を解決するには、「フォーク選択」と呼ばれる強力なエンティティをバリデータ クライアントに導入する必要があります。その目的は裁判官の目的と似ています。各スロットで、入手可能なすべての情報をチェックし、チェーンの歴史を考慮して複数の選択肢がある場合は、そのうちの 1 つ、つまり建設の瞬間に遡って最も多くの票を獲得したものを選択しようとします。このメカニズムにより、正規チェーンが 1 つだけ存在することが保証されますが、短期間チェーンを再編成する可能性がある再編成と呼ばれる副作用があります。再組織が発生すると、新しいチェーンの歴史と実行された義務を反映して報酬と罰則が変更されます。

バリデータープール全体の少なくとも 3 分の 2 がエポックの始まりを表す同じブロックに投票した場合、エポックはチェーンの有効な部分とみなされます。

• 合理性は、再組織化によってチェーンが変化しないという合理的な確実性を提供します。チェーンが変わらないことを保証するために、一連の他のエポックが証明され、その上に構築された時点で、エポックは最終とみなされます。言い換えれば、最終エポックは証明されたエポックであり、その子エポックも証明されています。

• 要約すると、これはビーコン チェーン バリデーターの行程です。

• ビーコンチェーンクライアントの同期

• 32 ETH デポジットをストレージ契約に送信します

• バリデータクライアントを起動する

  質権のデポジットが確認され、バリデーターのアクティベーションキューに追加されるまで待ちます

  以下を実行して、バリデーター・クライアントが実行し続けることを確認します。

• - オンチェーンに含めるためのブロックへの投票/証明

- 求められたら新しいブロックを提案します

$$$ を獲得

この記事では、専用の記事が必要となる次のトピックについて簡単に触れるか、無視しています。

*乱数生成—RANDAO

*フォーク選択ルール - Casper FFG

*ファイナリティ

※報酬とペナルティの計算方法

*削減

* バリデーターのライフサイクル (自発的終了および強制終了を含む)