이더리움 2.0의 밝은 미래

区块链大本营

特邀专栏作者

2020-01-22 08:00 (UTC+8)

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ETH2 연구팀은 전체 블록체인 분야에서 가장 경험이 많고 재능 있는 프로토콜 설계팀이라고 해도 과언이 아닙니다.

AI 요약

ETH2 연구팀은 전체 블록체인 분야에서 가장 경험이 많고 재능 있는 프로토콜 설계팀이라고 해도 과언이 아닙니다.

편집자 주: 이 기사의 출처는블록체인 캠프 (ID: blockchain_camp)편집자 주: 이 기사의 출처는

블록체인 캠프 (ID: blockchain_camp)

, 저자: Grant Hummer, 승인을 받아 Odaily에서 복제.

한동안 이더리움을 지켜본 사람이라면 이더리움의 역사가 지연된 약속, 반송된 티켓, 미래 계획에 대한 잘못된 의사소통으로 뒤덮였다는 것을 알고 있습니다. 이로 인해 많은 사람들이 Ethereum을 실패한 실험으로 분류했습니다. 오늘날의 이더리움(ETH1)은 느리게 실행되고 전체 네트워크의 속도는 제한적이며 초당 15개의 트랜잭션(TPS)만 처리할 수 있으며 대규모 복잡한 계산을 수행하는 데 비용이 많이 듭니다. 이에 비해 Visa는 초당 수만 건의 거래를 처리할 수 있습니다.

이더리움이 느리고 비싼 이유는 무엇입니까? 간단히 말해서, (현재) 탈중앙화 비용이 높기 때문입니다. 탈중앙화는 비용이 많이 들고 오늘날 대부분의 블록체인과 마찬가지로 이더리움의 모든 노드(이더리움 소프트웨어를 실행하는 컴퓨터와 같이 네트워크에 연결된 컴퓨터로 정의됨)는 참여하는 모든 사람이 규칙을 준수하도록 모든 계산을 위해 네트워크로 연결되어야 합니다. 이것은 실제 에너지와 자원을 소비합니다. 시간 비용 측면에서 Ethereum을 실행하는 노드는 전 세계에 퍼져 있습니다. 결국 이것은 참가자에게 무수한 인센티브를 제공하는 공용 네트워크입니다. 동시에 서로 다른 노드 간의 통신 지연이 높고 컴퓨팅 성능이 높습니다. 다양합니다. 따라서 네트워크는 느린 노드가 "따라잡고" 네트워크 탈중앙화 투표에 계속 기여할 수 있도록 충분한 대기 시간을 유지해야 합니다. 현재 아키텍처 설계에 따르면 이더리움 네트워크는 매우 짧은 시간에 너무 많은 데이터를 처리해야 하고 사용자의 하드웨어(예: 노트북 또는 개인 서버)는 따라갈 수 없으며 네트워크의 유일한 기능 노드는 크기만 큽니다. 데이터 센터 업. 이러한 데이터 센터 노드는 쉽게 독점을 형성하고 네트워크에 대한 검열 제어를 인계하거나 행사할 수 있으므로 이더리움의 분산화에 심각한 피해를 줄 수 있습니다. EOS와 같은 많은 암호화된 네트워크는 오늘날 실제로 이 문제로 어려움을 겪고 있습니다.

퍼블릭 블록체인에서 충분한 수준의 탈중앙화를 유지하는 것이 중요합니다. 분산화 없이 블록체인을 사용하는 것은 의미가 없습니다. 중앙 집중식 블록체인은 대중의 거래를 쉽게 검열할 수 있고 일반 분산 데이터베이스보다 훨씬 덜 효율적이기 때문입니다. 블록체인을 처음 접하는 독자의 경우, Satoshi Nakamoto가 비트코인에서 새로운 형태의 분산 관리를 발명하기 전에는 사실상 어떤 시스템도 "무신뢰 제어"를 구현할 수 없었음을 기억할 수 있습니다. 전부 또는 많은 통제. 이더리움의 창시자인 Vitalik Buterin은 탈중앙화와 성능 사이의 상충 관계에 대해 유명하게 대답하면서 "김이 나는 중앙 집중식 쓰레기 덤프"가 되는 한 누구나 높은 TPS 시스템을 구축할 수 있다고 지적했습니다.

각 노드가 다른 노드의 트랜잭션을 처리할 필요 없이 블록체인을 구축하고 전체 네트워크 트랜잭션의 일부만 처리하여 통신 오버헤드를 줄일 수 있다면 어떨까요?

ETH2가 있습니다.

ETH2는 이더리움의 차세대이며 이더리움이라고 부르는 것조차 좀 부적절합니다. 이것은 블록체인이 대규모로 작동하는 방식에 대한 새로운 0-1 패러다임을 가진 완전히 다른 프로젝트입니다. ETH2의 목표는 이더리움의 확장성, 보안 및 프로그래밍 가능성을 향상시키는 것입니다. 15개의 트랜잭션을 처리하는 단일 체인은 역사가 되었으며 ETH2는 탈중앙화의 손실 없이 단일 체인을 통해 초당 수천 또는 수만 개의 트랜잭션(또는 그 이상)을 처리할 수 있습니다. 실제로 비트코인과 ETH1에서 현재 사용되는 작업 증명(PoW) 메커니즘과 달리 ETH2는 보다 경제적으로 안전한 합의 메커니즘, 즉 지분 증명(PoS)을 도입할 것입니다. 비트코인과 같은 전통적인 PoW 블록체인에서 새로운 비트코인의 생산 및 거래는 복잡한 수학 문제를 해결하기 위해 값비싼 하드웨어를 사용하는 광부, 개인 및 조직에 의해 처리됩니다. 광부는 거래 수수료와 교환하여 네트워크를 보호합니다. PoS 블록체인(예: ETH2)에서는 상황이 다르며 네트워크에 보안을 제공하기 위해 자체 이더를 잠그는 유효성 검사기가 새로운 이더를 생성하고 거래합니다. 실제로 유효성 검사기가 제공하는 보안은 네트워크 자체의 가치에 따라 달라지며 유효성 검사기가 오작동(예: 악의적인 트랜잭션 승인)하면 이더가 삭감될 수 있습니다. 이 메커니즘은 검증자에게 프로토콜 규칙을 준수할 인센티브를 제공합니다.

PoS의 뛰어난 보안에 대한 또 다른 중요한 이유는 PoW 메커니즘이 소위 "spawn camping" 공격에 취약하기 때문입니다. 공격자가 Bitcoin 또는 기타 PoW 체인을 공격하기에 충분한 채굴 하드웨어를 축적할 수 있는 경우 Bitcoin은 추가 공격을 막을 수 없습니다. . 대조적으로, 이더리움은 이러한 유형의 공격에 훨씬 더 탄력적입니다. 공격자의 비트코인 채굴장을 불태우는 것과 같이 공격자의 지분을 하드포크하고 슬래시할 수 있습니다.

또한 ETH2를 통해 개발자는 실행 환경으로 알려진 자체 트랜잭션 처리 방법을 만들 수 있습니다. 따라서 개발자는 필요할 때 Ethereum 내에서 다른 블록체인 규칙을 사용할 수 있습니다. 실행 환경을 크게 단순화하기 위해 ETH2는 사용자가 Bitcoin 규칙, ZCash 규칙, ETH1 규칙 및 트랜잭션에 대한 기타 가능한 규칙 세트를 사용할 수 있도록 합니다. 시간이 지남에 따라 대문자로 된 유효성 검사기는 보안 보호를 제공합니다. ETH2는 "샤딩"을 통해 이를 달성할 수 있습니다. 조각화 사슬. 이렇게 하면 전체 네트워크에서 개별 트랜잭션을 처리하는 대신 ETH2의 지정된 유효성 검사기가 단일 샤드에서만 트랜잭션을 처리하고 확인할 수 있습니다. 이는 클라이언트 하드웨어를 사용하는 참가자가 ETH2 네트워크에 의미 있게 참여할 수 있도록 하는 혁신적인 기술입니다.

이것은 중요합니다. ETH2의 모든 샤드는 다른 모든 샤드와 동일한 보안을 공유하며 단일 샤드를 손상시키려면 전체 시스템이 손상되어야 합니다. Cosmos에서 각 체인은 자체 보안을 담당하므로 분산되고 취약한 네트워크가 됩니다. 이 보안 모델은 Cosmos와 같은 플랫폼보다 더 나은 보안 보장을 제공합니다. 결과적으로 ETH2를 손상시키기 위해 공격자는 수십억 달러 상당의 Ether를 구매하고 스테이킹해야 하며 Ether의 가격이 상승하면 증가할 것입니다.

이것은 데이터 블록의 단일 "체인"인 전통적인 블록체인 네트워크의 이미지입니다. 블록 헤더 또는 트랜잭션 목록의 의미를 이해하지 마십시오. 이 그림은 단지 설명을 위한 것입니다.

ChainSafe Systems

이것이 ETH2의 이미지이지만 실제로는 샤드 체인이 2개가 아니라 64개입니다. 모든 샤드는 비콘 체인을 사용하여 서로 조정합니다. 위의 그림과 마찬가지로 기술적 세부 사항은 신경쓰지 마십시오.
ETH2는 9개의 서로 다른 엔지니어링 팀에 의해 구축되었으며, 모두 이더리움 재단으로부터 보조금을 받고 이더리움 커뮤니티로부터 폭넓은 지원을 받았습니다. 이 팀은 Chrome 또는 Firefox와 같은 웹 브라우저와 같은 클라이언트를 구축하지만 Ethereum 네트워크에 액세스하고 참여합니다. 클라이언트의 다양성은 전제 기준인 Ethereum의 핵심 원칙 중 하나입니다. 즉, 하나 또는 두 개의 클라이언트가 충돌하거나 버그가 있는 경우 전체 네트워크가 충돌하지 않습니다. 각 클라이언트는 서로 다른 틈새 용도를 목표로 하지만 모든 클라이언트가 네트워크에 참여할 수 있습니다. 예를 들어, 한 클라이언트는 스마트폰에 최적화되어 있고 다른 클라이언트는 기업용으로 제작되었습니다. 엔지니어링 팀은 Ethereum Foundation, ConsenSys 및 더 넓은 학계의 재능 있는 연구원(대부분 컴퓨터 과학 박사 등)이 만든 사양에 따라 ETH2를 구축했습니다. 대부분의 연구는 ethressearch.ch 웹 사이트에서 오픈 소스로 수행되어 전 세계 누구나 유효한 기술 아이디어, 제안 또는 비판을 제공할 수 있습니다. 이러한 사양을 현재 상태로 만드는 데는 수년간의 반복적인 반복이 필요했습니다. 한동안 연구원들은 작동하는 설계가 있다고 생각했지만 일부 또는 전체 시스템을 재설계해야 하는 버그를 발견했습니다. ETH2 연구팀은 전체 블록체인 분야에서 가장 경험이 많고 재능 있는 프로토콜 설계팀이라고 해도 과언이 아닙니다.
아래는 ETH2 연구 팀 목록입니다(무작위 순서).

PegaSys

온타리오 주 토론토에 본사를 둔 이 회사는 ETH2 클라이언트 연구를 담당하는 5명의 개발자를 포함하여 30명 이상의 직원을 보유하고 있습니다.
풀뿌리 개발자들, 토론토의 Ethereum Developer Exchange에서 만났습니다.
JS로 작성된 Lodestar 클라이언트를 구축했습니다.
ConsenSys(이더리움 생태계에서 가장 큰 회사)에는 50명 이상의 팀이 있으며 구성원은 전 세계에 흩어져 있습니다.

Harmony

기업 친화적인 ETH1 클라이언트인 Pantheon 구축
ETH2 사양에 초점을 맞춘 연구원 팀이 있습니다.
기업용으로 최적화된 Java 기반 클라이언트 Artemis를 구축했습니다.
러시아에 위치한 4인조 팀;

Parity Technologies

Java Ethereum 클라이언트 구축
현재까지 제한된 공개 정보
PegaSys/Artemis와 합병할 수 있습니다.
60명 이상의 팀이 베를린에 있으며 많은 원격 직원이 있습니다(모두 ETH2에서 작업하는 것은 아님).

Prysmatic Labs

ETH2 클라이언트 Substrate Shasper를 구축하기 위해 Ethereum Foundation으로부터 500만 달러를 받았습니다.
또한 Ethereum의 경쟁자로 간주되는 상호 운용 가능한 블록체인 프로젝트 Polkadot의 배후 팀입니다.
두 번째로 인기 있는 ETH1 클라이언트 패리티 구축 및 유지

Sigma Prime

미국 전역에 흩어져 있는 6명으로 구성된 팀.
업데이트 블로그는 매우 활동적이며 블로그는 ETH2에 대해 자세히 알아보고 후속 조치를 취할 수 있는 좋은 방법입니다.
클라이언트 Prysm은 ETH1의 Geth와 유사한 여러 주요 목적을 위해 구축되었습니다.

Status

호주 시드니에 기반을 둔 4명의 팀;
강력한 학업 및 소프트웨어 개발 배경;

Trinity

주류 사용 사례를 위해 클라이언트 측 Lighthouse를 구축했습니다.
유럽 전역에 흩어져 있는 8명으로 구성된 팀.

Nethermind

스마트폰 또는 기타 "가벼운" 환경을 위한 경량 클라이언트 Nimbus를 개발하십시오.
Ethereum Foundation과 서명한 4인 팀;

빌드된 경량 클라이언트는 고급 구현을 프로토타이핑하는 데 사용됩니다.

런던과 폴란드에 기반을 둔 7인 팀;

.NET에서 ETH2용 Windows 클라이언트 구축.

ETH2의 출시는 여러 단계로 나뉘지만 이 중 가장 중요한 것은 처음 세 단계입니다. 각 구성 요소를 올바르게 구축하는 데 시간이 걸릴 뿐만 아니라 점진적으로 변경 사항을 도입하면 기술적 위험이 크게 줄어들기 때문에 이러한 단계는 ETH2의 다양한 구성 요소의 롤아웃을 시차를 두었습니다. "대박을 터뜨리기 위해 빠르게 움직이는 것"은 수십억 달러 규모의 암호화 네트워크에 현명하지 않습니다. 수정 사항을 신속하게 배포할 수 있는 중앙 집중식 기술 회사와 달리 심각한 버그가 포함된 암호화된 네트워크는 네트워크 참여자 모두가 최신 클라이언트 버전으로 수동으로 업데이트해야 하므로 오랜 시간 동안 혼란을 겪을 수 있습니다. 허공에서 새로운 에테르를 생성하려면 네트워크의 보안을 보장하기 위해 많은 수의 트랜잭션을 롤백해야 합니다. 이는 2016년 DAO 해킹으로 이더리움 개발자와 사용자가 자체 체인인 이더리움 클래식을 포크하게 만든 것처럼 매우 부정적인 영향을 미칠 것입니다.

0단계: 2020년 2분기 말 또는 3분기 초까지 인도될 수 있습니다. 전체 ETH2 네트워크에 대한 일종의 "명령 및 제어" 센터 역할을 하는 비콘 체인을 소개합니다. 이 비콘 체인은 유효성 검사기를 구성하고 다른 샤드 체인에 할당하며 다른 샤드로 무작위로 섞기 전에 해당 샤드에 대한 트랜잭션 처리를 담당합니다. 셔플링은 ETH2 보안의 중요한 부분이며, 셔플링이 없으면 유효성 검사기의 일부가 잠재적으로 뇌물을 받거나 손상되어 ETH2의 작업을 감염시킬 수 있습니다. 비콘 체인은 또한 서로 다른 샤드 간에 이더, 토큰 및 데이터를 교환할 수 있도록 서로 다른 샤드에서 생성된 데이터 블록의 정확성을 증명하는 역할을 합니다. 1970년대 캘리포니아 용어로 표현하자면 비콘 체인은 다른 블록체인을 관리하는 블록체인입니다.

비콘 체인이 명령 및 제어라면 유효성 검사기는 구성을 처리하는 사람입니다. 유효성 검사기는 네트워크에서 트랜잭션을 처리 및 예약하고 서로 간에 그리고 다른 참가자에게 전달하는 PoS 네트워크의 참가자입니다. 이를 위해 거래 수수료와 새로 발행된 통화를 얻을 수 있습니다. Validator는 틀림없이 암호화된 네트워크에서 가장 중요한 역할이며, 이를 위한 인센티브 메커니즘을 설계하는 것 또한 ETH2가 해결하고자 하는 핵심 과제입니다. 비콘 체인은 오작동하는 검증자를 차단하는 역할도 합니다.

1단계: 2021년에 제공될 예정으로 자체적으로 샤드 체인을 시작하지만 샤드에서 데이터를 처리하거나 구축할 수 없습니다. 이러한 데이터는 주로 샤드 체인이 서로 통신하고 정보를 비콘 체인으로 전달할 수 있도록 원시 형식(즉, 데이터 BLOB)으로 샤드에 존재합니다. 샤딩은 데이터에 대해 어떤 계산도 수행할 수 없습니다. 1단계는 처음에는 제한된 용도로 최적화된 테스트넷처럼 느껴졌지만 그렇지 않았습니다. 신규 또는 기존 DApp은 이러한 데이터 저장소를 활용하여 확장성을 높일 수 있습니다. 예를 들어 분산형 Twitter DApp은 샤드 체인에 데이터를 저장하고 체인 외부에서 대부분의 계산을 수행할 수 있으며 ETH1은 높은 보안 보장을 제공합니다. 1단계에서 ETH1은 여전히 정상적으로 작동하고 1.0 및 2.0 체인은 동시에 작동합니다.

2019년 12월 말, Vitalik은 이더리움이 PoS 사용을 실현하고 ETH2와 더 빠르게 통합할 수 있도록 ETH1의 비콘 체인으로의 이동 속도를 높일 것을 제안했습니다. 처음에 ETH1은 (실행 환경이 아닌) 특별한 샤드로 존재하지만 2단계에서 실행 환경으로 전환됩니다. 현재로서는 이것이 언제 발생할지 알 수 있는 계획은 없지만 1단계에서 발생할 것으로 보입니다.

2단계: ETH2의 진정한 비전을 실현하는 2021년 또는 2022년에 출시될 것으로 예상됩니다. 그 시점에서 샤드는 트랜잭션을 처리할 수 있고 ETH2 네트워크는 실제 비즈니스 애플리케이션에서 사용할 수 있습니다. 분할된 스마트 계약은 스마트 계약을 실행하기 위한 해당 실행 환경과 함께 2단계에서 도입됩니다. 앞에서 언급했듯이 실행 환경을 통해 개발자는 트랜잭션 처리를 위한 임의의 규칙 집합을 만들 수 있습니다. 또한 프로토콜 개발자가 Bitcoin, Zcash, ETH1 또는 블록체인 트랜잭션 계산을 위해 상상할 수 있는 모든 것을 모방하는 실행 환경을 만들 수 있음을 의미합니다. ETH1이 비트코인을 마무리하여 스마트 계약을 가능하게 하는 것과 같은 방식으로 ETH2는 블록체인 컴퓨팅의 본질을 재정의하기 위해 ETH1을 마무리할 것입니다.

ETH2의 일부 구성 요소에는 분산된 방식으로 데이터를 계속 제공하고 저장하는 방법(소수의 데이터 제공자가 네트워크를 독점하고 제어하는 것을 방지), 샤드 간 트랜잭션이 작동하는 방식, 실행 환경 관리 방법 등 그러나 이러한 문제에 대한 연구는 빠르게 발전하고 있습니다.
ETH2의 3단계가 다시 반복됩니다.
0단계:

2020년 2분기 말 또는 3분기 초까지 배송