ทบทวนเส้นทางการอัพเกรดของ Ethereum

特邀专栏作者

2022-08-08 02:00

บทความนี้มีประมาณ 3630 คำ การอ่านทั้งหมดใช้เวลาประมาณ 6 นาที

การวางตำแหน่งของ Ethereum คือคอมพิวเตอร์โลก เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักพัฒนาได้วางแผนเส้นทา

การวางตำแหน่งของ Ethereum คือคอมพิวเตอร์โลก เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ นักพัฒนาได้วางแผนเส้นทางการอัปเกรดสำหรับมันตั้งแต่แรกเกิด ได้แก่ Frontier (ชายแดน), Homestead (ที่อยู่อาศัย), Metropolis (มหานคร), Serenity (ความเงียบสงบ ) สี่ขั้นตอน

ในปัจจุบัน เครือข่ายทั้งหมดมาถึงขั้นตอนที่สามแล้ว สามขั้นตอนแรกเป็นของ Ethereum 1.0 และขั้นตอนสุดท้าย Senerity ก็เป็น Ethereum 2.0 ที่เราได้ยินบ่อยๆ 2.0 แต่เราจะสานต่อสำนวนนี้ในบทความนี้)

การอัปเกรด Ethereum 2.0 เป็นส่วนใหญ่เพื่อแก้ปัญหาบางอย่างที่จำกัดการพัฒนาของเครือข่ายทั้งหมดในระหว่างการพัฒนา Ethereum มีสามประเด็นหลัก:
ประการแรกคือการใช้พลังงานสูงที่เกิดจากการขุด เนื่องจากการนำกลไก PoW (Proof of work) มาใช้เป็นกลไกที่สอดคล้องกัน Ethereum จึงต้องการโหนดเพื่อจัดหาพลังการประมวลผลสำหรับการขุด กระบวนการคำนวณของเครื่องขุดต่างๆ ใช้พลังงานจำนวนมาก ดังนั้นจึงมักถูกตำหนิบนเครือข่าย ไม่เขียวพอที่จะวิ่ง
ปัญหาประสิทธิภาพอื่น ในปัจจุบัน ความเร็วในการสร้างบล็อกของ Ethereum chain อยู่ที่ประมาณ 1 บล็อกทุกๆ 12-15 วินาที และ TPS (ธุรกรรมต่อวินาที จำนวนธุรกรรมที่ประมวลผลต่อวินาที) อยู่ที่ประมาณ 15 ความเร็วในการประมวลผลนี้ไม่เพียงพอที่จะรองรับ แอปพลิเคชันเชิงพาณิชย์ทั่วไป ความแออัดของเครือข่าย Ethereum ในบางครั้งยังจำกัดการพัฒนาอีกด้วย

เพื่อตอบสนองต่อปัญหาเหล่านี้ ชุมชนนักพัฒนาได้วางแผนหลายขั้นตอนสำหรับการอัปเกรด Ethereum 2.0 แผนงานสำหรับการอัปเกรด Ethereum 2.0 จะแนะนำด้านล่าง

ชื่อเรื่องรอง

แผนงาน Ethereum 2.0

Roadmap ของ Ethereum 2.0 ประกอบด้วย 3 ขั้นตอนของ parachain-beacon chain, การผสานและการแบ่งส่วนย่อย จุดประสงค์ของสองขั้นตอนแรกคือการเปลี่ยนกลไกฉันทามติของเครือข่ายทั้งหมดจาก PoW เป็น PoS (Proof of Stake, Proof of Stake) และขั้นตอนสุดท้ายคือการปรับปรุงประสิทธิภาพและความสามารถในการปรับขนาดของเครือข่าย Ethereum ทั้งหมด

1. โซ่คู่ขนาน - โซ่สัญญาณ

เพื่อให้การเปลี่ยนแปลงของกลไกฉันทามติเป็นไปอย่างราบรื่น ในวันที่ 1 ธันวาคม 2020 ขณะที่เครือข่ายหลัก PoW ในปัจจุบันกำลังทำงานอยู่ Ethereum ได้เปิดใช้งานเชนคู่ขนานที่เรียกว่า Beacon Chain ก่อน ห่วงโซ่บีคอนใช้ PoS เป็นกลไกฉันทามติและทำงานโดยอิสระจากเครือข่ายหลัก ผู้เข้าร่วมต้องจำนำ 32 ETH ในสัญญาอัจฉริยะบนเชนเพื่อเป็นหลักฐานยืนยันสิทธิ์และผลประโยชน์ หลังจากตรวจสอบแล้ว พวกเขาจะเข้าสู่รายการตรวจสอบความถูกต้องและกลายเป็นผู้ตรวจสอบความถูกต้องของบีคอนเชน ในห่วงโซ่นี้ ผู้ตรวจสอบจะเข้ามาแทนที่บทบาทของผู้ขุดและกลายเป็นผู้สร้างห่วงโซ่

ภายใต้กลไก PoW โหนดจะสร้างบล็อกถัดไปผ่านการคำนวณและการขุด ขณะที่ในสายบีคอนของกลไก PoS การสร้างบล็อกถัดไปจะถูกเลือกโดยผู้ตรวจสอบ ตัวเลือกนี้เป็นแบบสุ่มและไม่ได้กำหนดโดยผู้ตรวจสอบ ซึ่งสะท้อนถึงลักษณะของการกระจายอำนาจ หากผู้ตรวจสอบทำงานได้ดีก็จะได้รับรางวัล ในทางกลับกัน หากทำชั่ว ระบบจะหักส่วนหนึ่งของ 32 ETH ที่พวกเขาให้คำมั่นไว้ เมื่อ ETH ที่จำนำมีค่าน้อยกว่า 16 พวกเขาจะถูกลบออกจากรายการตัวตรวจสอบความถูกต้อง

ก่อนการควบรวมกิจการซึ่งเป็นขั้นตอนปัจจุบัน Ethereum อยู่ในขั้นตอนของการทำงานแบบขนานของ PoW+PoS การเปิดใช้งาน PoS parachain chain ก่อนกำหนดมีสาเหตุหลักมาจากการพิจารณา 2 ประการ ประการแรกคือการลดผลกระทบต่อห่วงโซ่ PoW ที่กำลังทำงานอยู่ในปัจจุบันให้น้อยที่สุดและลดผลกระทบของการแปลงฉันทามติบนเครือข่าย ประการที่สอง คือการให้เวลาเพียงพอแก่เครือข่าย PoS ใหม่ เพื่อรวบรวม Pledged ETH เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานที่ปลอดภัยของเครือข่าย

2. ผสาน

การควบรวมกิจการ (Merge) มักถูกกล่าวถึงเมื่อพูดถึง Ethereum 2.0 คือการรวมเครือข่ายหลักของ PoW (Ethereum เรียกว่าชั้นการดำเนินการสำหรับการประมวลผลธุรกรรม) เข้ากับ PoS beacon chain (Ethereum เรียกอย่างเป็นทางการว่าชั้นฉันทามติ) การควบรวม Ethereum จำเป็นต้องทดสอบบนเครือข่ายทดสอบก่อน เมื่อพบปัญหาใด ๆ ระหว่างการทดสอบ โหนดจะได้รับการซ่อมแซมตามสถานการณ์

ในปัจจุบัน Ropsten และ Sepolia ซึ่งเป็นเครือข่ายทดสอบของ Ethereum ได้รับการรวมเข้าด้วยกันในวันที่ 9 มิถุนายนและ 6 กรกฎาคมตามลำดับ เครือข่ายทดสอบ Goerli ที่เหลือจะถูกรวมเข้าด้วยกันในอนาคตอันใกล้นี้ หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดี เครือข่าย Ethereum อย่างเป็นทางการจะยุติการควบรวมกิจการในช่วงกลางถึงปลายเดือนกันยายน หลังจากนั้นกลไก PoW จะถูกยกเลิก และเครือข่ายทั้งหมดจะสร้างบล็อกใหม่ผ่าน PoS

เพื่อให้แน่ใจถึงความสำเร็จของการเปลี่ยนกลไกที่สอดคล้องกัน นักพัฒนา Ethereum จึงเสนอที่จะใช้ระเบิดความยากเพื่อเพิ่มความยากในการขุดของ PoW ระเบิดความยากถูกเพิ่มเข้าไปในรหัส Ethereum ในปี 2015 โดยอธิบายว่า: การเพิ่มความยากของปริศนาในอัลกอริทึม PoW ตามจำนวนบล็อกที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ทำให้เวลาในการคำนวณในการสร้างบล็อกนานขึ้นและการขุดทำได้ยาก ดังนั้นเพื่อ ลดรางวัลการขุดของนักขุดและปัดเป่าความกระตือรือร้นของพวกเขา หลังจากใช้ระเบิดความยากแล้ว นักขุดจะไม่เกิดประโยชน์ และเครือข่าย PoW เดิมจะไม่สามารถดำเนินการต่อไปได้

3. การกระจายตัว

การเปลี่ยนแปลงของกลไกฉันทามติไม่สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของ Ethereum ได้ และการปรับปรุงประสิทธิภาพจำเป็นต้องบรรลุผ่านการแยกส่วน

Sharding เป็นแนวคิดของการแบ่งพาร์ติชันฐานข้อมูล ซึ่งใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดเก็บและการประมวลผลที่รวดเร็ว ด้วยการแบ่งเครือข่ายขององค์กรออกเป็นพาร์ติชันขนาดเล็ก ฐานข้อมูลจะถูกแบ่งตามแนวนอน และโหลดจะถูกกระจาย แต่ละ Shard จะมีข้อมูลอิสระของตนเอง Sharding หลายส่วน สามารถประมวลผลแบบคู่ขนานได้ ซึ่งจะช่วยลดความแออัดของเครือข่าย เพิ่ม TPS และบรรลุความสามารถในการปรับขนาดเครือข่าย

แผนการ Sharding ในช่วงแรกของ Ethereum คือการแบ่งเครือข่ายหลักออกเป็น 64 Shards แต่ละ Shard มีผู้เสนอบล็อกและคณะกรรมการอิสระ และผู้เสนอบล็อกและคณะกรรมการจะถูกสุ่มเลือกและมอบหมาย ผู้เสนอเลือกธุรกรรมที่จะรวมอยู่ในบล็อกจาก กลุ่มการทำธุรกรรมและบล็อกสามารถรวมอยู่ในห่วงโซ่ได้หลังจากได้รับคะแนนเสียงอนุมัติสองในสามจากคณะกรรมการ

โครงการ Sharding ในช่วงแรกนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อปรับขนาดประสิทธิภาพของห่วงโซ่หลักของ Ethereum อย่างไรก็ตาม การนำไปใช้มีความซับซ้อนมาก นอกจากนี้ หลังจากผ่านไปหลายปี Layer2 ได้พัฒนาอย่างรวดเร็วและ Rollup ก็เฟื่องฟู ดังนั้นผู้พัฒนา Ethereum ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ Vitalik ค่อยๆ ละทิ้งโซลูชันดั้งเดิมนี้และหันไปเลือกเทคโนโลยีใหม่ นั่นคือแทน ของการแตกย่อยโดยตรงบน Ethereum mainnet เพื่อทำธุรกรรมมากขึ้น มันจะถูกแปลงเป็นแผนงานของห่วงโซ่พื้นฐานที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ Rollup โดยที่ Rollup จะขยายในระดับธุรกรรม และเชนหลักจะให้ข้อมูลพร้อมใช้งานสำหรับ Rollup เท่านั้น

เนื่องจากบล็อกสามารถมีแพ็คเกจที่สร้างโดย Rollups หลายชุด จึงจะมี Rollups หลายชุดบน Ethereum เพื่อขยายเครือข่ายทั้งหมดในอนาคต ปัจจุบัน รายการหลักคือ zkRollup และ Optimistic Rollup ซึ่งสอดคล้องกับหลักฐานยืนยันความถูกต้องและการฉ้อโกง 2 รายการตามลำดับ ทาง.

ชื่อเรื่องรอง

ผลกระทบของการอัปเกรด Ethereum 2.0

การลดการใช้พลังงาน

หลังจากเปลี่ยนไปใช้กลไก PoS แล้ว เครือข่ายทั้งหมดจะไม่พึ่งพาโหนดขุดที่ใช้พลังงานมากอีกต่อไป และด้วยเหตุนี้จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของโหนดภายใต้กลไก PoS สูงกว่า PoW มากกว่า 99% ดังนั้นประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเครือข่าย PoS จะได้รับการปรับปรุงอย่างมาก เมื่อนำกลไก PoW มาใช้ โหนดขุดแร่ต้องการอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่ทรงพลังและใช้พลังงานมากเพื่อทำการคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อน ใครก็ตามที่คำนวณเสร็จก่อนจะมีสิทธิ์สร้างบล็อกและรับรางวัลบล็อก ในกรณีนี้ นักขุดสามารถใช้อุปกรณ์ขุดได้อย่างเต็มที่ตลอด 24 ชั่วโมงต่อวันเพื่อให้ได้กำไรสูงสุด อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูงเหล่านี้มีความต้องการใช้ไฟฟ้าอย่างมาก

ในเครือข่าย PoS ผู้เสนอบล็อกจะถูกสุ่มเลือก และไม่จำเป็นต้องใช้ฮาร์ดแวร์การขุดจำนวนมากเพื่อแย่งชิงสิทธิ์ในการผลิตบล็อกอีกต่อไป และไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานมหาศาล

การผลิต ETH

หลังจากที่ Ethereum เปลี่ยนจาก PoW Consensus เป็น PoS ก็จะไม่สร้างรางวัลให้กับคนขุดอีกต่อไป แต่ให้รางวัลแทน ดังนั้นอัตราการออก ETH จะลดลง 90% ทุกคนเรียกสถานการณ์นี้ว่า "Triple Halvening" เพราะมันเทียบเท่ากับการลดลงของ Bitcoin สามครั้งในเวลาเดียวกัน และ Ethereum จะมีการหมุนเวียนลดลงทันที ในขณะเดียวกัน เนื่องจาก ETH ที่จำนำไว้ไม่สามารถไหลเข้าสู่ตลาดได้ ETH จึงจะเข้าสู่ ขั้นตอนภาวะเงินฝืด

คำมั่นสัญญา ETH

หลังจากการควบรวมกิจการเสร็จสิ้น ผู้ใช้จำนวนมากขึ้นจะเลือกจำนำ ETH เนื่องจากพวกเขาสามารถรับรายได้จากการจำนำที่แทบไม่มีความเสี่ยง จากการคำนวณ อัตราผลตอบแทนต่อปีสำหรับการเดิมพัน ETH อยู่ที่ประมาณ 4% Kraken คาดการณ์ในรายงาน "สถานะการเดิมพันในไตรมาสแรกของปี 2022" ว่าหลังจากการควบรวมของ Ethereum เสร็จสิ้น อัตราผลตอบแทนต่อปีของผู้ใช้การเดิมพันจะสูงถึง 8.5%-11.5%