Kế hoạch chi tiết trong tương lai và những thách thức của Ethereum 2.0

以太坊爱好者

特邀专栏作者

2019-11-16 16:37 (UTC+8)

Bài viết này có khoảng 6907 từ, đọc toàn bộ bài viết mất khoảng 10 phút

Hướng dẫn nghiên cứu Ethereum 2.0.

Tóm tắt AI

Hướng dẫn nghiên cứu Ethereum 2.0.

Lưu ý của biên tập viên: Bài viết này đến từngười đam mê EthereumLưu ý của biên tập viên: Bài viết này đến từmedium, được dịch bởi A Jian; văn bản gốc đến từ

, tác giả Frank Lee, được Odaily in lại với sự cho phép.

Mô tả hình ảnhCrosslink 2019 TaiwanDanny Ryan (Nguồn: Crosslink 2019 Đài Loan) -

1. Kiến trúc của Ethereum 2.0

Kiến trúc Ethereum 2.0 (Nguồn: Crosslink 2019 Đài Loan)-

Giai đoạn 0 (Giai đoạn 0)

Trong Ethereum 1.0 (Ethereum 1.0), Proof of Work (PoW) được sử dụng làm cơ chế đồng thuận (Consensus) để tạo ra các khối mới. Để giảm lượng lớn sức mạnh tính toán cần thiết để tạo các khối mới và vấn đề mất quá nhiều thời gian, Ethereum 2.0 sẽ thay đổi thành Proof of Stake (PoS) làm cơ chế đồng thuận để tạo các khối mới.

Khi giai đoạn 0 hoàn tất, sẽ có hai chuỗi Ethereum được sử dụng. Chuỗi Ethereum 1.0 (chuỗi chính PoW hiện được sử dụng) và chuỗi Ethereum 2.0 (chuỗi báo hiệu mới). Ở giai đoạn này, người dùng khóa Ethereum vào hợp đồng trong chuỗi 1.0 để đăng ký khóa chung và chuỗi 2.0 sẽ nhận ra khóa chung đã đăng ký trong hợp đồng. Tuy nhiên, họ không thể di chuyển ether đó trở lại chuỗi Ethereum 1.0 và để triển khai chuỗi đèn hiệu, bạn sẽ cần một ứng dụng khách chuỗi đèn hiệu. Hiện tại, nhiều nhóm đang phát triển các khách hàng này.

Giai đoạn 1 (Giai đoạn 1)

Ở giai đoạn đầu tiên, chuỗi phân đoạn sẽ được thêm vào, ở giai đoạn này, trọng tâm chính là cấu trúc dữ liệu của chuỗi phân đoạn, cũng như tính hợp lệ (Validity) và sự đồng thuận (Consensus) của nó. Chuỗi phân đoạn chỉ được sử dụng làm dữ liệu ở chain giai đoạn này, và không chỉ định trạng thái thực thi (State Execution) hay số dư tài khoản (Account Balances) của shard chain. Điều này giống như thử nghiệm cấu trúc sharding hơn là cố gắng sử dụng sharding để mở rộng chuỗi đèn hiệu. Ở giai đoạn này, beacon chain sẽ coi khối của shard chain (Block) là một tập hợp các bit (Collections Of Bits) không có cấu trúc hay ý nghĩa. Ethereum 1.0 và Ethereum 2.0 sẽ vẫn tồn tại song song với việc thử nghiệm và di chuyển trên chuỗi Ethereum 2.0.

Ở giai đoạn này, chuỗi phân đoạn sẽ được liên kết chéo với chuỗi đèn hiệu (Crosslinks) và trạng thái hiện tại của mỗi phân đoạn - "Gốc dữ liệu kết hợp (Gốc dữ liệu kết hợp)", sẽ thường xuyên được ghi lại trong khối "Chuỗi báo hiệu" dưới dạng một liên kết chéo . Sau khi hoàn thành khối chuỗi đèn hiệu, khối phân đoạn tương ứng sẽ được coi là hoàn thành và các phân đoạn khác biết rằng họ có thể dựa vào các khối này để thực hiện các giao dịch giữa các phân đoạn.

Đối với mỗi phân đoạn trong mỗi vị trí của chuỗi đèn hiệu, trình xác thực phân đoạn được chọn ngẫu nhiên và trình xác thực phân đoạn chỉ được sử dụng để đạt được thỏa thuận về nội dung của từng khối. Chúng chuyển liên kết chéo Chứng minh nội dung và trạng thái của phân đoạn, nó không quan trọng những gì có trong một phân đoạn, miễn là tất cả các ủy ban đồng ý và thường xuyên cập nhật chuỗi đèn hiệu trên phân đoạn.

Giai đoạn thứ hai (Giai đoạn 2)

2. Đề xuất phân mảnh mới

Mô tả hình ảnh

Cơ chế được vận hành bởi đề xuất ban đầu của Ethereum 2.0 là thực hiện hành động liên kết chéo theo đơn vị của từng giai đoạn (Kỷ nguyên). Có 1024 mảnh (Shard) trên mỗi chuỗi. Khi yêu cầu giao dịch chuỗi chéo (Tx), do liên kết chéo trong từng giai đoạn sẽ có độ trễ lớn, đề xuất mới được cập nhật để thực hiện liên kết chéo trong từng giai đoạn và giảm số lượng phân đoạn (Shard) xuống 32 để giảm phân đoạn chéo (Cross- Shard) thời gian trì hoãn giao dịch, các giao dịch cross-shard được thực hiện trong mỗi khoảng thời gian.

Ưu điểm của đề xuất mới

Về ưu điểm của đề xuất mới của Ethereum 2.0, trước hết, số lượng phân đoạn (Shard) của đề xuất mới được giảm từ 1024 xuống 32, giúp giảm độ phức tạp của hoạt động, do thời gian phân đoạn chéo giảm từ một kỷ nguyên đến một vị trí và thời gian được rút ngắn, ưu điểm là mang đến cho nhà phát triển DApp và người dùng trải nghiệm tốt hơn. Trong thiết kế ban đầu của Ethereum 2.0, cần có một mô hình thị trường phí phức tạp và một giải pháp Lạc quan để nhận ra Phí giao dịch giữa các phân đoạn. Nhưng đề xuất mới thay đổi thiết kế của môi trường thực thi, để mô hình phức tạp ban đầu có thể được đơn giản hóa rất nhiều.

Giao dịch được đề xuất mới

Đề xuất mới chỉ cần ít phân đoạn (Shard) hơn so với đề xuất trước đó để bắt đầu giao dịch, có thể có thời gian phân đoạn dài hơn (12 giây), khối phân đoạn lớn hơn (Khối phân đoạn), hiện được cập nhật đến Giai đoạn 0 thứ 0, thử nghiệm của Mạng thử nghiệm Giai đoạn 0 (Testnet), có thể bị trì hoãn và đề xuất mới giúp giảm thời gian cần thiết cho bản phát hành Giai đoạn 0.

suy nghĩ hiện tại

3. Môi trường thực thi

Mô tả hình ảnh

Sơ đồ kiến trúc đơn giản của Ethereum 1.0 (Nguồn: Crosslink 2019 Đài Loan)-

Trong Ethereum 2.0 và Ethereum 1.0 được thiết kế trước đó, trạng thái đóng vai trò rất quan trọng trong cơ chế đồng thuận, cơ chế đồng thuận sẽ đọc và ghi tất cả các trạng thái bất kỳ lúc nào, bất kể khái niệm thực thi, giao dịch hay tài khoản, khái niệm của cấu trúc cây và tất cả các khái niệm trong cấu trúc dữ liệu, được nhúng sâu vào sự đồng thuận.

Hình trên là một sơ đồ kiến trúc đơn giản của Ethereum 1.0. Trong hình, chúng ta có thể thấy cơ chế đồng thuận và một chuỗi. Cơ chế đồng thuận bao gồm một trạng thái và một công cụ thực thi. Trạng thái bao gồm một cây trạng thái. Công cụ thực thi ở đây là khó -Quy tắc được mã hóa, bao gồm các giao dịch thực hiện, mô hình tài khoản và cấu trúc tài khoản. Chúng ta có thể thấy rằng có một chuỗi ở phía bên phải của hình và có dữ liệu giao dịch trên chuỗi. Trong Ethereum 1.0, chúng tôi sẽ triển khai sự đồng thuận cơ chế trên dữ liệu giao dịch để sửa đổi và cập nhật trạng thái.

Nếu bạn làm theo các đề xuất của EIP (Đề xuất cải tiến Ethereum), các nhà phát triển luôn yêu cầu mã khai thác mới hoặc thay đổi chi phí của người khai thác (Chi phí gas) để hỗ trợ ứng dụng của họ. Có nhiều ví dụ như Plasma và Zkrollup, vì vậy sẽ cần thiết để sửa đổi môi trường thực thi của EVM 1.0 để hỗ trợ các ứng dụng của họ (DApp).

Nhưng trong giai đoạn thứ hai của Ethereum 2.0, chúng tôi có thể hỗ trợ nhiều môi trường thực thi. Cũng có thể có nhiều gốc trạng thái, mô hình tài khoản khác nhau, v.v. Ví dụ: bạn có thể xác định Môi trường thực thi Facebook Coin (Libra EE) để chạy Libra trên Ethereum 2.0. Ngoài ra, bạn có thể xác định Môi trường thực thi Bitcoin (BitCoin EE) để bạn có thể chạy Bitcoin trên Ethereum 2.0.

Mô tả hình ảnh

Sơ đồ kiến trúc đơn giản của Ethereum 2.0 (Nguồn: Crosslink 2019 Đài Loan)-

Trong sơ đồ kiến trúc đơn giản của Ethereum 2.0, chúng ta có thể thấy trạng thái gốc, có thể là một đốm màu 32 Byte với mã thực thi WASM (Mã thực thi) trên đó, có thể được đặt chi tiết ở cấp độ người dùng. Có một chuỗi ở phía bên phải của bức tranh. Có dữ liệu giao dịch chung và nhân chứng trên chuỗi. Nhân chứng thực sự được hiển thị trong khối cơ sở dữ liệu. Bạn cần thực hiện giao dịch chống lại trạng thái thay vì cơ sở dữ liệu, và bạn cũng cần chứng minh rằng dữ liệu dành cho gốc trạng thái hiện tại là hợp lệ. Ví dụ: nếu chúng tôi muốn chuyển giá trị giữa tài khoản A và tài khoản B, giả sử chúng tôi chuyển 5 ETH từ tài khoản A sang tài khoản B, chúng tôi không thể nói trực tiếp rằng tài khoản và số dư (Số dư) thực sự có sẵn, trong quá trình này, Chúng ta cần thêm Dữ liệu Nhân chứng để chứng minh trạng thái hiện tại của hai tài khoản Khi mã thực thi đang thực thi dữ liệu giao dịch, gốc trạng thái có thể sửa đổi và cập nhật cây trạng thái.

Trong đề xuất ban đầu, trạng thái và sự đồng thuận có liên quan chặt chẽ với nhau, tài khoản thực thi và sự đồng thuận bao gồm cấu trúc cây trạng thái; trong đề xuất mới, môi trường thực thi là mô hình không trạng thái (Stateless Model), có tính trừu tượng cao và khả năng mở rộng của nó cao hơn nhiều so với đề xuất ban đầu.

Ưu điểm của môi trường thực thi

Việc thiết kế môi trường thực thi đã hoàn thành để việc chuyển đổi từ Ethereum 1.0 sang Ethereum 2.0 có hướng đi rõ ràng hơn, việc sử dụng môi trường thực thi sẽ không gây ra vấn đề công nghệ bị lạc hậu theo thời gian.

Thực hiện các giao dịch xung quanh

Các máy ảo có thể tiềm ẩn các vấn đề về phân mảnh, điều này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ giao dịch.

suy nghĩ hiện tại

Tất cả các nghiên cứu hiện tại đang phát triển tích cực, và vẫn còn nhiều thời gian để thử và hiểu rõ hơn về không gian thiết kế, trong tương lai, chúng tôi sẽ dành nhiều thời gian hơn cho việc thiết lập cơ chế giao tiếp với môi trường thực thi tốt hơn. Nhìn chung, tiến độ hiện tại là một cột mốc quan trọng cho tương lai.

Cầu bốn chiều

Chủ đề cuối cùng, chủ yếu bàn về việc phát triển cầu hai chiều có đáng hay không? Tại thời điểm nào đội có thể thực hiện một cây cầu hai chiều?

Mô tả hình ảnh

Trong đề xuất mà diễn giả đã đề cập trước đó, Ethereum 2.0 ban đầu có cầu nối một chiều, vì vậy bạn có thể chuyển từ Ethereum 1.0 sang Ethereum 2.0, nhưng kiến trúc ban đầu không cho phép quay ngược, chủ yếu là vì một số lý do, điều này yêu cầu chúng tôi phải kết hợp chặt chẽ sự phát triển của Ethereum 1.0 với hard fork Ethereum 1.0 và Ethereum 2.0, khiến hai hệ thống có nguy cơ ảnh hưởng lẫn nhau. .

Vấn đề với cầu nối một chiều

bắc cầu hai chiều

Mô tả hình ảnh

Hiện có hai lộ trình khả thi để bắc cầu hai chiều: Một là xây dựng một nút nhẹ của Ethereum 2.0 trên Ethereum 1.0; hai là vận hành một nút đầy đủ của Ethereum 2.0 trên Ethereum 1.0.

Lộ trình A: Trên Ethereum 1.0, xây dựng nút ánh sáng Ethereum 2.0

Mô tả hình ảnh

Lộ trình B: Trên Ethereum 1.0, chạy nút đầy đủ của Ethereum 2.0

Mô tả hình ảnh

Sơ đồ của Đường dẫn B (Nguồn: Crosslink 2019 Đài Loan)-

Lộ trình thứ hai sẽ chạy nút đầy đủ của Ethereum 2.0 trên nút Ethereum 1.0. Lộ trình này cho phép chúng tôi sử dụng cơ chế hoàn thiện. Do đó, chúng tôi không chỉ có thể sử dụng cơ chế này để quảng bá Ethereum 1.0 và Ethereum 2.0. Chúng tôi cũng có thể sử dụng bảo mật trình xác thực để bảo vệ chuỗi Ethereum 1.0 và tôi nghĩ mọi người rất hào hứng với điều này, thường được gọi là "Đề xuất tiện ích cuối cùng".

Một ưu điểm khác của việc xuất ra trạng thái gốc của Ethereum 2.0 là Ethereum 1.0 có một cơ chế vững chắc để nhận ra nó, đồng thời có khả năng mở rộng cao và tính sẵn có dữ liệu của Ethereum 2.0, có thể tạo ra một số ứng dụng thú vị, chẳng hạn như ZK Rollup và Tổng hợp lạc quan.

Ưu điểm của bắc cầu hai chiều

Nếu bạn đang tham gia một sàn giao dịch, liệt kê Ethereum 1.0 Ether và Ethereum 2.0 Ether, chúng sẽ có giá như nhau. Nếu không, bạn có thể mua một ether với giá thấp hơn, gửi nó đến cây cầu, nhận một ether khác với giá cao hơn và bán nó. Hoạt động chênh lệch giá này giữ cho giá của chúng không đổi, điều này gây nhầm lẫn cho người dùng, người xác nhận và nhà phát triển, đồng thời cầu nối hai chiều ngăn tiền tệ của cả hai bên chuyển đổi thành nhau bằng phương tiện chênh lệch giá.

giao dịch bắc cầu hai chiều

Nhưng có một số sự đánh đổi ở đây và mặc dù rất tự tin vào thiết kế của Ethereum 2.0, nhóm muốn xác thực nó trong sản xuất trước khi tác động đến hồ sơ bảo mật và rủi ro của Ethereum 1.0.

Vì vậy, nếu chúng tôi liên kết những thứ này với nhau sớm hơn, nó có thể làm chậm quá trình phát triển và chu kỳ rẽ nhánh của Ethereum 2.0, và điều này làm tăng thêm một số chi phí bổ sung, nói cách khác, chi phí xác minh rằng chúng tôi có thể liên kết các máy khách là tương đối ít.

suy nghĩ hiện tại

Chúng ta nên kích hoạt cây cầu trước khi thêm tính thanh khoản của trình xác nhận, nhưng hãy đợi cho đến khi giai đoạn đầu tiên của sản phẩm ổn định; một lần nữa, có nhiều nghiên cứu liên quan đang diễn ra cùng lúc, điều này có thể ảnh hưởng đến thời điểm hoàn thành hoạt động này.

Bảng chú giải:
Bảng chú giải:
EIP (Đề xuất cải tiến Ethereum): EIP là tiêu chuẩn của nền tảng Ethereum và nội dung của nó bao gồm thông số kỹ thuật của giao thức cốt lõi, API ứng dụng khách và tiêu chuẩn hợp đồng.
Kỷ nguyên: Trong Ethereum 2.0, kỷ nguyên đề cập đến một đơn vị thời gian kéo dài 6,4 phút và mỗi kỷ nguyên chứa 32 vị trí.
Khe (khoảng thời gian): Mỗi khoảng thời gian là 12 giây và các khối có thể không được tạo trong mỗi khoảng thời gian và khe cuối cùng trong kỷ nguyên được gọi là khoảng thời gian ranh giới (Khe ranh giới) hoặc được gọi là điểm kiểm tra (điểm kiểm tra C).
Solidity: Solidity là một ngôn ngữ hướng đến hợp đồng, chủ yếu được sử dụng để phát triển các hợp đồng thông minh.
Consensus (cơ chế đồng thuận): Cơ chế đồng thuận là một thuật toán được phát triển bởi blockchain nhằm đạt được sự đồng thuận giữa các nút.
Trình xác thực: Nút xác minh khối được tạo ngẫu nhiên bởi chuỗi đèn hiệu cho mỗi Phân đoạn trong mỗi vị trí.
Gas: Khoản phí cần thiết cho giao dịch, khi hết Gas, hợp đồng thông minh sẽ bị chấm dứt và Rollback sẽ được thực hiện.
EVM (Ethereum Virtual Machine): EVM là Ethereum Virtual Machine trong tiếng Trung, là môi trường máy ảo nhẹ, môi trường hoạt động của hợp đồng thông minh trong Eth 1.0 là EVM.
Dapp (Ứng dụng phi tập trung): Trong Ethereum, các ứng dụng dựa trên hợp đồng thông minh được gọi là ứng dụng phi tập trung, cụ thể là Dapp (Ứng dụng phi tập trung).
ether (Ether currency): Tên đồng tiền của Ethereum.
Finality: "Finality" là một khái niệm trong Casper và nó là một cơ chế để tạo các điểm kiểm tra (Rollback) không thể đảo ngược trên chuỗi thông qua phiếu bầu của người xác thực.

Libra: Tiền điện tử do Facebook đề xuất, dự kiến sẽ được phát hành vào năm 2020.Ethereum Improvement Proposals

Cây Merkle: Cây Merkle do nhà khoa học máy tính Ralph Merkle đề xuất. Nó được dịch là cây Merkle trong tiếng Trung vì nó là một cây được hình thành bởi hàm băm.Two-way bridges between eth1 and eth2

tham khảo:Ethereum 2.0 （Serenity） Phases

tham khảo:ethfans

tham khảo:eth2 quick update

tham khảo:

开发者

ETH

Chào mừng tham gia cộng đồng chính thức của Odaily