Ethereum 2.0 sắp hiện kiếm, kế hoạch thiết kế có điểm gì nổi bật?

特邀专栏作者

2019-12-27 16:52 (UTC+8)

Bài viết này có khoảng 9162 từ, đọc toàn bộ bài viết mất khoảng 14 phút

Vào Chủ nhật, ngày 8 tháng 12 năm 2019, mạng Ethereum đã được nâng cấp lên Istanbul ở độ cao khối 9.069.000 theo kế hoạch.Theo trang web ethernodes.org, hơn 90% các nút đã được đồng bộ hóa.

Tóm tắt AI

Tên gốc của bài viết là "OKEx Investment Research | Ethereum 2.0 Report", tác giả: Xiuxiu, nhà phân tích của OKEx Investment Research

Mục lục:

một. nâng cấp istanbul

hai. Ethereum 2.0

2.1 Kiến trúc

2.2 Các điểm cập nhật chính

2.3 Giải pháp chính

tiêu đề cấp đầu tiên

một. nâng cấp istanbul

Mô tả hình ảnh

(Sơ đồ đồng bộ hóa nút, hình ảnh đến từ ethernodes.org)

Mô tả hình ảnh

(Bản đồ dữ liệu DAPP chuỗi công khai chính thống,https://www.stateofthedapps.com/, ngày 29 tháng 11)

Bản nâng cấp Istanbul là một cột mốc quan trọng trong kế hoạch chi tiết có thể mở rộng của Ethereum 2.0, nhằm tìm cách làm cho ứng dụng chuỗi khối nhanh hơn và rẻ hơn mà không phải hy sinh nguyên tắc phân quyền. Trong số các tính năng được triển khai trong bản nâng cấp Istanbul này là các biện pháp giảm chi phí gas; cải thiện khả năng tương tác chuỗi với đồng tiền riêng tư Zcash; và các hợp đồng thông minh cho phép thực hiện nhiều chức năng sáng tạo hơn.

Tổng cộng có 14 EIP (Đề xuất cải tiến Ethereum) sẽ được triển khai theo hai giai đoạn. Trong số đó, 6 đề xuất sẽ được triển khai và áp dụng trong giai đoạn đầu tiên (V1), 8 đề xuất còn lại vẫn cần được thảo luận và cân nhắc bởi các nhà phát triển cốt lõi và sẽ được dành cho việc triển khai nâng cấp giai đoạn thứ hai (V2) tiếp theo.

Trong số các đề xuất này ở giai đoạn V1, EIP-1884 gây khá nhiều tranh cãi - để bảo vệ chuỗi khối khỏi các giao dịch spam tiềm ẩn, nó sẽ tăng chi phí tính toán cho các nhà phát triển ứng dụng để truy xuất dữ liệu từ mạng, đặt lại mức tiêu thụ Gas cho mã hoạt động , Mức tiêu thụ Gas của một số hoạt động đã được tăng lên. Điều này làm cho chi phí gọi dữ liệu trên Ethereum cao hơn trước.Đối với các nhà phát triển, cần tránh viết các ứng dụng chiếm nhiều dung lượng lưu trữ để loại bỏ sự xáo trộn lớn nhất do thay đổi của chi phí Gas.Ví dụ, người ta ước tính rằng trong một giao dịch Tổng dung lượng lưu trữ + hợp đồng + mã hợp đồng được truy cập trong và đảm bảo rằng nó sẽ không bị quá tải. Một thành công lớn khác là EIP-1108 — nó liên quan đến việc định giá lại các thuật toán đường cong elip được biên dịch sẵn trên Ethereum. Nhằm mục đích cải thiện khả năng mở rộng và các giao thức bảo mật của Ethereum bằng cách tối ưu hóa các khoản thanh toán GAS, đồng thời sẽ làm cho ZK-SNARK và các ứng dụng bảo mật khác như Zether và AZTEC ít tốn kém hơn khi sử dụng trên Ethereum.

Giai đoạn thứ hai (V2) sẽ được triển khai trên mạng chính được nâng cấp, bao gồm cải tiến thuật toán có tên "ProgPoW", sẽ nâng cao khả năng chống lại ASIC của Ethereum bằng cách thay thế thuật toán Ethash chức năng chứng minh khối lượng công việc.

tiêu đề cấp đầu tiên

hai. Ethereum 2.0

Mục tiêu của Ethereum là trở thành một nền tảng thực thi hợp đồng thông minh và tài chính phân tán, trở thành “máy tính thế giới thực”. Trang web chính thức của Ethereum cho thấy điều này: Ethereum là một nền tảng mã nguồn mở toàn cầu dành cho các ứng dụng phi tập trung. Trên Ethereum, bạn có thể viết mã kiểm soát giá trị kỹ thuật số, chạy chính xác như được lập trình và có thể truy cập từ mọi nơi trên thế giới. Trong thế giới phi tập trung này, Ethereum dường như tự định vị mình là người xây dựng mạng phi tập trung và nhà cung cấp công nghệ và cơ sở hạ tầng mạng phi tập trung.

Để đạt được mục tiêu là máy tính của thế giới, Ethereum đặt ra 4 giai đoạn phát triển khi bắt đầu ra đời vào năm 2014: Frontier (biên giới), Homestead (nhà cửa), Metropolis (đô thị), Serenity (sự tĩnh lặng). Ba giai đoạn đầu tiên đều áp dụng mô hình POW và giai đoạn thứ tư "Serenity" là POS—hình thức cuối cùng của Ethereum, là cái mà chúng tôi gọi là Ethereum 2.0.

Mô tả hình ảnh

tiêu đề phụ

Mô tả hình ảnh

(Kiến trúc tổng thể của Ethereum 2.0, từ Hsiao-Wei Wang)

Ảnh này từ trên xuống dưới là:

1. Chuỗi chính PoW là mạng chính Ethereum hiện tại. Trong hệ thống Ethereum 2.0, nó sẽ tiếp tục hoạt động như một phân đoạn của beacon chain.

2. Beacon Chain là chuỗi đèn hiệu, là chuỗi cơ bản của tất cả các chuỗi và là phần trung tâm của toàn bộ hệ thống Ethereum 2.0, thông qua bằng chứng về quyền và lợi ích của giao thức Casper (Casper là lớp đồng thuận của toàn bộ hệ thống, chịu trách nhiệm quản lý người xác minh, thực hiện phần thưởng và hình phạt ) và điều phối tất cả các chuỗi phân đoạn song song độc lập, đồng thời sử dụng Liên kết chéo làm điểm neo của mỗi phân đoạn để thực hiện giao tiếp giữa các phân đoạn và cung cấp bảo đảm tính hữu hạn cho các phân đoạn.

3. Chuỗi phân đoạn là chuỗi phân đoạn, là nguồn gốc của khả năng mở rộng. Mỗi phân đoạn có một ủy ban xác thực để đóng gói và xác minh phân đoạn, đồng thời thường xuyên ghi lại trạng thái của phân đoạn trên chuỗi đèn hiệu thông qua liên kết chéo. Sau khi một khối được hoàn thiện trên Beacon Chain, các khối phân đoạn được tham chiếu bởi các liên kết chéo trong khối được coi là bất biến.

4. Lớp VM là thành phần quan trọng cuối cùng của hệ thống Ethereum 2.0, lớp này sẽ cung cấp khả năng thực thi hợp đồng và giao dịch.

Kiến trúc của Ethereum 2.0 được hiển thị trong Hình 1. Trong Ethereum 2.0, sẽ có một chuỗi chính được gọi là chuỗi đèn hiệu, bên dưới chuỗi đèn hiệu có 64 phân đoạn và mỗi phân đoạn có thể xử lý dữ liệu một cách độc lập. Chuỗi đèn hiệu là cốt lõi của kiến trúc, chịu trách nhiệm kết nối chuỗi chính và quản lý từng phân đoạn.

Casper là sự đồng thuận tương ứng của nó. Nó có hai phiên bản. Một là Casper FFG do Vitalik đứng đầu. FFG sử dụng sự đồng thuận kết hợp của POW+pos làm giao thức chuyển đổi để Ethereum chuyển đổi thành công từ PoW sang PoS. Ý tưởng chính của nó là sử dụng PoS để giúp xác nhận lần cuối các khối do PoW tạo ra, từ đó cải thiện tính bảo mật của hệ thống đồng thời giảm phần thưởng cho người khai thác, cái còn lại là Casper CBC do Vlad lãnh đạo và CBC là một sự đồng thuận PoS thuần túy. quan điểm Vẫn còn nhiều chi tiết về CBC cần được tiếp tục nghiên cứu và khám phá.

tiêu đề phụ

2.2 Điểm cập nhật của Ethereum 2.0

Theo lộ trình phát triển của Ethereum, Ethereum sẽ bước sang giai đoạn 2.0 vào năm 2020. Việc nâng cấp kỹ thuật của Ethereum 2.0 chủ yếu có ba đổi mới chính: cơ chế đồng thuận được thay đổi từ POW sang POS, phân đoạn (Shard) và máy ảo eWASM.

Cơ chế đồng thuận POW to POS - nâng cao hiệu quả và giải quyết vấn đề tiêu thụ năng lượng

Trong Ethereum 1.0, Proof of Work (PoW) được sử dụng làm cơ chế đồng thuận để tạo các khối mới. Dựa trên sự đồng thuận của sức mạnh tính toán POW, tất cả các nút chỉ có thể thực hiện một việc cùng một lúc và số lượng tác vụ mà toàn bộ mạng có thể xử lý là rất hạn chế, điều này bị hạn chế nghiêm trọng bởi giới hạn trên của các tác vụ mà một nút duy nhất có thể thực hiện. trong mạng có thể xử lý. Ngay cả khi kích thước khối được mở rộng, do sự đồng thuận của toàn mạng, tác dụng cải thiện hiệu quả bị hạn chế. Do đó, để giảm thời gian tạo khối mới và lãng phí tài nguyên do cần một lượng lớn sức mạnh tính toán, Ethereum 2.0 sẽ thay đổi thành Proof of Stake (PoS) làm cơ chế đồng thuận để tạo khối mới. khối .

Shards - Cải thiện hiệu suất và dung lượng mạng

Mô tả hình ảnh

(Sơ đồ không gian vật lý của Sharding, hình ảnh từ tokeninsight "Báo cáo nghiên cứu công nghệ Sharding")

Thay thế EVM bằng eWASM - Nâng cao tính tương thích và hiệu quả thực thi của hợp đồng thông minh

Mô tả hình ảnh

(Sơ đồ quy trình vận hành hợp đồng thông minh)

Ethereum 2.0 sẽ hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình và eWASM sẽ thay thế EVM. Máy ảo EVM là công cụ cốt lõi trong mạng Ethereum, điều khiển hoạt động của toàn bộ Ethereum và mang tất cả các mã thông báo, DAPP, tổ chức DAO và trò chơi trên Ethereum. Tuy nhiên, do công việc biên dịch phức tạp và cồng kềnh của EVM, một lượng lớn gas sẽ được tiêu thụ và với sự cải tiến của Ethereum 2.0 PoS và sharding, các máy ảo cần xử lý các giao dịch song song và EVM không phù hợp với các hoạt động đó bởi vì nó xử lý các giao dịch một cách tuần tự. Do đó, nhóm Ethereum đã đề xuất sử dụng eWASM thay vì EVM. eWASM là phiên bản Ethereum của mã WASM (WebAssembly). So với EVM, eWASM có hiệu suất tốt hơn và khả năng mở rộng tốt hơn, đồng thời có thể hỗ trợ Solidity, C++, Rust, AssemblyScript, v.v. Với ngôn ngữ lập trình, việc phát triển hợp đồng sẽ dễ dàng hơn và cũng có thể hỗ trợ hợp đồng thông minh, tài khoản, trạng thái, v.v. trên ETH2.0. Ngoài ra, eWASM tương thích ngược với EVM, vì vậy các hợp đồng thông minh của Ethereum về mặt lý thuyết vẫn có thể chạy trên Ethereum 2.0 ở giai đoạn này.

2.3 Giải pháp chính

Đồng thời, do sự ra đời của cơ chế đồng thuận sharding và pos, Ethereum 2.0 đang đối mặt với những thách thức mới. Vì vậy, có Casper FFG, beacon chain và các giải pháp bắc cầu để khắc phục những rủi ro này và giúp Ethereum 2.0 tiếp tục cải thiện.

2.3.1 .Casper FFG

Sau khi triển khai Casper FFG, Ethereum trước tiên sẽ bước vào giai đoạn khai thác kết hợp POW + POS. Ở giai đoạn này, hầu hết các khối vẫn được sản xuất thông qua POW và một số khối sẽ bắt đầu được chuyển giao cho các nút POS, do đó toàn bộ mạng Thực hiện quá trình chuyển đổi sang POS theo cách dần dần.

Casper FFG thường xuyên chỉ định một ủy ban xác thực cho hệ thống, chọn những người đề xuất khối và người xác thực khối cho từng phân đoạn, đồng thời thực hiện các phần thưởng và hình phạt cho những người xác nhận.

(1) Quản lý trạng thái trình xác thực

Có bốn trạng thái của trình xác thực: không hoạt động (chưa bắt đầu thực hiện vai trò của trình xác nhận), đã kích hoạt (đang xác thực), đang chờ (sắp trở thành trình xác thực nhưng vẫn đang chờ trong hàng đợi) và thoát khỏi trình xác thực (hy vọng sẽ hủy kích hoạt trách nhiệm của trình xác thực nhưng vẫn bị mắc kẹt trong hàng đợi thoát).

Trên Casper FFG, chu trình xác thực đầy đủ là:

1 Khoản đặt cọc thế chấp: 32 ETH cần được thế chấp vào hợp đồng thông minh của Capser

2Chờ thông báo lựa chọn: đợi 1 ngày

3 Bỏ phiếu: Sau khi 2 được xác nhận, hãy bỏ phiếu tại điểm kiểm tra để xác nhận khối

4 Rút tiền: Sau khi phát hành thỏa thuận rút tiền, cần tiếp tục xác minh trong 7 ngày

5 Rút tiền ký quỹ: Sau khi nộp hồ sơ, bạn cần đợi khoảng 4 tháng thì mới được rút tiền.

Phải có thời gian chờ để vào và ra vì hệ thống phải bố trí người xác minh để thành lập một hội đồng, và đó là kết nối điểm tới điểm, quá trình này phải trơn tru nhất có thể để số lượng người xác minh không bị dao động rất nhiều.

Hiểu hai đơn vị thời gian

Slot (khe thời gian): Thời gian để người đề xuất khối đề xuất một khối và sử dụng nó để xác minh, hiện tại là 12 giây. Nếu có thể đạt được sự đồng thuận trong ủy ban xác thực, thì vị trí đó có thể tạo thành công một khối, nếu không thì vị trí đó trống.

Epoch (thời gian): Khoảng thời gian được kết hợp bởi nhiều khe thời gian (hiện tại là 32), 6,4 phút. Slot cuối cùng trong epoch được gọi là Checkpoint (điểm kiểm tra).

Trở thành Người xác thực:

Do vấn đề "tấn công không lãi suất" trong POS, tức là theo cơ chế POS, những người xác minh nút độc hại có thể đặt cược tiền của họ vào chuỗi phân nhánh để thúc đẩy các phân nhánh cứng mà không bị tổn thất. Do đó, trong Ethereum 2.0, nút xác minh cần thế chấp một lượng ETH nhất định (hiện tại là 32ETH) cho chuỗi đèn hiệu để đăng ký tham gia."Sau đó, giao thức Ethereum 2.0 có thể được chạy và chuỗi đèn hiệu cũng sẽ theo dõi và quản lý các nút xác minh. Ngưỡng 32 ETH là thấp.PoS dựa trên PoW tồn tại dưới dạng hợp đồng thông minh.Chương trình nút có thể đơn giản hơn một chút.Người dùng chỉ cần chạy ví trên máy tính và yêu cầu cấu hình không cao lắm. Điều quan trọng nhất mà người xác thực phải làm là bỏ phiếu ở bước 3. Chuẩn bị và bỏ phiếu kịp thời để người xác nhận có thể nhận được phần thưởng và tránh bị tịch thu mã thông báo.

Thoát xác thực: Người xác thực cũng có thể báo hiệu rằng họ muốn thoát khỏi hệ thống và ngừng tham gia vào giao thức. Để ngăn chặn các cuộc tấn công tầm xa, thời gian trì hoãn rút tiền trong Ethereum ETH2.0 sẽ lâu hơn và TOKEN đã cam kết của họ cộng với phần thưởng trừ đi tiền phạt sẽ được trả lại cho chuỗi phân đoạn.

(2) Chỉ định ngẫu nhiên người xác minh vào hệ thống

Các ủy ban là một nhóm (ít nhất 128) nút xác minh được chọn ngẫu nhiên bởi chuỗi đèn hiệu, chịu trách nhiệm chứng kiến các khối được tạo bởi chuỗi đèn hiệu và từng phân đoạn. Chuỗi đèn hiệu có ủy ban riêng và mỗi phân đoạn cũng có một ủy ban xác nhận xác thực các khối. Ủy ban chịu trách nhiệm đảm bảo tính bảo mật, tính sống động và tính toàn vẹn của các phân đoạn chứa chúng, đồng thời chứng thực trạng thái của các phân đoạn trên chuỗi đèn hiệu.

Trong mỗi vị trí, chuỗi đèn hiệu sẽ chọn ngẫu nhiên một trình xác thực cho chuỗi trong mỗi ủy ban để chịu trách nhiệm tạo ra một khối và một số trình xác nhận nhất định khác sẽ kiểm tra khối và xác minh tính chính xác của nó. Khi khối tiếp theo được tạo, một nút xác minh được chọn ngẫu nhiên để đề xuất một khối và một nhóm nút xác minh khác được sử dụng để xác minh tính chính xác.

Sau khi ủy ban được chỉ định hoàn thành các nhiệm vụ tạo khối và xác minh của một Kỷ nguyên, hệ thống sẽ cải tổ lại tất cả các nút xác minh và chọn ngẫu nhiên một ủy ban xác thực mới cho Kỷ nguyên tiếp theo cho mỗi phân đoạn. Với sự trợ giúp của thuật toán tạo số ngẫu nhiên, quy trình bầu chọn các nút xác minh về cơ bản tránh được sự thông đồng giữa các nút xác minh và cải thiện tính bảo mật của giao thức.

(3) Đảm bảo tính hữu hạn của chuỗi và tránh các cuộc tấn công tầm xa của POS

Sự đồng thuận PoW của bitcoin áp dụng nguyên tắc chuỗi dài nhất. Để tránh thanh toán hai lần, thông thường cần phải đợi xác nhận của 6 khối trước khi giao dịch có thể thực sự được xác nhận là hợp lệ. Trên thực tế, lý do tại sao xác nhận 6 khối được coi là dấu hiệu xác nhận hợp lệ là sau đó, trong điều kiện sức mạnh tính toán Bitcoin hiện tại, khả năng giao dịch bị giả mạo là không đáng kể, nhưng về mặt lý thuyết, Nói cách khác , ngay cả sau khi một giao dịch đã được xác nhận bởi hàng trăm khối, theo nguyên tắc chuỗi dài nhất, giao dịch vẫn có khả năng bị giả mạo dữ liệu thông qua một cuộc tấn công 51%. Do đó, theo sự đồng thuận của PoW, tính chắc chắn của chuỗi chỉ là tính cuối cùng tiềm ẩn và tính năng này sẽ làm cho quá trình bảo vệ trạng thái vốn đã phức tạp trở nên không chắc chắn hơn.

Trong Ethereum 2.0, nút xác minh bỏ phiếu cho mỗi khối sẽ tăng chi phí lan truyền mạng. Để giảm số lượng phiếu bầu trong Casper, khối trên vị trí cuối cùng trong mỗi kỷ nguyên được đặt làm điểm kiểm tra và các nút xác minh tham gia vào sự đồng thuận Sẽ bỏ phiếu về các điểm kiểm tra. Mỗi trình xác minh tạo một điểm kiểm tra, có thể từ điểm kiểm tra xác định đến điểm kiểm tra sau một số điểm kiểm tra. Bắt đầu từ khối genesis (khối genesis là điểm kiểm tra xác định đầu tiên), khi điểm kiểm tra tiếp theo nhận được hơn 2/3 số phiếu bầu, thì khối này trở thành xác định và không thể thay đổi, và điểm kiểm tra này có nghĩa là điểm kiểm tra xác định, v.v. TRÊN. Khi một điểm kiểm tra xác định đã nhận được hơn 2/3 số phiếu bầu từ điểm kiểm tra phụ phía sau nó, thì tất cả các điểm kiểm tra giữa điểm kiểm tra xác định này và điểm kiểm tra sau đó đã được xác nhận.

Nếu điểm kiểm tra trước đó của điểm kiểm tra xác định trên cùng một nhánh cũng là điểm kiểm tra xác định và hơn 2/3 số người xác nhận đã bỏ phiếu cho phân đoạn này, thì điểm kiểm tra xác định này là điểm cuối cùng. Nếu một trạng thái điểm kiểm tra là cuối cùng, thì trạng thái đó và tất cả các khối trước khi nó được hoàn thiện. Do đó, một cải tiến lớn khác trong sự đồng thuận của Casper là giới thiệu tính hữu hạn rõ ràng, nghĩa là thông tin khối của một số khối trước khối mới nhất không còn có thể bị giả mạo, điều này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện các ứng dụng khách không trạng thái.

Trong khi đó, để ngăn người xác minh làm điều ác trong quá trình hoạt động, Casper đã xây dựng một bộ cơ chế trừng phạt như sau: người xác minh không thể bắt đầu hai phiếu bầu khác nhau cho cùng một chiều cao khối và phạm vi bỏ phiếu của hai phiếu bầu không thể. chứa một Một, nếu không, mã thông báo đã cam kết sẽ bị tịch thu.

Ngoài ra, để cho phép PoS cải thiện tính bảo mật của chuỗi PoW, FFG đã thực hiện một số sửa đổi đối với chuỗi nặng nhất khi chọn một nhánh: trước tiên hãy tìm điểm kiểm tra xác định cao nhất trong chế độ xem và chọn chuỗi nặng nhất trên khối sau khi điểm.

Có hai lợi thế khi làm điều này: Đầu tiên là miễn là các khối trong FFG ở trước điểm kiểm tra cuối cùng, chúng được xác nhận và không có khả năng bị lật đổ. Điểm thứ hai là tính bảo mật của một khối được xác nhận yêu cầu những người khai thác liên tục cung cấp khối lượng công việc của họ cho khối, vì vậy để thúc đẩy những người khai thác, cần có nhiều phần thưởng khai thác hơn; trong FFG, miễn là khối cuối cùng Tất cả đã được xác nhận và những người khai thác tiếp theo không cần sử dụng khối lượng công việc để tăng tính bảo mật của các khối đã xác nhận, do đó phần thưởng khai thác có thể giảm và tỷ lệ lạm phát có thể giảm.

(4) Điều chỉnh hành vi của nút thông qua cơ chế khen thưởng và trừng phạt

Ngoài vai trò tạo khối, các nút xác minh POS còn đảm nhận vai trò xác minh khối và chúng cũng cần phải trực tuyến mọi lúc để hoàn thành các nhiệm vụ được giao.

Trọng lượng của phiếu bầu của người xác thực phụ thuộc vào kích thước của mã thông báo được đặt cọc của họ. Mỗi khi người xác thực đóng gói thành công một khối, họ sẽ nhận được phần thưởng hệ thống Ethereum 2.0 tỷ lệ thuận với TOKEN mà họ nắm giữ. Nếu phần lớn người xác thực từ chối các khối mà họ đã tạo, thì người xác nhận có nguy cơ mất mã thông báo đã đặt cọc của họ. Đồng thời, nếu những người xác nhận không hoàn thành trách nhiệm của họ trong việc bỏ phiếu trên khối, Ethereum đã cam kết của họ sẽ bị cắt. Nếu số dư của nút xác thực giảm xuống dưới ngưỡng xác minh, họ sẽ bị loại khỏi nhóm nút xác thực và không được tiếp tục tham gia công tác xác minh. Do đó, CASPER buộc những người xác thực phải hành động trung thực và tuân thủ các quy tắc đồng thuận thông qua hệ thống thưởng và phạt.

2.3.2 Chuỗi đèn hiệu

Giao tiếp giữa các phân đoạn cần được hoàn thành với sự trợ giúp của chuỗi đèn hiệu, bởi vì một phân đoạn không có thông tin trực tiếp về các phân đoạn khác và chỉ có thể nhận thông tin về các phân đoạn khác bằng cách liên kết chéo với chuỗi đèn hiệu. Trong Ethereum 2.0, mỗi phân đoạn có một ủy ban xác thực xác minh khối và các thành viên của ủy ban phải viết thông tin có thể xác minh về phân đoạn (ví dụ: gốc Merkle) trên chuỗi báo hiệu, được liên kết ngang. Khi một khối chuỗi đèn hiệu được hoàn thiện, khối phân đoạn tương ứng được coi là đã hoàn thành và các phân đoạn còn lại có thể tự tin rằng họ có thể dựa vào đó để thực hiện các giao dịch giữa các phân đoạn. Nếu các thành viên của ủy ban xác thực không thể đạt được sự đồng thuận về tính hợp lệ của liên kết chéo, thì người xác nhận sai sẽ bị cắt.

(1) Đảm bảo tính ngẫu nhiên của trình xác minh phân đoạn

Rất khó để tạo ra tính ngẫu nhiên tốt trong hệ thống chuỗi khối và yêu cầu chính của giao thức bằng chứng cổ phần là nguồn gốc của tính ngẫu nhiên, phải được phân phối, có thể kiểm chứng, không thể đoán trước và không thể chuyển nhượng. Các mảnh dễ dàng bị kiểm soát hơn bởi những kẻ khai thác độc hại, bởi vì những kẻ tấn công chỉ cần sức mạnh băm 1/N để kiểm soát hoàn toàn một mảnh. Do đó, đối với một hệ thống phân mảnh, tính ngẫu nhiên tốt là cần thiết để ngăn chặn các phân đoạn cụ thể bị tấn công riêng lẻ. Chuỗi báo hiệu chịu trách nhiệm cung cấp tính ngẫu nhiên này cho phần còn lại của hệ thống. Trong Ethereum sharding, việc tạo số ngẫu nhiên hiện tại được thực hiện bởi chuỗi đèn hiệu thông qua cấu trúc RANDAO.

Trình xác minh cung cấp một "hành tây băm". Cấu trúc RANDAO là một cách để tổng hợp một mảng ngẫu nhiên duy nhất do nhiều người tham gia cung cấp thành một số đầu ra duy nhất. Để ngăn bất kỳ một tác nhân nào thao túng đáng kể tính ngẫu nhiên, các nhà phát triển đã sử dụng sơ đồ xác nhận-tiết lộ. Khi một trình xác thực đăng ký, nó cung cấp một giá trị cam kết là kết quả của nhiều lần băm của số ban đầu mà nó đã chọn. Mỗi khi một nhà sản xuất khối được chọn trong ủy ban, nó sẽ loại bỏ một hoặc nhiều lớp "củ hành" bằng cách cung cấp hình ảnh trước của con số tiết lộ cuối cùng. Mọi người khác có thể kiểm tra xem điều này đã được thực hiện đúng chưa, vì vậy người đề xuất không thể gian lận hệ thống bằng cách thay đổi nonce duy nhất của nó. Do đó, các nhà sản xuất khối chọn ngẫu nhiên những người đề xuất khối dựa trên tính ngẫu nhiên trong giao thức được mô tả ở trên.

Trong chức năng giao thức casper, mỗi đoạn của chuỗi đèn hiệu chọn ủy ban xác minh và chọn người xác minh khối, v.v., tất cả đều dựa vào tính ngẫu nhiên do cấu trúc RANDAO mang lại.

(2) Trở thành điểm neo của từng phân đoạn thông qua liên kết chéo để thực hiện giao tiếp giữa các phân đoạn

Mô tả hình ảnh

(Hình ảnh lấy từ Ethereum 2.0 sắp ra mắt, bạn chưa biết Casper chưa?)

Số lượng phân đoạn trong đề xuất mới của Ethereum 2.0 đã giảm từ 1024 xuống còn 64, giúp giảm độ phức tạp của tính toán và chu kỳ đồng thuận cho liên kết chéo được giảm từ một kỷ nguyên xuống một vị trí để giảm thời gian trễ của liên kết chéo. giao dịch mảnh vỡ.

Trong giao tiếp hai chiều, khi hợp đồng trên phân đoạn B ở trường hợp tốt nhất là không cần gửi tin nhắn trả lời, thì cũng cần 4 chu kỳ đồng thuận để hoàn thành, như quy trình trong Hình 1 đến Hình 4 bên dưới. Người dùng chỉ có thể xác nhận rằng quá trình liên lạc đã hoàn tất sau khi kết thúc 3 giai đoạn, bởi vì người dùng có thể thấy rằng phân đoạn B đã hoàn thành sự đồng thuận về thông tin có thể xác minh trước khi phân đoạn A nhận được thông tin có thể xác minh của phân đoạn B và bằng chứng của nó. Vì thời gian đồng thuận của ETH 2.0 là 12 giây nên người dùng phân đoạn A phải đợi 12 *3=36 giây để xem kết quả và nếu muốn truy vấn kết quả trên phân đoạn A, họ cần đợi 12*4=48 giây .

2.3.3 Bắc cầu

Cầu nối là di chuyển ETH trên Ethereum 1.0 sang Ethereum 2.0.

Những người nắm giữ Ethereum 1.0 ETH hiện tại trong sơ đồ cầu nối một chiều có thể đốt cháy lượng nắm giữ của họ để đổi lấy một lượng ETH 2.0 ETH tương đương, số tiền này sẽ được tạo và khóa trong hợp đồng ký gửi Chuỗi Beacon, nhưng không thể trả lại. Phương pháp bắc cầu này sẽ gây ra các vấn đề về tính thanh khoản của trình xác nhận và quan trọng hơn, nó có thể gây ra các vấn đề về khả năng thay thế giữa Ethereum 1.0 và Ethereum 2.0. Kết nối hai chiều sẽ không có vấn đề này, nhưng kết nối hai chiều là một cơ chế đồng thuận được liên kết chặt chẽ. Các cuộc tấn công và sự cố trên cả hai chuỗi sẽ ảnh hưởng đến chuỗi kia. Sự phát triển của thỏa thuận chắc chắn sẽ rất cồng kềnh.

Dưới đây là một số ưu và nhược điểm đáng chú ý của cầu một chiều và hai chiều được liệt kê trên EthHub. Cần lưu ý rằng ưu điểm của bắc cầu một chiều chủ yếu là về mặt kỹ thuật, trong khi nhược điểm chủ yếu là về mặt kinh tế. Nói cách khác, sự lựa chọn giữa cầu một chiều và cầu hai chiều thực chất là sự đánh đổi giữa thách thức kỹ thuật và kinh tế.

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.

tiêu đề cấp đầu tiên