Giới thiệu: Ethereum 2.0 được lấy cảm hứng từ việc nâng cấp Ethereum 1.0

Những người đam mê Ethereum (ID: ethfans)Những người đam mê Ethereum (ID: ethfans), Tác giả: Ivan Martinez, bản dịch: A Jian, được Odaily sao chép với sự ủy quyền.

Giới thiệu | Tổng quan Tóm tắt tài khoản Ethereum

So với Ethereum 1.0, những thay đổi quan trọng nhất trong Ethereum 2.0 là kiến ​​trúc đồng thuận và bảo vệ bằng chứng cổ phần, nhưng trên thực tế, vẫn có nhiều đổi mới lấy cảm hứng từ quá trình cải tiến Ethereum.

Những gì chúng ta đã thấy kể từ khi tạo ra Bitcoin và Ethereum

Chuỗi khối Bitcoin đã hoạt động được 11 năm và việc tạo ra nó đã truyền cảm hứng cho vô số người có lý tưởng cao cả nghiên cứu và thậm chí nghiên cứu thiết kế và kinh tế học tiền điện tử của chuỗi khối để khám phá những gì có thể được cải thiện.

Từ PoW, chúng tôi đã biết rằng tính bảo mật của giao thức luôn là điều quan trọng nhất đối với tiền điện tử. Sử dụng phần cứng đắt tiền để khuyến khích mọi người có nhiều skin hơn trong trò chơi hoạt động hiệu quả một cách đáng ngạc nhiên. Mặc dù vẫn còn chỗ cho các sơ hở (cái gọi là "khai thác ích kỷ"), PoW đã thực hiện một công việc tuyệt vời trong việc bảo vệ an ninh mạng của Bitcoin.

Chuỗi khối Ethereum đã được ra mắt vào năm 2015 và sự ra đời của nó đánh dấu sự xuất hiện của một chuỗi khối "phổ quát": mọi người đều có thể xây dựng các ứng dụng trên mạng có thể tương tác với ETH và các mã thông báo khác. Các ứng dụng này đã mở ra cánh cửa cho tài chính phi tập trung và ngày nay, hơn 1 tỷ đô la được gửi làm tài sản thế chấp cho các hoạt động tài chính phi tập trung. Tôi có một bài viết khác về cách DeFi (tài chính phi tập trung) từng bước phát triển thành một dịch vụ thực sự trên Ethereum.

Các yếu tố hạn chế thông lượng mở rộng Eth1.X

Giờ đây, Ethereum đã phát triển mạnh mẽ được 5 năm, sự tăng trưởng phi thường mà nó đã trải qua cũng đã chỉ ra cho toàn bộ ngành công nghiệp biết đâu là nút cổ chai và đâu là điểm có thể cải thiện.

Năm 2017, khi sự phát triển của Ethereum gặp khó khăn, nhiều "kẻ hủy diệt Ethereum" đã nổi lên và tuyên bố sẽ "đánh bại" Ethereum. Nhưng những "kẻ hủy diệt" này chủ yếu hy sinh tính bảo mật để đổi lấy thông lượng cao hơn (TPS, xử lý giao dịch mỗi giây) và chúng quảng cáo hoàn toàn gây hiểu lầm (hoặc cố ý gây nhầm lẫn) rằng các giao dịch không cần phải trả phí. Trên thực tế, không có giải pháp nào trong số chúng là “giải pháp” cho các vấn đề mà Ethereum đang gặp phải.

Để thực sự nâng cấp Ethereum, mọi người phải thoát ra khỏi hệ thống hiện tại và bắt đầu lại. Chúng ta có thể tận dụng Ethereum tốt nhất và loại bỏ nhiều phần thừa của nó.

Ethereum 2.0

Ethereum 2.0

Ethereum 2.0 là dự án nguồn mở lớn nhất trong không gian tiền điện tử cho đến nay, nhằm mục đích phát triển một hệ thống mới đạt được các mục tiêu ban đầu của Ethereum và hơn thế nữa. Bạn có thể đã nghe nói về Casper (một thuật toán đồng thuận theo bằng chứng cổ phần) và sharding, nhưng mục tiêu của Ethereum 2.0 không dừng lại ở đó.

Bài viết này muốn nói về những thay đổi ít được biết đến hơn trong Ethereum 2.0 và cách những thay đổi này được truyền cảm hứng bằng cách giúp Ethereum tiến tới thế giới phi tập trung tươi đẹp.

Bài viết này muốn nói về những thay đổi ít được biết đến hơn trong Ethereum 2.0 và cách những thay đổi này được truyền cảm hứng bằng cách giúp Ethereum tiến tới thế giới phi tập trung tươi đẹp.

Chính sách tiền tệ (Chi phí bảo mật)

Không nên đánh giá thấp chính sách tiền tệ của tiền điện tử. Bởi vì tiền điện tử cần sử dụng tiền tệ bổ sung (dưới dạng phần thưởng khối) để thu hút người khai thác và sức mạnh tính toán, với tiền đề đảm bảo an ninh, càng ít phát hành bổ sung thì càng tốt. Trong số 20 loại tiền tệ hàng đầu theo vốn hóa thị trường, chúng tôi thấy rằng chuỗi khối của Bitcoin là an toàn nhất và tỷ lệ phát hành tiền tệ của nó cũng thấp nhất. Tỷ lệ tăng hàng năm hiện tại của Bitcoin là 3,8%, thấp hơn nhiều so với 4,5% của ETH (mặc dù nếu Ethereum tuân theo chính sách giảm một nửa của Bitcoin, tỷ lệ này sẽ còn cao hơn).

Mặc dù nhiều người tích trữ Ethereum cảm thấy rằng chi phí của chuỗi khối Ethereum quá cao đối với bảo mật; tuy nhiên, nếu điều này làm giảm tốc độ phát hành, nó có thể dẫn đến sự sụt giảm mạnh về sức mạnh tính toán và bảo mật khai thác, bởi vì những người khai thác không thể kiếm được nhiều như vậy tiền nữa. Do đó, rất khó để giảm tỷ lệ phát hành theo PoW, bởi vì việc giảm sẽ có tác dụng phụ không mong muốn đối với tính bảo mật của chuỗi. Bitcoin không gặp vấn đề này (phần lớn) bởi vì những thay đổi trong phần thưởng khai thác của nó phần lớn có thể dự đoán được trong thời gian dài.

Chà, một trong những mục tiêu lớn nhất của Ethereum 2.0 là chuyển sang cơ chế đồng thuận bằng chứng cổ phần (PoS), nghĩa là loại bỏ vai trò của phần cứng khai thác đắt tiền (cho dù đó là ASIC hay GPU), tính toán chuyên sâu và sức mạnh tiêu thụ, sẽ được thay thế bằng Thay vào đó, các máy tính thông thường giá rẻ chỉ đủ để xử lý các quy trình của nút Eth2 như truyền khối và đồng bộ hóa. Bằng cách này, chi phí bảo vệ an ninh mạng thấp hơn nhiều! Tuy nhiên, người dùng cần khóa 32ETH để tham gia.

Mô tả hình ảnh

- Số lượng phát hành thêm (quy mô trả thưởng) tỷ lệ với nhu cầu thực tế phải trả cho chứng khoán -

Ngoài việc giảm tỷ lệ phát hành, Ethereum 2.0 cũng nhằm mục đích thay thế mô hình thị trường đấu giá hiện tại được sử dụng khi thanh toán phí Gas và thay thế nó bằng một mô hình hơi khác, đó là "EIP1559". Bạn không cần biết nó hoạt động như thế nào, chỉ cần biết rằng trong chế độ này, hầu hết các khoản phí mà người dùng phải trả sẽ bị tiêu hủy. Mặc dù ở chế độ này, người dùng sẽ trả phí ít hơn nhưng do Ethereum 2.0 có nhiều shard nên tổng thang phí sẽ lớn hơn Ethereum hiện tại, do đó số lượng bị tiêu hủy sẽ nhiều hơn.

Một mặt, tỷ lệ phát hành rất thấp, mặt khác, một phần phí giao dịch bị phá hủy, tỷ lệ phát hành ròng của Ethereum 2.0 có thể âm, tức là số tiền bị đốt sẽ nhiều hơn số tiền phát hành ! Sau đó, ETH sẽ trở nên khan hiếm hơn, khiến việc tấn công hệ thống PoS trở nên tốn kém hơn.

Các thuật toán đồng thuận (chẳng hạn như PoW và PoS) (Ghi chú của người dịch: Nguyên văn, thuật toán đồng thuận) nhằm mục đích đảm bảo tính bảo mật và phân cấp của chuỗi khối, và cơ chế khuyến khích để bảo vệ mạng là điều thực sự làm cho tiền điện tử tồn tại chứ không chỉ là yếu tố số sổ cái. Cơ chế khuyến khích đảm bảo rằng những người khai thác/người đặt cược sẽ cung cấp bảo mật cho mạng. Những gì Ethereum 2.0 theo đuổi về phí bảo mật là tỷ lệ phát hành cần thiết tối thiểu. Tỷ lệ phát hành cần thiết tối thiểu có nghĩa là số tiền tối thiểu phải được phát hành để chuỗi tiếp tục phát hành nhằm đảm bảo an ninh. Tỷ lệ phát hành thấp và chiến lược phá hủy sẽ làm tăng dần chi phí tấn công của kẻ tấn công (vì ETH ngày càng khan hiếm), do đó làm giảm xác suất xảy ra các cuộc tấn công quy mô lớn.

không quốc tịch

Bạn có thể đã nghe thuật ngữ "sự bùng nổ trạng thái", thuật ngữ này thường được nhắc đến khi nói về Ethereum và kích thước dữ liệu trạng thái của nó. Bản chất của vấn đề này là việc thanh toán phí Gas một lần cho phép dữ liệu của bạn tồn tại mãi mãi trên chuỗi khối Ethereum, dẫn đến sự tăng trưởng không giới hạn của dữ liệu trạng thái và rất nhiều dữ liệu có thể không bao giờ được sử dụng lại. “Sự bùng nổ” dữ liệu trạng thái trên quy mô lưu trữ có nghĩa là không gian lưu trữ và điều kiện phần cứng của các nút Ethereum phải tăng tuyến tính khi mạng tiếp tục tồn tại. Về lâu dài, điều này giới hạn quy mô dân số có thể chạy một nút Ethereum và vấn đề tăng trưởng dữ liệu trạng thái trở nên tồi tệ hơn mỗi khi giới hạn gas khối được nâng lên.

Mô tả hình ảnh

- Cấu trúc liên kết mạng theo mô hình phi trạng thái -

Điều này rất quan trọng đối với sharding! Bởi vì mỗi phân đoạn có trạng thái duy nhất của riêng nó và trình xác thực Eth2 cần thực hiện các thay đổi trạng thái (xử lý giao dịch) theo trạng thái trên các phân đoạn mà họ xác minh. Giao thức không trạng thái loại bỏ nhu cầu trình xác thực tải xuống trạng thái đầy đủ của phân đoạn, chỉ cây Merkle nhị phân biểu thị dữ liệu (nhỏ hơn nhiều so với dữ liệu trạng thái).

Càng nhiều phân đoạn, dữ liệu trạng thái càng tăng trưởng vô tận.Mặc dù chắc chắn sẽ có các dịch vụ như trao đổi hoặc chặn trình duyệt, nhưng sẽ có các khuyến khích để lưu tất cả dữ liệu trạng thái/dữ liệu lịch sử của phân đoạn và nó sẽ chính xác bất kể chi phí là bao nhiêu. . Sau đó, có khả năng phần mềm "nhà cung cấp trạng thái" cung cấp cho người xác thực phần trạng thái của giao dịch để thay đổi, cho phép phần sau thực hiện thay đổi trạng thái. Nhà cung cấp nhà nước có thể loại bỏ hoàn toàn nhu cầu đọc và ghi đĩa cứng cũng như lưu trữ chuyên sâu trong quá trình xác minh. Điều này không chỉ mở ra khả năng cho các ưu đãi mới, dành riêng cho từng tiểu bang mà còn giúp ích rất nhiều cho những người xác thực, những người không còn cần phải giữ trạng thái phân đoạn đầy đủ nữa. Tất nhiên, họ vẫn có thể xác minh tính chính xác của trạng thái nhận được từ rơle trạng thái, vì dữ liệu này có thể được so sánh với cây trạng thái được đồng bộ hóa.

trừu tượng hóa tài khoản

Trong giao thức Ethereum hiện tại, có hai loại tài khoản, tài khoản được kiểm soát bên ngoài (nghĩa là tài khoản được kiểm soát bởi những người sử dụng khóa riêng) và tài khoản hợp đồng thông minh. Chỉ những tài khoản được kiểm soát bên ngoài mới có thể bắt đầu giao dịch và chỉ những giao dịch được khởi tạo bởi người dùng kiểm soát khóa riêng tư mới có thể thay đổi trạng thái tài khoản của chính họ. Mặc dù hiện tại có một giao dịch meta, nhưng nó cần phải dựa vào mạng chuyển tiếp (chẳng hạn như GSN) để trả phí Gas.

Đối với Ethereum 2.0, mục tiêu là trừu tượng hóa hai tài khoản này thành một tài khoản, để không có sự khác biệt giữa tài khoản người dùng và tài khoản hợp đồng trong mạng. Tất nhiên, các hợp đồng sẽ tiếp tục tồn tại, nhưng sau đó, mạng Ethereum sẽ có thể hoạt động như một chuyển tiếp cho các siêu giao dịch.

Khi đó, bạn có thể biến tài khoản của mình giống như một hợp đồng thông minh, ví dụ: nếu ai đó gửi ETH cho bạn, tài khoản chính của bạn sẽ tự động chuyển tiếp tài khoản đó đến ví lạnh của bạn hoặc tự động bán tất cả ETH được gửi cho bạn thành DAI để giữ.

Việc có thể đưa các mô-đun chức năng trực tiếp vào tài khoản sẽ tạo ra rất nhiều thiết kế và chức năng dApp thú vị! Các thao tác của tài khoản quản lý người dùng sẽ trở nên đa dạng thay vì các thao tác được phép cố định như giao thức Ethereum hiện tại.

Một khả năng trừu tượng hóa tài khoản thú vị là các hợp đồng có thể trả phí Gas và tự bắt đầu giao dịch. Nhưng đó là một vấn đề phức tạp, vẫn đang trong quá trình phát triển, nhưng một khi đã phát triển thì sẽ có rất nhiều khả năng.

Môi trường thực thi

Các nhà phát triển phát triển ứng dụng Ethereum, ngôn ngữ lập trình ưa thích là Solidity hoặc Vyper, cả hai đều có những tính năng kỳ lạ của riêng họ, nhưng về mặt thực tế, hệ sinh thái phát triển của họ vẫn rất tốt. Trong cách sử dụng hiện tại, mã được viết bằng các ngôn ngữ này được biên dịch thành các hoạt động cấp thấp hơn, tổng quát hơn để Máy ảo Ethereum (EVM) dễ dàng giải thích. Nếu bạn muốn hiểu sâu về EVM, bạn có thể đọc bài viết này. Mặc dù nó không cần thiết.

Các opcode (OPCODE) được EVM sử dụng cho phép các nút Ethereum tạo ra cùng một phép tính bất kể máy tính chạy nút đó là gì (đây là nơi xuất hiện của phần "máy ảo"). Nó cũng giúp dễ dàng tùy chỉnh các hoạt động phức tạp như xác minh chữ ký và lấy số dư tài khoản chỉ với một dòng mã. Chức năng sẽ không thể thực hiện được nếu không có EVM đọc chính xác trạng thái và thực hiện các thay đổi trạng thái.

Mặc dù EVM hoạt động tốt với tư cách là nền tảng của toàn bộ hệ sinh thái hợp đồng thông minh (ngay cả trên các chuỗi khác), nhưng sẽ tốt hơn nữa nếu các ứng dụng trên Ethereum có thể sử dụng bất kỳ ngôn ngữ thời gian chạy nào (run-time). Chuỗi không nên áp đặt các quy tắc chuyển đổi trạng thái của riêng mình (chẳng hạn như EVM) lên các chuỗi khác và bản thân việc thực thi sẽ cởi mở hơn. Đó là lý do tại sao mọi người nghĩ ra "Môi trường thực thi".

Cơ chế môi trường thực thi cho phép tất cả các quy tắc chuyển đổi trạng thái được tích hợp trực tiếp vào lớp giao thức (sử dụng WASM), để phương thức xử lý giao dịch có thể hoàn toàn độc lập với các phần khác của hệ thống. Ví dụ: có thể có Môi trường thực thi (EE) dành riêng cho các bản tổng hợp ZK và giao dịch bí mật và một EE khác dành cho các giao dịch kiểu UTXO (như chuỗi khối Bitcoin). Thậm chí có thể có một EE dành riêng cho mã thông báo để mang tất cả các mã thông báo mà không cần tải lên cùng một mã cho mỗi mã thông báo. Tất nhiên, EVM hiện tại cũng sẽ được thay thế bằng EE gọi là eWASM để đảm bảo hỗ trợ cho hệ sinh thái hiện tại.

Mỗi dApp trên Eth1 phải được thiết kế có lưu ý đến hành vi EVM, do đó, những hạn chế của các chức năng chuyển đổi trạng thái Ethereum (tức là EVM) trở thành nút cổ chai của toàn bộ hệ sinh thái. Với cơ chế EE, nút cổ chai này không còn tồn tại, cho phép các dApp hoàn toàn mới xuất hiện để tận dụng các phụ thuộc mở vào giao thức. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm, có một podcast tuyệt vời với Will Villanueva tại đây trên EthHub. Ngoài ra còn có một bài viết mô tả những phát triển mới nhất ở đây.