Aktualizacja Ethereum: ETH 2.0 i poszukiwanie skalowalności

Deweloperzy od dawna chcieli, aby Ethereum służyło jako zdecentralizowany komputer świata. Aby osiągnąć ten cel, sieć musi zachować swoją obecną zdecentralizowaną architekturę, jednocześnie skalując się o wiele rzędów wielkości. Blockchain może obecnie obsługiwać tylko 15 transakcji na sekundę (tps). Aby służyć globalnej populacji i nadchodzącemu zalewowi robotów i autonomicznych urządzeń, programiści mają dużo pracy w swoich rękach.

W ostatnich latach pojawiło się wiele propozycji. Wiele z nich trafiło do czwartego i ostatniego etapu rozwoju Ethereum, zwanego Serenity, do którego przechodzi w tym roku. Taki jest zakres i nowość tego uaktualnienia, że ​​jest ono potocznie określane jako Ethereum 2.0. W rzeczywistości ten opis pod wieloma względami jest bardziej odpowiedni, ponieważ przedstawia całkowicie nowy łańcuch bloków zwany łańcuchem Beacon, a także inną metodę konsensusu.

Przyjrzymy się głównym częściom tego przełomowego ulepszenia.

Dowód stawki

Vitalik Buterin i inni programiści Ethereum rozmawiali o przejściu na Proof of Stake (PoS) od 2014 roku. Motywacją stojącą za tą zmianą jest zmniejszenie zużycia energii przez blockchain i zminimalizowanie ryzyka centralizacji węzłów i ataków konsensusowych, takich jak 51% ataków sieciowych.

Ethereum używa systemu PoS o nazwie Casper dla nowego łańcucha Beacon. Początkowo obecny blockchain Ethereum Proof of Work (PoW) i nowy łańcuch Beacon będą działać równolegle. Deweloperzy spodziewają się, że łańcuch Beacon będzie działał pod koniec 2019 r. Jednak na początku będzie on po prostu obejmował walidację, bez przechowywania ani przetwarzania informacji..

Podczas tej fazy blockchain użyje Casper the Friendly Finality Gadget (FFG), aby osiągnąć i utrzymać ostateczność. Ostateczność odnosi się po prostu do uznania, że ​​po dodaniu bloku do łańcucha blokowego nie można go cofnąć. Protokół losowo wybiera pule wnioskodawców bloków i komitety spośród wykwalifikowanych walidatorów w celu znalezienia i utrzymania konsensusu.

Co ważne, łańcuch Beacon niesie ze sobą zupełnie nowy zasób kryptograficzny lub ETH2. Weryfikatorzy będą używać tokena do obstawiania i zdobywania nagród poprzez stopę inflacji. Posiadacze obecnego tokena ETH mogą wymieniać dwa aktywa, na których spalany jest oryginalny token ETH.

Osoby, które chcą przeprowadzić walidację i otrzymać ETH2, będą musiały pobrać i używać klienta dla łańcucha Beacon. Aktualnie jest osiem różne zespoły programistyczne pracujące nad wprowadzeniem takich klientów na rynek.

Sharding

Aby zaradzić niskiej przepustowości Ethereum, łańcuch bloków zostanie podzielony na około 1000 mniejszych jednostek zwanych shardami. Ta zmiana, znana jako sharding, obiecuje znacznie zwiększyć skalowalność Ethereum, prawdopodobnie umożliwiając osiągnięcie nawet 15 000 tps.

W rzeczywistości oznacza to, że wiele transakcji i inteligentnych realizacji kontraktów może odbywać się jednocześnie. Jest to projekt mający na celu obejście ograniczeń tradycyjnego liniowego przetwarzania danych w łańcuchach bloków. Sharding eliminuje jeden z oryginalnych założeń dotyczących łańcuchów bloków, a mianowicie, że każdy pełny węzeł weryfikuje każdą transakcję. W tym przypadku zamiast tego tylko każda transakcja jest weryfikowana i potwierdzana tylko przez podzbiór węzłów.

sharding

Dzieląc ładunek danych na setki fragmentów, przepustowość zostanie znacznie zwiększona.

W określonych odstępach czasu fragment będzie zapisywać swój aktualny stan konsensusu w łańcuchu Beacon za pośrednictwem mechanizmu zwanego połączeniem krzyżowym. Ponadto wiązania poprzeczne otwierają zdolność komunikowania się odłamków.

Sharding faktycznie dojdzie do skutku w dwóch odrębnych fazach. Faza pierwsza, spodziewana w 2020 r., Wprowadzi proste fragmentowanie danych, podczas gdy faza druga, spodziewana w 2021 r., Umożliwi komunikację między fragmentami i transfery aktywów. W związku z tym wciąż jesteśmy co najmniej dwa lata od spodziewanych korzyści z shardingu, zakładając, że nie ma dalszych opóźnień w rozwoju lub wdrożeniu.

EWASM

Oprócz skalowania i zmian konsensusu, Serenity obejmuje również całkowite przeprojektowanie maszyny wirtualnej Ethereum (EVM). EVM jest odpowiedzialny za prowadzenie obliczeń inteligentnych kontraktów, dapps i tokenów w ekosystemie Ethereum. Obecnie programiści muszą pisać swoje aplikacje w specyficznym dla Ethereum języku kodowania o nazwie Solidity.

Jednak nowa maszyna wirtualna o nazwie Ethereum Flavored Web Assembly (EWASM) usuwa to ograniczenie i umożliwia korzystanie z wielu różnych języków. Powinno to zmniejszyć tarcie i poszerzyć zasięg programistów dapp opartych na Ethereum, a wraz z nim poprawić ogólny ekosystem. Jednym z następczych efektów tego zwiększonego zakresu języków jest to, że zespoły mogą teraz wybierać bardziej bezpieczne języki z mniejszą liczbą wektorów ataku niż Solidity, co z kolei zmniejsza ryzyko dla projektów. Ponadto główni programiści uwierzyć że nowy EWASM będzie ogólnie znacznie łatwiejszy do budowania produktów na szczycie Ethereum.

EWASM powinien zostać uruchomiony w łańcuchu Beacon w fazie drugiej w 2021 r. Wraz z transakcjami cross-shard.

Ponad i poza

Powyższe stanowi zaledwie 50% mapy drogowej Serenity.

Na froncie kryptoekonomicznym jest dość radykalny wniosek wprowadzić czynsz za magazyn. Oznaczałoby to, że konta byłyby odejmowane od ETH2 w każdym bloku w zależności od ilości danych, które przechowują na fragmentach. Podstawowym założeniem jest to, że sieć jest użytecznością publiczną, ponieważ każdy może uzyskać do niej dostęp i z niej korzystać. W związku z tym powinien istnieć stały koszt w stosunku do miejsca zajmowanego przez odłamki, choćby po to, aby zniechęcić do niepotrzebnego i nieefektywnego przechowywania.

Programiści mają również nadzieję, że uda im się przenieść sharding na zupełnie nowy poziom za pomocą czegoś o nazwie fragmentowanie super-kwadratowe. Oznacza to odłamki w odłamkach. Jeśli byłoby to technicznie wykonalne, pozwoliłoby na wykładnicze i być może nieograniczone skalowanie, wszystko w łańcuchu. W rzeczywistości może całkowicie zniweczyć wszelkie wymagania dotyczące pozałańcuchowych sieci skalowania, takich jak Plazma. Taki projekt pozwoliłby na niemal nieskończone skalowanie bez poświęcania decentralizacji i bezpieczeństwa.

obliczenia kwantowe

zk-STARKS może uczynić Ethereum 2.0 odpornym kwantowo.

Poza obecną iteracją Serenity mapa drogowa, programiści mają również nadzieję na integrację zk-STARKS. Są to systemy o zerowej wiedzy, które zapewniają doskonałą prywatność i skalowalność, a jednocześnie są w pełni odporne na postęp w obliczeniach kwantowych. Jeden z kluczowe cele Ethereum 2.0 ma być przyszłościowym zabezpieczeniem przed zagrożeniami wynikającymi z tych postępów. zk-STARKS zapewnia jedne z najwyższych poziomów prywatności poprzez zaciemnianie kwot, a także adresów nadawcy i odbiorcy. Ponadto, pozwalając na przenoszenie obliczeń poza łańcuch, obiecują ogromne możliwości korzyści związane ze skalowaniem.

Nie jest tajemnicą, że mapa drogowa Ethereum przeszła przez lata wiele niepowodzeń, w dużej mierze z powodu zakresu wymaganych innowacji. Jednak rok 2019 z pewnością wygląda na początek Ethereum 2.0 i początek prawdziwie zdecentralizowanego komputera świata.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
map