ETH:以太坊步入「宁静」阶段,全面解析 2.0 设计哲学

原文标题:《ChainHillCapital:「ETH2.0Serenity--『宁静』」》

作者:Steven,ChainHillCapital合伙人

从11月4号以太坊开发团队发布ETH2.0的启动条件并公布存款地址以来,各路ETH深度参与者们纷纷祭出了自己的32个或者更多的ETH支持其启动,终于在11月24号超额完成了V神设定的至少16384笔32-eth验证者存款总共不低于52.4万个ETH的启动要求,ETH2.0主网在12月1号凌晨准时上线。

主网上线后第一阶段被命名为「Serenity」,运行的主链为Beaconchain,即现在所运行的信标链,那么关于这条PoS链,有哪些设计哲学和创新点,他们是否又足以支撑ETH向PoS过渡呢?

PrinciplesSerenity的设计哲学

Simplicity简单

基于加密经济学里权益证明和Sharding分片技术的内在复杂性,Serenity在设计的时候尽可能的追求最大简单性,以便:1)最小化开发成本;2)降低不可预见的安全问题的风险;3)让之后的开发者在设计协议时,更容易的对其使用者说明协议的细节和合法性。

Long-termstability长期稳定性

底层协议的建设必须足够的完美和有预见性,只有这样在未来的10年或更长的时间内都不需要对其进行任何更改,任何创新都可以基于这些底层,在更高的协议层发生和建设。

Safe集成ERC-4337,增强帐户抽象功能:7月13日消息,数字资产管理平台 Safe(原 Gnosis Safe)集成ERC-4337,以增强帐户抽象功能。账户抽象使钱包能够作为智能合约工作,并运行一系列复杂的功能,例如多因素身份验证、钱包社交恢复以及用户使用任何代币进行交易的灵活性。[2023/7/13 10:53:25]

Sufficiency充分性

Serenity将会从基础性上保证尽可能多的应用程序可以构建在她协议的顶层。

Defenseindepth深度防御

协议可以在各种可能的安全假设下无差别的工作。(例如,网络延迟,故障计数,以及用户的邪恶动机。

Fulllight-clientverifiability全轻节点可验证

在给定的假设中,一个验证客户端,即使在51攻击之下,应该也是可以获得整个系统的所有有效数据。

2.0TheLayer1VSLayer2一层协议与二层协议的权衡

在任何区块链协议中,都存在着在Layer1中放入更多的特性将,还是尽可能的将Layer1设计的简单而在Layer2上进行更多的特性建设的争论。

其中,支持Layer2的理由包括:

降低了共识层的复杂性减少了修改共识层的需要减少共识层失败的风险减少协议治理的负载和风险随着时间的推移,将会更具有灵活性和实施新想法的能力而支持Layer1的理由是:

Web3钱包Magic完成5200万美元融资,PayPal Ventures领投:金色财经报道,Web3钱包Magic宣布在PayPal Ventures领导的战略融资中筹集5200万美元,Cherubic、Synchrony、KX、Northzone和Volt Capital也参与其中。新一轮融资使公司的融资总额超过了8000万美元。[2023/5/31 11:50:49]

减少由于缺乏机制迫使每个人升级到一个新的协议而导致的发展停滞的风险可能降低整个系统的复杂性如果第一层没有足够强大,在第二层协议上构建多么复杂庞大的机制是不可能的以太坊2.0的大部分内容都是在Layer1和Layer2之间小心权衡,在Layer1上所做出的努力包括以下三点:

1)准图灵完备、全状态代码执行

2)可拓展和可计算

3)高速区块完成时间

具体而言:

如果没有1),就不能使用完备的可信模型去构建Layer2的应用程序;

如果没有2),拓展性能就会被局限在某种状态通道和像Plasma的某些技术中,而这些技术往往面临着资金锁定和大规模资金退出的问题;

如果没有3),就不能实现在不用状态通道的情况下及时交易的要求,而这通用也会从产生资金锁定和大规模资金退出的问题;

除了上述特性,ETH2.0将1)隐私、2)高级编程语言、3)可伸缩状态存储、4)签名方案,留给了Layer2,因为它们都是快速创新的领域,现有的许多方案都具有不同的特性,未来不可避免的要在更多更好的方案之间进行权衡。例如:

杭州西湖区出台关于打造元宇宙产业高地的扶持意见:金色财经报道,近日,杭州西湖区出台《西湖区关于打造元宇宙产业高地的扶持意见》,为推动西湖区以元宇宙产业为代表的未来产业发展,助力打造文三数字生活街区成为引领全国的示范数字街区,拓展西湖区元宇宙产业知名度和影响力,提供了“真金白银”的支撑动力。

此次出台的政策从三个方面,加大对元宇宙技术创新方面的补贴力度,营造良好的创新科研氛围,增强产业发展源动力。其中包括对于元宇宙产业相关企业围绕数字孪生、人工智能、增强现实/虚拟现实/混合现实(AR/VR/MR)、区块链等核心底层技术研发,经认定给予研发项目技术研发费最高30%、单个项目最高200万元的补贴等。

此外新政策中也有不少条款面向该方面进行优惠与扶持。包括明确了对元宇宙相关特色产业园(平台)建设的扶持力度。经认定为国家级、省级的特色产业园(平台),一次性奖励产业园(平台)200万元、100万元。《意见》还强化了对元宇宙产业人才的引育扶持力度。实施西湖区“英才计划”,对海内外元宇宙产业领域高层人才来西湖区创新创业的,给予最高500-1000万元的创业启动资金支持。(央广网)[2022/11/8 12:31:32]

1)隐私:环签名+机密值VSZksnarkVSZkstarks;rollupVSZEXEVS…

2)高级编程语言:声明性与命令性、语法、形式验证特性、类型系统、保护特性以及本地支持隐私功能

Magic Eden在Solana区块链上的NFT市场份额正在迅速下降:金色财经报道,随着不想创作者征收版税的 NFT 交易平台越来越受欢迎,Magic Eden 在 Solana 区块链上的 NFT 市场份额正在迅速下降。去年,Magic Eden 一直是 Solana 上领先的 NFT 市场,迅速占据了 90% 或更多的市场份额,并在 6 月份达到 16 亿美元的估值。但是根据 NFT 市场Tiexo最新编制的数据,Magic Eden 的 Solana 市场份额最近几周有所下降。从数据分析结果来看,截至撰写本文时,其份额从过去六个月的 89% 下降到上个月的 79%,上周下降幅度更大,下降到 61%,过去 24 小时下降到 58%。

MonkeDAO联合创始人兼Frictionless Capital管理合伙人“SOL Legend”解释说:“当熊市来袭时,利润被压缩,NFT 交易所开始抱怨,因为 10% 的特许权使用费严重侵蚀了他们 20% 的利润。Magic Eden 拥有市场主导地位,以至于小众玩家别无选择,只能采用 0% 的创作者费用版税策略来夺取市场份额并将 OTC 交易量重新投入市场。”[2022/10/14 14:27:07]

3)扩拓展的状态存储:账户VSUTXOs,不能的租借方案,rawMarklebranch见证人VSSnark/Stark压缩VSRSA累加,sparesMarkletreesVSAVLtreesVS基于使用的imbalancedtrees;

Terra生态跨链稳定币银行Orion Money将在未来12个月内逐渐关闭项目:6月7日消息,Terra生态跨链稳定币银行Orion Money将在未来12个月内逐渐关闭项目,其中从今天起的未来 3 个月内,Orion Money 将致力于维护 Web UI,为用户提供提现的机会(UST、ORION、xASTRO),团队还将升级 Orion 智能合约,以允许用户在 Web UI 被删除后直接从智能合约中提取其代币;3 个月后,用户将能够在接下来的 9 个月内直接从智能合约中提取他们的代币。

此外 Orion Money 团队将继续与 Terra Builders Alliance、TFL 和 Astroport 团队合作,寻找将新的 LUNA 和 ASTRO 代币空投分发给 Orion Money 用户的方法,并将按快照当日的存款比例进行分配。[2022/6/7 4:07:38]

4)签名方案:M/N多重签名,社交密钥的撤销和恢复,Schnorr签名,BLS签名,Lamport签名

WhyCasper为什么选择Casper做PoS的方案

目前一共有三种主流的POS的共识算法:

Nakamoto-inspired,如Peercoin,NXT,Ouroboros…PBFT-inspired,如Tendermint,CasperFFG,HotstuffCBCCasper在后两种方案中存在着一个问题,即是否以及如何使用安全质押与惩处。所有的三种方案都是优于工作证明的,我们将具体介绍一下ETH2.0的做法。

Slashing

以太坊2.0使用的Slashing机制,即在验证者被发现有不当行为时,将会罚没其质押在网络中充当验证节点的代币,最好的情况下是约有1%的验证者会受到惩罚,最坏的情况是全网所质押的ETH都会面临惩罚。这种做法的意义在于:

1)提高攻击的成本

2)克服验证者们存在的问题,使验证者偏离诚实行为的最大动机是懒惰,对自相矛盾和不正确的签名的进行大额的惩罚可以在很大程度上解决这一问题。关于这一点,有一个很典型的案例:2019年7月,一个在cosmos上的验证者因为签署了两个相互冲突的块而受到了质押金的罚没,而这个验证者出现这种失误的原因就是因为它同时运行了一个主节点和备份节点,而这两个节点在同一时间以外打开,导致它们最终相互矛盾。

共识算法的选择

在出现大规模的验证节点作恶,只有BFT-inspired和CBC学派的一致性算法能够有较好的最终性,Nakamoto-inspired共识算法无法在这种前提下实现最终性。最终性的确认需要大多数的验证节点都在线,这个要求在Sharding分片机制中也是需要满足的,因为分片要求必须要有2/3的随机验证者在跨片沟通时进行签名。

ETH2.0选择CasperFFG就是因为它可以用最简单的算法在协议的最终部分实现最终性,但是未来会在第三阶段逐步转向CBCCasper。

Sharding分片--为什么ETH2.0讨厌超级节点

对于Layer1而言,分片的主要方法是使用超级节点--通过要求每一个共识节点都拥有超强的服务器,来保证它们能够单独处理每个事物。基于超级节点的拓展是很方便的,因为它实现起来很简单:它只是在现有的区块链的工作方式的基础上,加入了一些更加平行运作的软件工程层面的工作。

而对于这种做法,面临的主要问题如下:

1)抵押池集中化风险:运行节点的固定成本很高,因此可以参与的用户很少。如果运行验证节点的固定成本占据了回报的大部分,那么较大的池子相较于小池子就能够节省更小的费用,这将会使得小池子不断被挤出,从而加剧集中化的趋势。相比较而言,在分片系统中,抵押了更多ETH的更大的节点需要验证更多的交易,所以其费用并不是固定的。

2)AWS集中化风险:在超级节点的体系下,家庭作坊式的抵押形式几乎是不存在的,大部分的抵押都将会在云计算的环境中,这将会大大增加单点故障的风险。

3)可拓展性的问题:随着事务吞吐量的增加,上述风险增加,而在分片系统中增加的负载可以被更容易的处理而减少上述风险。

这些集中化分险也是ETH2.0没有选择格外追求超低延时<span="">的原因,他们将这个延时设定在一个相对保守的数据。

在ETH2.0的分片系统中,不管你有多少的ETH和算力,你都能够参与到ETH的验证系统中。固定成本被最小化,即便你拥有非常庞大的ETH的量,你面临的费用依然是次线性的。

安全模型

ETH2.的深度防御与分片方法是将随机委员会抽样结合起来,以实现诚实多数者模型下的有效性和可用性,同时提供保管证明以防止懒惰的行为者,并提供欺诈证明和数据可用性证明,以便在不下载和核实所有数据的情况下检测无效或不可用的链条;这将允许客户拒绝无效或不可用的链。

下表是当前预期的安全属性:

Casper的奖励机制是如何设计的?

在每一轮Epoch中,每一个验证者都会给出自己的证明,这个证明指的是验证者指出哪个是区块头并为之签名。如果这个证明被打包,验证者将会获得以下奖励:

1)证明被打包入内的奖励

2)指定正确的Epochcheckpoint的奖励

3)指定正确链头的奖励

4)证明被迅速打包上链的奖励

5)指定正确shardblock的奖励

在不同的场景中,具体的回报计算方式如下:

B=基础回报,P=做出正确判断的验证者的比例

任意做出正确判断的验证者将会获得B*P的奖励,

B的计算公式为:

其中,D1…Dn表示质押量大小,k是一个常数,

Beaconchain/shardchain的结构

分片系统包含了64个逻辑分片「shards」,该系统以beaconchain为中心,协调所有的活动。

一笔交易在这个系统中得到最终确认的流程如下:

1)交易被包含在一群shard的某个shardblock中

2)随机选择出来的验证委员会被分配到这个shard中并进行验证和签名

3)委员会的签名被打包进下一个beaconblock

4)下一个beaconchain通过CasperFFG进行最终性确认

将每个shardblock都通过hash连接到下一个beaconchain,使shard能够迅速识别彼此的Markle根,从而能够相互验证收据:

如上图所示,如果shardn没有被立即被打包到n+1beaconchain中,n+2beaconchain的委员会可以尝试打包这个shard和下一个shard。

尾---关于ETH2.0的未来

「宁静」仅仅只是ETH2.0浩瀚征途的第一步,但是从他们在第一步中所做的取舍可以看出来整个团队过去三年对于公平和效率的深入思考,并没有一味的追求所谓百万TPS,而是在保证安全的前提下对实用性和可行性进行更大的实践。

我相信未来在很长的一段时间内,ETH都将会整个区块链网络的基石,今年的DeFi只是在不成熟的网络条件下的一场伟大的社会实践,2.0在2021-2022愈臻完善的时候,必然会迸发出更大的商业价值和社会价值。

郑重声明: 本文版权归原作者所有, 转载文章仅为传播更多信息之目的, 如作者信息标记有误, 请第一时间联系我们修改或删除, 多谢。

地球链

[0:0ms0-0:744ms