原文標題:《以太坊核心開發者會議更新006》
這次更新與以往的有點不同。首先,我決定轉移到Mirror發布更新。使用這個用于1559NFT項目的平臺是很不錯的體驗,而且我一直在找機會再次使用它。我會在HackMD保留更新列表,這樣便于在一個地方輕松找到它們。
第二,由于我們現在的工作重點在合并(TheMerge)上,本文其實不算是一篇「更新」,而是對走到當前架構選擇的路線圖演變的深入探討。幾周后,會有一篇類似的文章,詳細介紹以太坊網絡在合并后將如何運作。
合并史前史
合并將把以太坊目前的工作量證明(PoW)共識算法轉為在信標鏈上運行的權益證明(PoS)機制。這個設計是「以太坊2.0」路線圖多次迭代的結果。讓我們回顧一下過去幾年路線圖的變化吧。
階段0,1,2
幾年來,權益證明和分片的研發是彼此獨立的。在2018年臺北的一次研討會上,大家決定將這兩項研究計劃統一起來,形成一個分三個階段的「以太坊2.0」路線圖。BenEdginton在這篇文章里對當時的研討會和總的理念作了非常好的總結。正是在這次活動中,Hsiao-Wei展示了這張現在廣為人知的「以太坊2.0」簡圖:
以太坊信標鏈網絡驗證者總數量突破42萬:9月4日消息,據Ethereum官方網站最新數據顯示,以太坊信標鏈(TheBeacon Chain)驗證者總數量已突破42萬,截止目前為421,212個。此外,以太坊信標鏈網絡總質押量達到14,236,992枚ETH。按照當前ETH價格計算,信標鏈質押ETH總價值已超過221億美元。[2022/9/4 13:07:48]
來源:https://docs.google.com/presentation/d/1G5UZdEL71XAkU5B2v-TC3lmGaRIu2P6QSeF8m3wg6MU/edit#slide=id.g3c326bb661_0_298
這張圖展示了當時新路線圖的每個階段將交付的內容:
階段0將帶來信標鏈
在階段1,會加入數據分片
在階段2,在每個分片加入虛擬機,以在系統里實現計算。
分片的數量最初定為100,然后提高到1024,最近又調低到64。
提早合并?
隨著信標鏈的工作在2018年開啟,很明顯,這個分三個階段的以太坊2.0路線圖將需要幾年時間才能完全交付。伴隨著使用以太坊人數的快速增長帶來的成長陣痛,這帶來了工作量證明區塊鏈研究計劃的復蘇。在2018年的DevconIV上,「Ethereum1.x」這個術語被提出,用于涵蓋這些研究計劃。其中最重大的一項是無狀態以太坊(StatelessEthereum),這個范式會把未被訪問的狀態從網絡中移除,以限制狀態的膨脹速度。
CryptoPunk #5364 被捐贈于烏克蘭以太坊錢包,估值約20萬美元:3月2日消息,CryptoPunk #5364 被捐贈于烏克蘭以太坊錢包。據加密分析公司 Elliptic 估計,其價值約為20萬美元。此前,烏克蘭收到了價值約 1000 萬美元的 ETH、DOT、USDT、BTC 和其他加密代幣捐贈。處理捐款的數字化轉型部的烏克蘭加密貨幣交易所Kuna創始人Michael Chobanian表示,至少1400萬美元的捐贈加密貨幣已經用于軍事硬件和平民用品,包括食品和天然氣。
據悉,截至目前,烏克蘭加密貨幣捐贈活動金額已累計超過3300萬美元。[2022/3/2 13:31:57]
一方面有越來越多的關注放在讓PoW鏈變得長期可持續上,另一方面開發者們意識到信標鏈可以比以太坊2.0路線圖的其他部分更早實現,結合兩者后出現了一個「提早合并」的提案。這份提案把現有的EVM鏈作為以太坊2.0系統的「分片0」來啟動。這樣不僅會加快搬到權益證明的速度,還會使應用層的過渡更順滑,因為搬到權益證明不需要在應用層上做遷移。
這提案出來不久,DannyRyan在他的《Eth1+Eth2客戶端關系(Eth1+Eth2clientrelationship)》的文章里探索了我們可以如何通過利用現有Eth1客戶端實現提早合并。這將大大減少交付一個合并后系統和利用客戶端的開發工作,因為Eth1客戶端已經在主網上久經沙場了。按這條路走下去還可以給研究者更多時間解決階段1和2的開放性問題(請看這里),和無狀態以太坊(這仍然是非常活躍的研究領域)。
Infura以太坊2.0 API已啟動 用戶可以通過Infura獲取信標鏈信息:Ethereum和IPFS的API服務供應商Infura表示,Infura以太坊2.0API測試版已啟動,用戶可以通過Infura以太坊2.0 API訪問以太坊信標鏈,分析以太坊信標鏈的狀態,并簡化和提高以太坊2.0驗證節點設置的可靠性。[2021/2/3 18:46:18]
以Rollup為中心的路線圖?
很快到了2020年末:階段0此時的進度已經達到99%,信標鏈很快就要啟動了。盡管在階段1的工作進展順利,但將在階段1引入的分片上實現計算功能的階段2仍然有很多未解決的問題:
如何從當前的EVM鏈順滑過渡到分片的虛擬機?
從性能上看,有哪些替代虛擬機能被部署?
我們要如何確保各種虛擬機是真的安全?
如何協調所有虛擬機上的狀態和余額?
......
同時,rollup(例如二層的擴容方案)方面正發生非常快速的進展。多個團隊公布要上測試網,且取得令人鼓舞的早期成果。
大約在這個時候,Vitalik在EthereumMagicians論壇上發表了長文,論述我們應該把短期和中期的擴容工作集中在rollup上。它們不僅會在階段2完成前上主網,還會是階段1的最大受益者。Rollup會生成大量數據,而分片可以為它提供比EVM鏈消耗更低的存儲。下面是文章的截圖:
以太坊日交易量已達127萬美元 創兩年來新高:分析網站Santiment數據顯示,在過去的幾個月里,以太坊網絡每日交易量激增,而截至8月17日,以太坊日交易量已達到了127萬美元,創兩年來新高。這標志著自2020年1月年度低點以來,以太坊日交易量增長了200%。[2020/8/17]
這種方法將對階段0-2路線圖產生幾方面的影響。具體如下:
階段0(信標鏈)當時正處于部署主網前在測試網上運行的階段,一旦PoW鏈準備好,信標鏈就可以成為共識層引擎,而不需要等到階段2以后;
階段1(數據分片)的實現還需要幾年時間,它從擴容的關鍵障礙變成一項增量改進,它會減少已經開發出來的擴容方案(例如rollup)的開銷;
階段2(分片執行)是有最多開放性研究問題且更復雜的功能,它可以在幾年后推出,或完全取消,對擴容路線圖沒有任何影響。
研究社區快速就這個提案聚集起來,并在一個月內發表了一篇ethresear.ch文章,詳細介紹了當前這個合并計劃!
當前&未來的路線圖?
動態 | 日本游戲公司double jump推出基于以太坊的區塊鏈游戲:據Coinpost消息,日本游戲公司double jump.tokyo宣布將于今日開啟新作My Crypto Heroes的預售。My Crypto Heroes基于以太坊區塊鏈制作,知名游戲制作人岡本吉起參與了游戲設計。[2018/9/21]
可執行信標鏈
當前的合并架構在首次于2020年11月由MikhailKalinin發表的《可執行信標鏈(ExecutableBeaconChain)》上得到詳細說明。簡言之,它結合了多次迭代的以太坊2.0路線圖的洞見:
信標鏈已經啟動了,現在可以作為共識引擎來使用;
Rollup是擴展計算的最佳短期解決方案;
當前的Eth1客戶端是作為合并后執行層的最佳基礎;
搬到權益證明可以通過對當前運行的應用影響最小的方式實現
Mikhail提議中的一個重大變更是,與其讓當前的EVM鏈成為」分片0」,不如直接與信標鏈連接。
這是一個簡單但重要的見解——Eth1執行層客戶端已經是以共識算法可換的方式構建的。主網使用工作量證明,而測試網和私人以太坊網絡使用的是權威證明(proofofauthority)共識算法(clique、IBFT等)。
在文章里,Mikhail提議直接把權益證明作為客戶端使用的新共識算法。換句話說,就是把當前的工作量證明鏈與信標鏈合并。下面由TrentVanEpps制作的這張圖很好地說明這個變化:
來源:https://twitter.com/trent_vanepps/status/1415741658067517441/photo/1
這種方法將最大程度地減少PoW鏈上客戶端團隊要做的工作,同時仍然帶來「提前合并」和「以Rollup為中心路線」的所有好處。
Rayonism項目
為了驗證可執行信標鏈架構的可行性,在名為Rayonism的長達一個月的黑客松里,客戶端進行了原型設計。
在幾周內,Eth1和Eth2客戶端的各種混合組合作為合并后的客戶端在EVM上運行交易,通過信標鏈達成共識。
高度概括來說,現在的Eth2節點變成作為網絡的共識層,而現在的Eth1節點則作為其執行層。共識層的功能擴展為把最新的鏈頭信息發送給執行層,并向執行層請求區塊。執行層仍然負責處理區塊、廣播交易、存儲和管理狀態,和處理JSONRPC請求。
這個實驗驗證了可執行信標鏈的架構是合理的,且可以用作過渡到權益證明的基礎,現在這個過程被稱為合并。
PoW->PoS的過渡?
Rayonsim項目里沒有測試的是從真正的PoW網絡過渡到運行中的Pos網絡。經過幾次迭代后,現在已經大致敲定了一份規范。
為了實現從工作量證明到權益證明的過渡,在客戶端里需要設置一個TERMINALTOTALDIFFICULTY(終結總難度)。當發現區塊上的難度超過了工作量證明鏈的難度時,客戶端會進入過渡模式,它們會開始監聽權益證明層的信息來達成共識。一旦共識層最終敲定的一個區塊的難度超過了TERMINALTOTALDIFFICULTY,執行層將完全停止監聽和廣播PoW區塊信息。這樣,合并就完成了!
對于應用,這不會對合約和用戶造成任何影響。有一些操作碼需要更新,但就僅此而已。對于信標鏈節點的運行者,在合并中需要選擇一個執行引擎。同樣地,如果你在工作量證明網絡運行一個節點,在合并中需要選擇一個共識客戶端。隨著合并工作的開展,你可以預期會有多個開發者測試網、教程和會議來討論這些問題。
接下來的工作
盡管合并的總體方案已經確定了,客戶端團隊還有一長串的事情需要在未來幾個月內完成。大部分要做的事都可以在這里追蹤到,值得關注的包括確定合并后的同步協議、為整個過程設置創建集成測試、上線開發者測試網并在不利條件下運行它們,以及為過渡期間的各種意外情況做計劃。
如果你想深入了解實際的規范,EIP-3675詳細列出執行層客戶端需要的變化,而共識規范中的mergefolder詳細列出了共識層的變化。
當事情稍微穩定下來,請期待另一篇深入以太坊客戶端在合并后將如何工作的文章。謝謝你的閱讀,下次再見!
感謝DannyRyan、TrentVanEpps和MikhailKalinin對本文草稿的反饋。
一個值得注意的變更是「無狀態以太坊」不再是過渡到權益證明的先決條件。
在過渡階段根據總難度而不是區塊或slot號可以更好處理重組情況。想了解更多,請參見EIP-3675里的"Transitionprocess(過渡過程)"部分。
撰文:TimBeiko翻譯:ETH中文站
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