所谓区块重组指的是,由于出块时出现共识不同,导致短期区块结果被其他链所分叉,随后的几个区块又回到该链上,导致中间遭分叉时数个区块遗失的现象。在POW上,这多半是来自于有高算力的矿机进行51%攻击的结果,但以太坊信标链是由POS组成,因此可能是节点投票与委员会机制导致的问题。
针对信标链区块重组事件,以太坊基金会下属机构稳健激励小组(Robust Incentives Group)的研究科学家Barnabé Monnot在29日撰文进行分析,他直言区块重组现象并非信标链的预期行为,并列举了造成此事故的三大原因。
Barnabé Monnot列举的三大原因如下:
1.由于最近实施名为「Proposer Boost」的分叉选择更新,造成了验证节点在最新区块提案中共识分歧。
2.Proposer Boost更新是作为软分叉发布的,被看作是一个局部更新,只能以本身的速度在网络上推出。这就导致一种情况,即一些验证节点采用了Proposer Boost,另一些验证节点则没有,从而造成共识分歧。
3.在某些客户端中普遍存在对预期何时运行Proposer Boost分叉选择的已知错误实施,从而导致此缺陷持续存在。
不过Barnabé Monnot指出:重要的是,重组并没有导致最终性(finality)的丧失。最终性甚至没有被推迟。
Barnabé Monnot总结道,重组凸显了动态可用链出现一个失败案例,这在理论上是可能的,但实际上是不可想像的,就像长期重组在工作量证明中是可能的,但在实践中很少见到(除非是敌对行为),因此,必须认识到,目前促成重组的因素纯属偶然。
以太坊合并后不会再发生
Barnabé Monnot提及,迟来的出块总是可能发生,这是无法避免的,原则上,动态可用链的设计是为了公平地处理这种可能性,以便更及时地让提案者看到他们的区块在权威链(canonicalchain)中被接受。
但Barnabé Monnot坦言,从此事件学到的教训是,即使是看起来仅限于局部的更新(就像分叉选择运算一样),很明显的是,也需要在更大的共识层面中加以考虑。
Barnabé Monnot表示,以太坊协议的研究人员,已经意识到验证者之间的产生共识分歧(即一组验证者局部确认某些东西,而另一组验证者确认了其他东西)的概念,以及这些看法分歧如何促进活跃性(Liveness)延迟。
Barnabé Monnot警告道:人们应该意识到,Proposer Boost推出的不均衡,有可能造成这种共识分歧,由于一个已知的实施错误,情况又变得更加糟糕。
然而,Barnabé Monnot强调,如果所有验证节点都运行相同的配置,这种问题就不会发生,特别是合并之后,将不会再发生,因为所有验证节点都必须在合并之前进行硬分叉,否则会被完全排除在共识之外。
何为以太坊2.0?以太坊2.0也叫 ETH 2 或「宁静」,是以太坊区块链的下一次重大升级。 自以太坊诞生的那刻起,开发团队就已为它制定了四个发展阶段,分别是前沿(Frontier)、家园(Homestead)、大都会(Metropolis)、宁静(Serenity)。 以太坊2.0有何不同之处?相比 1.0,2.0 主要引入两个改进:PoS(权益证明)和分片链(Shard Chains)。 对于矿工来说,以太坊2.0与以太坊 1.0最大的不同在于,它将采用“权益证明(PoS)”机制替换当前采用的“工作量证明(PoW)”机制。 举例说明:想象一下,以太坊 1.0是一条繁忙的道路,每个方向都只有一条车道,这意味着在拥堵的时候,所有的车辆都要以缓慢的速度爬行通过。 以太坊 2.0将引入分片,其效果是将区块链变成一条有几十条车道的高速公路,所有这些都将提升可以并发处理的交易数量。 以太坊2.0对现有矿工的影响有人欢喜有人忧,以太坊转PoS,意味着PoW矿工收益将逐步减少,直至无法获得收益。 要知道,以太坊2.0推出至少要达到1.5阶段,而这期间大约需要长达两年的等待,而且在推出之后完全转为PoS还需要更久,所以并不需要过于担心。 首先我们知道,ETH 1是矿工一直参与的PoW链,ETH 2则是PoS共识的以太坊2.0。 ETH 1与ETH 2合并之后,ETH 1的PoW挖矿即停止,整个以太坊网络完成共识升级。 预期发生两个链合并的时间在阶段1.5。 届时进入主网的阶段0,但限于发展进程,任何以太坊的经济活动仍运行在ETH 1之上,底层共识仍旧完全依靠PoW挖矿决定。 而从ETH 1完全变更至ETH 2,需要完成区块链见证机制、对于目前以太坊虚拟机的改动,把数据结构从十六进制转变为二进制等工作。 相当于从一个共识底层变成一个更接近用户层的分片之一,这其中的工作量绝非我们想象的那么简单。 而这其中又牵扯到的各方利益和立场,除了对于矿工挖矿收益的考虑之外,更加切实的问题是,对于现有锁仓价值超过130亿美元的DeFi项目,ETH 2的代码是否能够足以安全的承接?钱包、交易所、稳定币以及众多基础设施的过渡,更需时间。 在这一切发生之前,以太坊仍然需要PoW挖矿来支持这个系统的良好运行。 矿工还能挖多久?事实上,矿工面临的不仅是矿机的问题,以太坊2.0越来越近,矿工也会紧张,究竟还能挖多久?在PoW向PoS转变的过程中,如何才能获取最大的价值?PoS转化过程中,可能会与PoW并行一段时间,然后再切换,具体的时间和周期大家都不知道,官方的进度也不太确定,但是对矿工来讲,一旦切换或者部分切换,肯定会对收益带来非常大的冲击。 从矿工的角度来讲,获取不到什么价值,因为矿工是挖矿的,通过算力来保护网络,以太坊网络过渡到PoS阶段,就不再需要PoW矿工。 目前对矿工的好处就是他们手里的ETH会随着以太坊网络的吞吐能力增强以及经济模型的迭代,对币价带来一些变化,但是对于矿工本身来说,这个事情没什么利好。 “矿工会顾虑POW挖矿的持续性,谨慎乐观吧。 从近期机器价格回落可以看出来,还不太会盲目加大筹码,4G改8G升级后的机器还可以挖4年。 罗马不是一天建成的,ETH信标链只支持Staking功能,阶段1分片上线时间在2024年,上线后只能试运行,仍不支持转账和智能合约;而阶段2的新虚拟机eWASM和与之配套的智能合约、跨分片转账,这个实现的过程会很漫长。 ETH2.0在几年内还不会影响PoW矿工,PoW最终被替代需要ETH2.0足够成功。 这期间,大显存矿工和芯片超算矿机可以享受一段时间全网算力下降后的收益提升,ETH2.0第一阶段会吸引一定ETH去锁仓,这些都会对这些矿工比较有利。
本篇作为Discover系列文章的开篇,结合ETH2.0的目标,来谈谈权益证明PoS是什么。
在谈PoS之前,我们先来了解一下共识。共识,即达成了普遍协议。区块链实质上是一个全球性的状态机,达成共识意味着网络上至少有超过一半(51%)的节点同意网络的下一个全球状态。 共识机制 (也称为共识协议或共识算法)允许分布式系统(计算机网络)协同工作并保持安全。当前主流的共识机制有两种,分别是 工作量证明 (Proof of Work,PoW)和 权益证明 (Proof of Stake,PoS)。以太坊在设计之初就希望最终以太坊的共识机制能转变为PoS,而PoW只作为一个过渡阶段。但无论是PoW还是PoS,最终的目的都是相同的,即实现分布式计算机的共识机制。下面先简单了解工作量证明(PoW)的工作机制。
工作量证明通过矿工们完成,矿工们需要竞争创建最新区块以处理和完成交易。 获胜者将与网络中的其他节点分享最新区块,并且获得最新的特定代币区块奖励(如以太坊的以太币)。 由于用户需要拥有超过网络中 51% 的算力才能够欺骗整条链,因此网络安全得以保证。 这将需要巨大的设备和能源投入,所需的开支甚至可能超过收益。 工作量证明是08年在中本聪所创造的比特币中提出的,至今已经经过了充分的考验和测试,但随着越来越多的矿工和矿池的加入,挖掘新的区块的难度指数爆发式上升,也面临的如下的问题:
PoS作为ETH2.0关键的建设目标,其作用不仅仅只是因为PoW带来的环境不友好的能源消耗,还有PoS的建设能更有力支持 分片链 (以太坊网络扩展的关键升级),更强的去中心化特性等等。下面从几个方面来简单谈谈权益证明PoS的工作过程。
在以太坊中,工作量证明的过程参与的角色是矿工/矿池。其目的是通过算力试错来反复计算,以此生成一个低于目标随机数的混合哈希。这个计算难度依赖于区块所声明的 难度 ,难度越小,有效的哈希值的集合就越小。而在权益证明中,则没有矿工这一角色,与之对应的是称之为 验证者 的角色。 在ETH2.0中,用户需要质押 来获得作为验证者的资格。验证者被 信标链 随机选择去创建区块,并且负责检查和确认那些不是由他们创造的区块。他们不需要开采区块,他们只需要在被选中的时候创建区块并且在没有被选中的时候验证他人提交的区块。此验证被称为证明。 验证者因提出新区块和证明他们已经看到的区块而获得奖励,对于一些恶意验证者节点,也会有相应的惩罚机制使之失去质押。验证者质押的ETH越多,获得的奖励也越多。可以这样说,权益证明是一种用于激励验证者接受更多质押的机制。
前面提到了 分片链 这个名词, 分片 就是将区块链分成多条链。验证者将会在不同的分片上处理它们的分片数据,以此来提高区块链的工作效率。ETH2.0预计会有64个分片链。 验证者会被随机洗牌到不同的分片中,以防止验证者恶意操纵节点并提高链的安全性。处理不同分片之间的数据的关键角色就是 信标链 (Beacon Chain)。 信标链 是协调分片信息、管理验证者的连接不同分片的桥梁。 当用户在分片上提交交易时, 验证者 将负责将用户的交易添加到分片区块中。 信标链 通过算法选择验证器以提出新的块。如果一个验证者没有被选中提出一个新的分块,它们将会证明另一个验证者的提议,并确认一切都正常。 至少需要 128 个被称为 委员会 ( )的验证者来证明每个分片块。委员会有一个提出和验证分片区块的时限,这个时限被称为 插槽 ( ),大约为12秒。 每个插槽只能创建一个有效区块,一个 周期 ( ,大约6.4分钟)有 32 个插槽。 每个周期过后,委员会都由不同的、随机的参与者解散与重组,重组过程由一个半随机算法 来选择,以此避免恶意节点的操纵。
ETH2.0使用 终局协议来确认一个新的区块是否得到足够的证明,即只要2/3的插槽同意(即当前参与计算的2/3的验证者节点),该区块就会被最终确定。而推荐此区块的验证者将获得奖励。因此,在权益证明的机制下,每过6.4分钟就会创建一个新的区块。关于Cassper协议的详细说明后续再进行探索。
权益证明的建设以太坊在15年就已经提出,截止至今也才完成了Phase 0信标链的建设。 而下一阶段的与主网合并,再下一阶段的分片链建设也一再推迟。 虽然PoS的建设非常缓慢,但无论如何,权益证明作为主流的共识机制算法之一,也是值得我们探讨其设计原理。 后续将会针对信标链的详细设计、分片等ETH2.0内容进行探索。
以太币(ETH)是以太坊(Ethereum)的一种数字代币,被视为“比特币2.0版”,采用与比特币不同的区块链技术“以太坊”(Ethereum),一个开源的有智能合约成果的民众区块链平台,由全球成千上万的计算机构成的共鸣网络。 开发者们需要支付以太币(ETH)来支撑应用的运行。 和其他数字货币一样,以太币可以在交易平台上进行买卖 。 温馨提示:以上解释仅供参考,不作任何建议。 入市有风险,投资需谨慎。 您在做任何投资之前,应确保自己完全明白该产品的投资性质和所涉及的风险,详细了解和谨慎评估产品后,再自身判断是否参与交易。 应答时间:2020-12-02,最新业务变化请以平安银行官网公布为准。 [平安银行我知道]想要知道更多?快来看“平安银行我知道”吧~
Copyright @ 2024 啦啦收录网 此内容系本站根据来路自动抓取的结果,不代表本站赞成被显示网站的内容或立场。
你是本站第位访客 | 网站地图 | 粤ICP备2022150304号