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以太坊 2.0 核心 之 共识机制的改变

2019-10-20 14:18 编辑:btc268.com 来源:区块链资讯

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作者:林冠宏 / 指尖下的幽灵

掘金:juejin.im/user/587f0d…

博客:www.cnblogs.com/linguanh/

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目录

前序

以太坊 2.0 参与者

区块的生命周期

优化共识算法

2.0 共识的流程

前序

  以太坊是区块链领域中的一个应用,为公链应用,是后者的真子集。

  本文将从一个区块的生命周期的角度去介绍以太坊 2.0相比于1.X做了哪些不同,主要的点在于共识算法的改变。

  BTW:本人技术书籍《区块链以太坊DApp开发实战》现已出版并可网购了,适合初中级区块链技术相关研发人员阅读。

以太坊 2.0 参与者

  注意目前2.0版本还没正式上线,部分功能还在开发中,它的整体架构图如下图所示:

  包含但不限于引入了以下的新技术点 或 名词:

信标链,它将管理着参与共识的验证者。含有但不限于:

届时,人人可以使用终端设备下载信标链软件而成为验证者,参与管理2.0生态。

当,不同的交易被分配到不同的区块,区块在不同的分片链中时,由信标链负责它们数据/通讯的一致,比如合约的调用。

投票了成功的区块而获奖励

不去投票、旷工而被处罚,我们称之为"quadratic leak(二次泄漏)"

作恶操作而被惩罚

随机分配验证者去某条分片链

随机选择轮到提议的验证者

...

普通地址抵押 ETH 参与成为验证者

因各种原因而自己退出验证者

因惩罚而踢出验证者

管理验证者。

提供随机性。

跟踪和更新验证者的抵押款。

跨联,将整个分片链系统连接在一起。

响应与之相连的验证者客户端软件。

验证者,参与 2.0 出块生态的角色,普通以太坊地址通过向指定的智能合约抵押 32 个ETH,成为验证者。

分片链,拥有多条,它将管理将被打包的交易,验证者会被随机分配到这里,生成块,再排队等待,去投票块或拒绝块。

EWASM,分片上的虚拟机系统,为 EVM 的升级版。下图是其 github 项目主页。

...

区块的生命周期

  基于以太坊 1.8.11版本源码。请注意这个前提,所属版本称号为:大都会 之 上章 --- 拜占庭

  首先我们来看下以太坊 1.8.11 的区块生命周期图解。一目了然地,如下图所示。一个很明显的点是:以太坊的挖矿算法还是PoW 算力挖矿。这也是导致了出块时间最严重的地方,要增加出块的速度,优化共识算法是一个主要的点。

优化共识算法

  将以太坊的PoW 算法进行修改在早前已经是以太坊团队声明过的一个举措。本来的进程计划是:

  PoW --> (PoW PoS) --> PoS

  目前的,已经发布了的君士旦丁堡版本,本身是以为是转为PoS共识的了,无奈依然是PoW。

  2.0 版本是以太坊现在规划中的最后一个版本: Serenity(宁静),正是在这个版本,以太坊团队将明确要引入新的共识机制,一起参与实现这项修改的角色正是本文的 以太坊 2.0 参与者 小节所提到的那些。

  由于以太坊公链一开始采用的是PoW 共识机制 已经运行了很久。它不同于一些新生的公链,在一开始的时候可以挑选性能更好的共识算法,在前人吃螃蟹者 --- 比特币公链的基础上,它也采用了 PoW。因此发展到现在,随着部署在它上面的 DApp 原来越多,且要考虑支持要求交易速度更高的应用时,它必须要升级了。

  现在升级,就需要考虑更多的问题,比如说:

依然要保持去中心化,因为这是区块链的核心特性之一。

有效对抗共识中心化的威胁,比如 PoW 要考虑的算力中心化。

区块共识的成本性考虑,比如算力对电力的资源的消耗。

对于旧共识机制的节点阵营,是否会导致硬分叉链的诞生。

与前区块链的区块数据嵌接性。

提高出块与交易打包的吞吐性。

区块被验证的速度。

...

  对于第六点,因为出块成功的效率直接影响了交易被打包成功的效率,从而交易成功的速度也跟随着而改变。

2.0 共识的流程

  组合前面小节 以太坊 2.0 参与者 谈到的各个角色,以太坊 2.0 的共识机制,目前看来是符合 PoS 模式的,为什么是目前看来?因为2.0还没发布,所以在这之前一切都有变数。

  在区块的生命流程中的进行共识的一个步骤可以细分为下图。

  图中有两个重要的随机:

随机分配验证者到分片链。从验证者集合中,挑选各个部分的验证者分配到某一条分片链中。

随机提议验证者。被提议的验证者提议自己所在分片链生产的区块,供其它分片链的验证者进行投票。投票可以投认可票,也可以投拒绝票。

  

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关键词:比特币新闻 币牛牛

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原文标题:以太坊 2.0 核心 之 共识机制的改变

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