以太坊2.0如何实现“刷卡级”速度?

2020-01-14 星球日报 5849浏览

2020年没有减半可期的以太坊,同样有许多故事可以讲。 

1月13日,加密货币评级机构韦氏评级(Weiss Crypto Ratings)在推特上称,以太坊创始人Vitalik Buterin表示,2.0版交易确认时间将缩短到3~6秒。

两天前,以太坊社区发布了2.0 Phase 0(0阶段)的代码规范版本,一些新构想已经开始落实,但新版版的具体上线时间还未敲定,“不是第一季度就是第二季度,没有具体时间。”Vitalik Buterin在中文社区如此回复。

进化到2.0的以太坊将是一个新的网络系统,现有基础下,共识协议 Casper 和分片技术将有望落地,技术的复杂性也意味着开发难度在加大。

全新的以太坊能否落地,关系到公链能否走出“不可能三角”的困境,进而影响商业应用是否能在其上展开。

“0阶段”代码规范出炉

1月13日,加密货币评级机构韦氏评级(Weiss Crypto Ratings)在推特发布一条关于以太坊2.0的消息,“V神透露,以太坊2.0版本完全实现时,确认交易所需的时间将从几分钟减少到3至6秒——大约相当于刷卡所需的时间”。

两天前,以太坊的 Github代码库显示,社区已经发布了2.0版本的Phase 0(第0阶段)代码规范,版本号为v0.10.0,重要信息是“新的BLS标准”将集成到以太坊2.0规范中。Ethhub创办人EricConner也表示,这一版本的代码规范即将进行审计,它是未来多客户端测试网的基础。

BLS是一种签名算法,由斯坦福大学的Dan Boneh、Ben Lynn以及HovavShacham三人提出,这种签名算法可以实现将多个签名聚合成一个签名,多个密钥聚合成一个密钥。当多个验证者都要对区块签名时,通过BLS聚合算法,保证系统安全的同时,也可节省存储空间。BLS签名算法也是以太坊由PoW(算力证明)机制走向PoS(权益证明)机制的基础。

不久前,有用户在以太坊中文社区问到2.0版本的上线时间,以太坊创始人Vitalik Buterin回答称,“不是第一季度就是第二季度。”具体时间未定,但以太坊2.0版本的部署早已开始。

BTCBCH、达世币等八大主流币种将在2020进入产量减半的发展周期。对于没有减半利好的以太坊来说,新的一年同样重要,2.0版本能否顺利上线,不仅关乎这个公链王者的突破性进展,也是验证公链能否在节能、安全的前提下,实现高性能。

“公链的不可能三角”问题也是以太坊2.0的探索方向之一,特别是解决网络拥堵问题,因为这直接关系到一些高频交易应用在以太坊上的落地环节。

BTC.com显示,当前POW共识下的以太坊网络出块时间在13秒左右,每秒交易量为6笔,实际中,以太坊每秒验证交易量最高也就大约20笔。

以太坊2.0目标

按照社区的规划,以太坊 2.0 并不是在当前1.0版本上升级修补,而是一次全面修订、重新设计下的新网络系统,将带来分片技术实现、权益证明、新虚拟机(eWASM)等变化。

“修改共识+分片技术”提速

目前,2.0版本有9个独立的开发团队共同工作。在解决性能问题方面,以太坊2.0将技术方案指向共识协议的修改和分片技术的实现上。

当前的以太坊和比特币一样,都是使用PoW共识机制。新以太坊将由PoW共识机制转向PoS共识协议。

相对PoW这种比拼算力来决定节点验证权的机制,PoS的优势是参与验证的节点有所限制,确认速度将提高。

分片技术则是将大型的链(数据库)划分为更小、能更快确认的“小区块”,每个分片都可以自我管理,拥有自己的交易历史记录片区,分片的数据最终汇总到主链上,从而使整个系统更具可伸缩性,以此来提高网络效率。

比如,一个DApp可以拥有一个完整的分片,与之相关的所有验证仅位于该分片上 ,片内节点无需再验证其他分片的数据即可确认交易完成。

在 PoW 共识机制下,以太坊只有一条最长的链作为主链。以太坊 2.0 网络则拥有一条信标链和1024条分片链,这些不同的分片链可以互相通信。信标链作为核心链统筹分片链,以实现扩容。

以太坊2.0上线后,当前版本的ETH奖励资产及链上数据都将进行迁移。数据迁移可以通过双向桥接和单向桥接实现。对此,社区当前的建议是,在阶段2中,将Eth1.0链的状态转移到ETH 2.0的链上分片中,以此保证ETH 1.0链的所有信息在ETH 2.0链上可用。

单向桥接和双向桥接优缺点

完成2.0的升级后,ETH数字资产将转变为 BETH,这意味着,原链上的ETH将无法在新网络中使用。ETH的持有者只能1:1兑换 BETH,原有的ETH资产将被销毁。这一兑换方式将由1.0 版本上的智能合约来完成,并受2.0 信标链的监控。

按照现有的规则,在以太坊实现PoS共识后,Staking(质押)将成为重要功能之一,用户可以通过质押 32 个BETH,成为 ETH2.0 信标链的验证人,参与维护网络,获取BETH的奖励。

素有“V神”之称Vitalik Buterin已经多次在公开场合表示,以太坊2.0完全实现后,其TPS将是现在的上千倍。如果2.0版本的上线时间没有延迟的话,V神立下的Flag可在今年上半年见分晓。

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