以太坊2.0的全面视图(宁静)-Coinmonks

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你可以在这里找到我的原始文章。

早在2013年,比特币程序员和比特币杂志的发行人Vitalik Buterin就发布了以太坊白皮书。以太坊旨在将区块链技术应用到支付之外。

以太坊是通用区块链。像许多其他区块链一样,它是开源的,公开的,并拥有自己的货币:以太或ETH。

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通用区块链意味着有一个去中心化平台,提供开发人员可以用来创建智能合约的编程语言。智能合约运行在网络的每个节点中,从而有可能开发称为DApps的去中心化应用程序。这些DApp继承了区块链技术的显着特征,这意味着它们是防篡改,透明,可信赖和安全的。

以太坊编程语言

Solidity是Gavin Wood博士在以太坊上开发的主要编程语言的名称。它是用于开发智能合约的高级面向对象的编程语言,并且受到Python和JavaScript语言的极大影响。这是有意的,因此开发人员会发现直接进入开发智能合约很容易。 Solidity是一种“完善的语言”,意味着它具有开发复杂用例的所有功能。相比之下,比特币编程语言Scrypt在设计时会“变得不完整”,因此开发人员仅限于可以实现的用例。如今,Solidity是用于智能合约的最流行的编程语言,每个开发人员都应该考虑使用这种语言来开始开发智能合约。

Vyper是由以太坊团队创建的另一种编程语言,它在以太坊虚拟机(“ EVM”)上运行。它旨在简化编写智能合约的过程,同时使其更易于阅读。与Solidity的关键区别之一是Vyper不包含某些面向对象的功能,这使得Vyper更加安全,因为开发人员没有更多的空间犯错和引入错误。

汽油价格

Gas是衡量在以太坊网络上执行交易的成本的度量单位。每次智能合约运行交易时,都会消耗Gas。交易运行时,需要将这种气体供入智能合约。天然气的支付方式是使用ETH。

以太坊面临的主要问题是可扩展性。该网络应该是“世界计算机”,但是目前它每秒只能处理大约15笔交易,而像Visa这样的私人公司则可以每秒处理45,000笔交易。如果以太坊想要大量采用,这是一个需要解决的问题。这将允许在以太坊之上构建更好的项目。为了说明为什么这个问题很关键,我们可以看一下CryptoKitties项目的示例。早在2017年,该项目就获得了极大的普及,以至于智能合约上执行的交易使网络变得拥挤。因此,在处理交易方面存在相当大的延迟。

安全一直是以太坊的头疼问题。主要是因为在某些项目上,不良的开发实践导致黑客入侵和资金损失。以太坊需要为开发人员提供工具,以在不影响Solidity功能的情况下提高智能合约的安全性。

ETH的价格和天然气成本使交易交易的过程变得脆弱,在某些情况下不值得。特别是对于以太坊验证器,当他们没有得到太多回报的时候,他们目前必须花费大量电力来使用工作量证明共识算法来运行节点。

广大公众缺乏通用知识以及DApp的用户体验是将来需要解决的其他问题,因为这是DApp大规模采用的关键。

以太坊生态系统在过去几年中一直在稳定增长,尽管它仍然存在很多问题。以太坊货币ETH是市值第二大的加密货币。 Solidity是最流行的开放式区块链编程语言,并且拥有最杰出的开发者社区(这是项目运行状况的指标)。平台拥有的开发人员越多,可以在其之上开发更多有用和有价值的项目。这些年来,我们看到了许多以太坊构建的优秀,中等和骗人的项目。

2017年,我们看到项目数量显着增加,这主要是由于“ ICO热潮”和看涨市场所致。现实情况是,只有少数项目得以幸存,而在接下来的几年中,幸存的项目就更少了。公众尚未采用DApp,主要是因为该平台缺乏成熟度,并且总体上缺乏对该技术的了解。但是,在去年,有很多与游戏,博彩和金融相关的项目得到了很大发展并获得了良好的用户基础。

来源:stateofthedapps.com来源:stateofthedapps.com

以太坊开发计划在四个不同阶段进行。每个阶段都旨在引入更多功能并解决问题。每个步骤还包括“子发行版”,称为“硬分叉”,以不向后兼容的方式更改功能。
这是以太坊开发阶段和中间硬分叉的原始时间表:

#0块-边疆

这是从2015年7月30日到2016年3月的以太坊的初始开发阶段。

#200,000座—冰河世纪

冰河世纪是“硬分叉”,它引入了指数级的难度增加,以促使从工作量证明共识过渡到准备就绪的权益证明。

#1,150,000街区—宅基地

以太坊的第二种状态于2016年3月启动。

#1,192,000区块— DAO

臭名昭著的DAO案。这是一次艰苦的努力,偿还了DAO黑客的受害者,并导致以太坊和以太坊经典分成两个相对的系统。

Block#2,463,00 —橘子哨

另一个硬分叉,用于更改某些I / O繁重操作的气体计算,并在利用这些操作的低气体成本的拒绝服务(DoS)攻击后清除累积状态。

Block#2,675,000 —乱龙

硬分叉解决了更多的DoS攻击媒介和另一种状态清除。此外,还提供了重放攻击保护机制。

#3,370,000座—大都会拜占庭

这是2017年10月启动的以太坊开发的第三阶段。拜占庭是Metropolis的两个硬分叉中的第一个。

座#7,280,000 —君士坦丁堡

这是Metropolis阶段的第二个硬分叉,于2019年2月完成。此硬分叉还包括其他更改,这些更改解决了代号为Petersburg的安全问题。

#9,056,000座—伊斯坦布尔

这是另一个计划于2019年12月4日激活的硬分叉,它将包括更多的安全修复程序和激励措施,以从工作量证明转向权益证明算法。

宁静-以太坊2.0

宁静是以太坊发展的最后阶段。它将引入以太坊2.0,新的以太坊区块链,最终将集成权益证明,新的以太坊虚拟机等。 Serenity何时推出,已经有很多讨论和谣言。这个庞大的阶段将分为不同的子阶段:

宁静路线图

  • 阶段0:信标链(2020年第一季度)
  • 阶段1:分片链(2021)
  • 第2阶段:eWASM(新的以太坊虚拟机)(2021)
  • 阶段3:持续改进(2022)

以太坊2.0是描述Serenity的所有更新的术语,它将使以太坊更具可扩展性,更快和更好的区块链。正如以太坊研究员Danny Ryan所说,以太坊2.0的主要设计目标是:

  • 弹性:即使许多节点脱机,网络仍应保持活动状态。
  • 安全性:利用加密货币技术和设计技术,允许验证者在总时间内和每单位时间内大量参与。
  • 简便性:即使以牺牲一些效率为代价,也可以最大程度地减少复杂性。
  • 寿命长:使组件具有量子安全性,或者在可用时可以容易地替换为量子安全对应物。这将意味着为将来可以完全访问量子计算的网络做准备。
  • 去中心化:允许具有O(C)资源的典型消费类笔记本电脑处理O(1)分片(包括任何系统级验证,例如信标链)。这将允许更多的低端设备作为验证者参与网络。

要了解如何实现所有这些,请详细了解每个Serenity阶段:

信标链将是与以太坊主区块链分开的独立区块链。该新链将具有权益证明(PoS)共识算法,并将与主要PoW以太坊区块链并行运行。最初,将为简单起见创建区块链,并且将不支持智能合约或账户。

在撰写本文时,以太坊正在使用“工作量证明”(PoW)共识算法,与比特币使用的算法非常相似。以太坊中该算法的名称称为Ethash。在信标链上,我们将看到称为Casper的新PoS算法。在过去的几年中,卡斯珀(Casper)替代Ethash的引进已被推迟了好几次,因此必须采取干预措施以缓解炸弹的难度并延迟其被迫废弃PoW。现在,我们终于有了信标链。

PoS的简短说明:

在PoS共识下,区块链会跟踪一组验证者,拥有区块链基本加密货币(在此例中为Ether)的任何人都可以通过发送特定类型的交易将其以太币锁定为存款来成为验证者。验证者轮流对下一个有效块提出建议并投票。验证人的投票权重取决于他们的保证金大小(赌注)。如果大多数验证者拒绝他们押金的区块,那么验证者就有可能失去其押金。相反,对于大多数人接受的每个区块,验证者都会获得与他们所存股份成比例的少量奖励。因此,PoS强制验证者诚实行事,并通过奖励和惩罚制度遵守共识规则。

ETH2:新的以太币

第1阶段的另一个功能是ETH2的引入。新信标链上用于验证者的新资产。这个新的ETH2将作为在信标链上验证交易的奖励而创建,也可以被任何ETH1购买。最初,没有办法从信标链中提取ETH2。如果有人想成为新链的验证者,他们将需要至少32 ETH来抵押原始链。

分片是一种可伸缩性技术,可允许并行进行所有事务。这旨在通过将网络划分为多个碎片来帮助扩展事务,从而允许网络同时处理许多事务。

正如Vitalik Buterin在分片中所述:

“想象一下以太坊已经分裂成数千个岛屿。每个岛屿都可以做自己的事。每个岛屿都有其独特的功能,该岛屿上的每个人(即帐户)都可以彼此交互,并且可以自由地享受其所有功能。如果他们想与其他岛屿接触,则必须使用某种协议。”

分片将在信标链中引入,最初将具有100个分片。验证者将通过自己的分片验证交易,并且在第一阶段,他们不会批准任何智能合约,帐户或资产。

尽管分片将带来更多的可伸缩性,但要考虑一些挫折。验证器需要验证的交易量很小,这使51%的攻击变得更容易,因为他们只需要它们所在分片的51%计算能力(或股份),而不是整个网络。

该技术还可以导致更高的中心化度,因为可以使用一小组验证程序来验证每个分片。
看到此阶段的实施方式将非常有趣,因为它仍然需要进行彻底的测试,以确保随机选择所有验证者,以避免中心化和任何风险攻击。

什么是EVM

以太坊是一个去中心化的网络,充当“超级计算机”。系统上的所有节点都需要运行智能合约来执行最终在区块链上的交易。以太坊虚拟机(EVM)允许执行这些智能合约。
EVM是以太坊网络的心脏。这是处理智能合约部署和执行的部分。可以将其视为包含数百万个可执行对象的全球去中心化计算机,每个对象都有自己的永久数据存储。
从技术上来说,它是一个基于堆栈的虚拟机,它执行字节码(机器语言指令)。智能合约以诸如Solidity之类的“高级”语言编写,并编译为字节码以在EVM上执行。

当前EVM的问题

当前EVM的主要问题之一是它按顺序处理事务。随着PoS和Sharding的更改,需要并行处理事务,而当前的EVM将不适合此操作。

新的EVM

名为eWASM的新EVM代表以太坊WebAssembly。 WebAssembly是一个开放标准,为可执行程序定义了一种可移植的二进制代码格式。这种用于EVM的新架构将提供更好的性能,并将有可能在新的区块链上支持智能合约,账户,状态等。 eWASM开发的当前状态尚处于初期阶段,计划于2021年发布。在此阶段,仍有很多研究要做。

持续改进是代号,它包含了先前各个阶段的所有未来更改,修复和改进,以及随之而来的所有内容。不幸的是,此阶段的信息不多,因为最初计划于2022年开始。我们所知道的是将实施以下技术:

  • 跨分片交易
  • 轻量级客户
  • 超平方图
  • 紧密联系

了解以太坊2.0的最重要的事情之一是,这不会在一夜之间发生变化。最初的发布计划分四个阶段进行,但没有人说开发到此结束,否则一路走来不会有延误和变化。与所有软件一样,没有最终版本;总会有需要改进和修正的地方。

以太坊是加密货币领域最重要的项目之一,也是许多其他项目所依赖的项目。它得到了开发社区和企业的大力支持。以太坊的未来有很多各方投入大量资金,成功的压力很大。如果团队设法做到这一点,我们将拥有一个完全可扩展的通用区块链,该区块链将更接近最初的以太坊市场:“世界的超级计算机”。并且还将向世界展示“区块链梦想”是可能的。这将吸引更多的开发人员和投资者继续在通用区块链之上创建出色的项目。

了解未来几年以太坊2.0的发展是了解以太坊1.0区块链当前项目如何迁移到新链以及加密货币空间将发生什么的关键。只有时间能证明所有这些事件的发生方式和时间。

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