入门以太坊-Ethereum RTFM

BTC最大的特点是不变,任何群体无法单方面更改协议,以太坊则定期会更新一些软件协议,优化平台的效率,让平台变得更好。

BTC是一种应用了区块链技术的商品,因为它总量限制、不会额外增发和分布式记账(无需第三方加入就能验证“双重支付”的问题)的特点,所以人们会把它当成是一个有价值的物品,类似于现实中我们的黄金。

这是他们定位的本质区别。

具体一点的可以概括为:以太坊是一个基于区块链技术的分布式账本,具有智能合约功能,所以它使开发人员能够构建具有在陌生人环境中执行业务逻辑的区块链应用程序,而任何人都可以与以太坊 络互动,并参与到这个数字经济中,无需第三方介入。

更具体一点的表述为:增加货币的可编程性,将条件逻辑引入。

而ETH便是以太坊 络上使用的原生加密货币,用于补偿确保交易安全的矿工。分布式账本技术的核心,在于通过什么样的机制确保大家正在维护同一份账本,并且证明它是不可篡改的。

而在BTC时代,矿工就是确保交易安全的重要环节,具体原理可查看:

尽管如此,以太坊还是有不少的问题,主要体现在下面两方面:

1、性能问题

目前以太坊每秒处理大约20笔不到的交易,无法承载更多应用场景;

2、安全问题

目前以PoW机制,矿池的存在会让以太坊的算力呈现向中心化演进的;

市面上其实还认为高能耗是一个问题,目前以太坊挖矿消耗了大量的电力,是人类在面临气候问题的巨大挑战。但我并不这么认为,说白了高能耗就是因为目前的解决安全问题的方式不够直接,不够简单,导致需要把用最原始的方法把整个账本重新校验一次,自然耗能极高。

另外所谓的ETH2就是以太坊2的简称,也有称之为以太坊2.0,是以太坊用来改进上述问题做的一次重大升级;

而本次升级主要围绕着两大机制调整,分别是PoS和Shard

机制1:PoS(Proof of Stake)

我们都知道,区块链本质上就是一个分布式管理、可不断添加记录却不能删除记录的数据库,由于它是分布式维护,所以每次添加记录的时候,要在 络节点中达成共识,确认被添加的记录有效才能进行添加操作,这就是 络中节点的共识机制

目前以太坊是一条使用PoW共识机制的公链,这种共识机制的原理在

入门比特币 – Bitcoin RTFM

中有仔细阐明,这种机制难以承载真正意义的大规模应用场景,因为其确认频率太慢了。

既然是用来承载更多的应用场景的公链,确认频率应该是每秒钟成千上万次的确认次数,也就是说它必须是毫秒级别的。

所以以太坊正在从工作量证明(PoW)转向权益证明(PoS)。

在基于PoW的公共区块链中(例如BTC),该算法通过奖励解决算法难题的参与者,来验证交易并创建新区块。

在基于PoS的公共区块链中,该算法通过随机选择验证者,并赋予这个验证者创建单个区块的权利,其他验证者来验证交易并通过投票来确认创建此区块。

其中创建新区块的验证者是随机选择的,验证新区块的验证者委员会也是随机的。

在这里,验证者是里面的关键,那么就会产生一个问题:如何确保验证者不会使坏?

成为验证者,需要先质押锁定一定数量的加密资产然后再参与验证,并具有足够硬件规格的联 计算机,这是成为验证者的条件。

这就意味着验证者或多或少都是拥有相当一部分加密资产的人,当你拥有的加密资产越多拥有的时间越长,你被选中成为验证者的几率就会越大。

一般来说,拥有越多的加密资产,你面临安全漏洞而影响手中加密资产贬值的概率也就越大,你越有义务和责任去维护整个经济链条上的安全,所以你交易的“诚实”程度也会更高。

假如你被选中成为了验证者,一个新的区块信息会由你提交,然后向其他验证者播送,这些验证者核实后获得认可的区块将添加到区块链上,作为回 ,你将获得发放原生代币作为奖励。

如果验证者选择恶意操作生成虚假区块,一旦被其他人核实出来你所质押的加密资产就会面临遭遇剥夺的威胁。

对51%攻击的攻击者来说,攻击者需要质押至少51%的ETH,然后他使用自己的证明来确保他们首选的分叉是累计证明最多的分支,而累计证明的权重是共识算法用来确定正确链的,所以51%攻击者将能够使他们的分叉成为规范的。

如果是PoW,你无法抵抗,因为谁掌握了大部分算力,谁就掌握了正确的账本,你只能从利益博弈的角度去选择引导他做正确的事。

但如果是PoS,所在 区可以灵活地发起反击,诚实的验证者可以决定继续在少数链上构建并忽略攻击者的分叉,同时鼓励更多的应用程序、交易所一起这么做,他们还能决定强行将攻击者从 络中移除并销毁质押的ETH。

这么做的好处:

1、降低了维护共识机制的能源消耗

2、降低了对记账确认所需的硬件需求

3、降低了中心化的风险(它调动了更多的节点来保护 络)

4、提升了51%攻击的成本

5、提升了记账确认的速度

但也有坏处:

1、PoS比PoW更复杂,意味着出错几率更大

2、用户需要运行多个软件来参与验证

慢慢你会发现PoS的问题在于,大部分的持币者是没有专业知识的,他们不见得能提供高性能的节点所需要的计算机硬件设备,于是PoS进一步改良为dPoS,它采用了基于投票选举的共识算法,持币者选出若干个节点来运营 络。

PoS机制不需要参与者购买昂贵的挖矿设备,也不需要再支付因为挖矿带来的能源消耗,毕竟这种方式会导致:只有购买昂贵设备和有路子搞到便宜电力的人才更有意愿参与挖矿,这批人注定就是逐利且是少数人。这样最终会导致算力集中,不利于去中心化的 络安全。

PoS机制倡导参与者把自己的ETH质押出来参与节点验证,不诚实的“参与者”所质押的ETH将会被销毁,这些将通过智能合约执行,无需经过他人同意。

什么是智能合约?

合同,为我们理想的安全化提供了蓝图,合同本身通过设立条款,引导签订者按照所设立的条款去执行,如若违反随即会有高昂的违约成本,以此来确保执行的有效性。

在以太坊中,智能合约是区块链上运行的代码片段,并保证为每个运行它们的人,在输入相同信息的时候都能产生相同的结果,这些可用于创建广泛的去中心化应用程序(DApps),目前有的类型包括游戏、数字藏品、在线投票和金融产品等。

机制2:Shard

在升级之前的以太坊,只有一条公链,区块当然是在链上一个一个按顺序产生,这个时候每个区块的生成速度和每个区块能记录的交易数量,就决定了以太坊每秒能处理的交易数量。

我们想要提速,给区块扩容,最简单的方式就是让每个区块能包进去更多的数据,但是这个会要求储存区块的节点需要更多的硬盘空间和更优质的 络宽带。

前面我们有所提及,增加对存储区块节点的成本,每增加一点都会增加中心化的趋势,对整个区块链 络都会造成不可挽回的威胁,所以这种方式不可取。

以太坊团队则用第二种方式:增加多几条链

当你一条链效率低的时候,我们就多增加几条链,按目前计划,现在增加至64条区块链同时运行,每条链只处理部分交易,配合其他技术使得以太坊的TPS速度达到10万笔/秒,极大提高以太坊性能。这就是所谓的分片链(Shard Chain)。

多条链在一起工作的时候,会出现一个问题:多条链之间如何协同互通呢?

这个时候就需要一个具备中枢系统属性的东西来统一调度,这个调度员就是:信标链,它的主要工作职责就是为其他链在需要进行PoS验证的时候,随时分配验证者,作为跨链通信。

以太坊作为用户数量最多,DApp应用最多的一条公链,升级这种事都是牵一发而动全身的。

信标链在2020年上线,用户可以利用以太坊上的智能合约质押ETH参与PoS验证成为Validator(验证者),但它并没有处理交易和执行智能合约的能力,所以目前的质押ETH以及所获得的奖励是处于锁定状态,待以太坊正式合并后启用信标链取款才能拿回质押的本金和收益。

目前以太坊正在运行两条独立的区块链:

一条是基于PoW机制运行的主链,所有的合约都在上面运行着;

另一条则是信标链,已有几十万活跃Validator,1300W个ETH处于质押状态;

后期以太坊主链和信标链将会进行合并,合并后以太坊正式步入PoS机制的时代,那个时候ETH的每天发行量将大幅减少(PoW机制每天发行1.2W枚ETH,PoS机制每天发行1280枚),因为没有通过挖矿获得ETH的途径了,只有协助验证成功而获得奖励的ETH途径。

当然,减少ETH产生的方式,还有EIP-1559

整体来说,Shard这个过程是多阶段升级,但大部份的事情只能等主链和信标链合并之后进行,它的目的只有一个:提高以太坊扩展性和容量。

(未完待续)

你在这里能得到什么?

我始终认为:最有价值的时刻,在于你是否真正捕获了更多客观的一手信息,并修补了以前错误的观点,得到一些启发,这是你和大多数人真正拉开距离的时刻。

你能在这里能得到一些启发,偶尔一两个就够了。

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