信标链临近却争议不断,简述以太坊发展史与 2.0 推进路线

以太坊 2.0 最核心是要解决吞吐量问题,如果 Rollup 可以做到分片的效率,以太坊 2.0 还有必要吗?

原文标题:《LightPaper 第二期:ETH2 来临但争议不断,从以太坊发展史看 ETH2 的必要性(上)》
撰文:LightPaper

前不久的 11 月 4 日,在 Ethereum Blog 上,官方发布了一篇博客,宣布 ETH2 推出了 1.0 版本,并公布了质押合约。一石激起千层浪,朋友圈被刷屏。大家纷纷响应,ETH2 终于要到来了!那么 ETH2 是什么?对区块链从业者和投资者有什么影响?最近 ETH 上涨和它有没有关系呢?本 LightPaper,与我和越哥一起聊聊。

以下内容是经过编译整理,适合书面阅读。如果想听播客的朋友,可以点击顶部的播放器收听。

以太坊分叉史

ETH2,口语化我们可以直接称为「以太坊 2.0」,它有一个专业的代号,叫「宁静」。而我们现阶段所使用的以太坊可以称为「以太坊 1.0」,从 15 年以太坊测试网上线到现在,「以太坊 1.0」一共经历了 4 次阶段升级,9 次分叉,几乎每次升级都是一次分叉,所以说以太坊的发展史也是一场分叉史。

信标链临近却争议不断,简述以太坊发展史与 2.0 推进路线

我们重点回顾一下 4 个重要的阶段升级:

「奥林匹克」- 测试网的发布

「奥林匹克」是以太坊测试网时期的代号,其实在此之前已经有 8 个版本了,「奥林匹克」是第九个版本,用于进行概念证明。该版本还有另外一个代号 「Frontier Pre-Release」 – 「前沿先行版」。

「前沿」- 以太坊主网发布

2015 年 7 月 20 日,以太坊创世区块产生,进入「前沿」阶段。「前沿」的英文叫做「Frontier」,也有「边疆」之意。顾名思义,在该阶段,以太坊网络的参与者和开发者作为先驱,在不断的开疆扩土。为了进行压测,此时网络充斥着很多无意义数据。

值得一提的是,此时的以太坊网络引入了一种链上合约保护机制 -「金丝雀」。这是一种相对中心化的保护方式,用于及时制止网络中出现的错误操作和交易。而之所以被称为「金丝雀」是因为在 14~15 世纪的欧洲,由于木材减少,人们开始把煤炭作为燃料,开采「黑金」并不安全,地下充斥着大量瓦斯,所以每次矿工在下井前,都会用「金丝雀」来试毒,此手段虽然残忍,但颇为有效。所以我们回顾以太坊这段历史,不得不感叹用「金丝雀」命名合约保护机制的巧妙。

信标链临近却争议不断,简述以太坊发展史与 2.0 推进路线

美国科罗拉多州煤矿博物馆里的金丝雀笼模型。

首次硬分叉 – 代号「家园」

2016 年 3 月 14 日,以太坊迎来首次硬分叉,代号「家园」。为什么强调是首次呢?因为没过多久,以太坊就迎来了第二次「意外的」硬分叉 – The DAO 硬分叉。

这里简单普及下何为「分叉」,想象一下,以太坊目前网络就像一条笔直的公路,大家一边铺路一边往前走。最开始没什么问题,后来有一个人比较聪明,发现这条路无法到达终点,所以号召大家开辟一条岔路,大家顺着岔路一直铺路,才能到达目的地。那么这里大概有三种情况:

  1. 如果所有人都赞同他的做法,那么大家都会去走这条「分叉」路,分叉成功。
  2. 情况二:如果一部分人赞同他的做法,那么这部分人会选择「分叉」路,而另外一部分人走「原路」,分叉成功。
  3. 情况三:如果只有他一个人走岔路,其余人都坚持走原路,那么因为他形单影只(算力不够),分叉失败。

(以上类比无法完全解释分叉的复杂性,重在感受)

所以像「家园」就像 a 情况,而 TheDAO 就是 b 情况。此外,「家园」阶段,以太坊移除了「金丝雀」合约。

「宁静」前的最后一舞 – 「大都会」

「大都会」阶段分为两部分完成,代号分别为「拜占庭」和「君士坦丁堡」(是不是感受到了浓浓的中世纪风格)。作为「宁静」前的最后一个阶段,「大都会」中很多处理方式都在为 ETH2 做铺垫,比如激活「难度炸弹」。

何为「难度炸弹」,简单理解,它让 PoW 矿工费挖矿难度增大,直到挖不出新的区块。所以这是 ETH2 从 PoW 转 PoS 的必经之路。但因为种种原因,「难度炸弹」被一再推迟,PoW 和 PoS 争议之声也是不绝于耳。

(2019 年 12 月份,以太坊再次硬分叉,代号「伊斯坦布尔」,降低了 gas 消耗,可能也是为 Layer2 和 Rollup 埋下伏笔,这里没有做精细考究,不做赘述。)

ETH2 和当前以太坊的「趋」别

ETH2 和当前以太坊相比,最显著的改变是两个,一是共识算法的改变,即 PoW 改成 PoS 二是分片。

PoW 之前有提到这个词,简单理解就是矿机挖矿(虽不准确但易于理解),用矿机电力消耗成本、矿机成本、维护成本来作为工作量证明。所以如果在网络中作恶,虽然没有惩罚,但是平白消耗这些成本得不到奖励,对矿工也是一种损失。而 PoS 是质押代币挖矿,如果你在网络中作恶,质押的代币就会被惩罚(Slash)掉。我们今天不谈论哪个共识好,以介绍为主,针对 PoS 和 PoW 的话题,LightPaper 今后也会专门做一期专题。

而「分片」,它是一种提高以太坊扩展性的机制。所谓扩展性的意思是,比如以太坊目前是 15-20 秒一个区块,一个区块是 375 笔交易,那么平均下来是 25 笔 / 秒。也就是说以太坊网络的吞吐量是 25 或 25 TPS。但这个业务处理能力是远远不够的,要想提高它,就是提高扩展性。比如经过分片和 Layer2 之后,提高了 1,000 倍,那就是一秒 2.5w 笔交易,比 VISA 要高了。所以我坚信,当以太坊吞吐量到达一定层级之后,会承载更多应用(DeFi、DEX 等)区块链技术会发生一个质的变化。

谈完「趋」别之后,我们来谈谈 ETH2 的推进路线图:

(注:以下是 11.19 Reddit AMA 之前的规划,关于 AMA 内容,我们将在下半段文章给大家解释)

ETH2 改革内容比较多,所以也分为多个阶段发布,从今年的「阶段 0」开始,每个阶段都会以不同的方式改善以太坊的功能与性能:

阶段 0 (Phase0): 通过启动信标链来启动 PoS 实现。但需要满足以下条件,才能启动第一个(genesis)区块:1. 网络上至少有 524,288 ETH 被抵押。2. 至少有 16,384 位验证者签名。(其实算下来就是每个验证者质押 32 个 ETH)

ETH2 的 PoS 机制允许用户质押 32 个以太坊成为验证人,这个质押是单向的,用户将 ETH1 的代币质押到 ETH2 中,就无法返回了,只能等大概 1~2 年之后才可以解锁(时间不确定),而且这个币是 ETH2 的代币,无法在当前的以太坊网络中流通。但是这个质押是有收益的。不过我提醒用户千万不要乱质押,比如直接给质押合约打钱,不然会造成永久性损失。

阶段 1(Phase1):也就是 2.0 的第二阶段,ETH2 将引入分片链,通过构建分片并产生区块。(老提议)

阶段 1.5 (Phase1.5):以太坊的 PoW 链将作为其中一个分片(ETH1 和 ETH2 的合并),这时候原始的 PoW 链的历史数据还是存在,但它将像其他分片一样存在,但不再运行 PoW 共识机制。

阶段 2 (Phase 2 ):现在说不准。大概就是 eWASM 以太坊 2.0 的虚拟机启动,智能合约被引入系统。可以运行智能合约并与智能合约交互,并且实现跨分片通信。

信标链临近却争议不断,简述以太坊发展史与 2.0 推进路线

这里说句题外话,11 月 16 日,Vitalik 在国内的微信社区说,「有了 Rollup,Phase 1 已经有了拓展性,所以 Rollup 可以理解为计算分片」。一石激起千层浪,我看很多人在社区里讨论,有说 ETH2 = ETH1 + Rollup,有说 ETH2 和 ETH1 比较的区别就是变成了 PoS 机制。其实在我看来,采用什么共识机制是其次的,区块链或者以太坊目前的问题就是吞吐量扩容问题,如果 Rollup 可以做到分片的效率,那我觉得现阶段 PoW + Rollup 就挺好。当然 Vitalik 从 14 年就提出了以太坊最终要转 PoS,我们也看到以太坊的发展在坚定的按照最初的路线图规划去走,我本人还是对 ETH2 有很大期待的!

来源链接:mp.weixin.qq.com

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