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边肖:记得要集中注意力。
资料来源:CSDN
8月8日,“2020以太坊技术及应用大会中国”成功举办。CSDN创始人董事长、极客邦创投创始人江涛、以太坊创始人Vitalik Buterin和Unitimes、一角时代创始人蒋莹莹、副总裁、DeFi Labs创始人孟雁、PChain创始人戴、万向区块链实验室负责人杜宇、Force Agreement CEOForTube联合创始人于蕾等出席了本次发布会,吸引了上千名开发者的关注,齐聚线上参与本次活动。以太坊创始人,以太坊核心研究员,多位行业顶尖创始人,对DeFi,智能合约,行业应用等做了深入分析。为开发者带来了一场别开生面的技术探讨。
大会中,以太坊创始人V神回应了以太坊2.0的现状和上线问题,并基于以太坊1.0的发展历程,梳理了过去五年以太坊生态圈的进展和优化。不仅如此,本次演讲还深入分析了以太坊1.0到以太坊2.0的挑战和未来发展规划。
演讲中,V神还呼吁更多开发者了解和学习以太坊的相关技术,共同参与建设,让以太坊成为开发者更有价值的平台。
为了更深入的了解以太坊创始人神V对以太坊的生态规划,本文总结了神V在“2020以太坊技术与应用大会中国”直播中的发言精髓。以太坊是如何在五年内从一个极客社区成长为“公链之王”的?以太坊2.0走到了哪一步?以太坊的下一步计划是什么?你将如何与开发者一起成长?带着这些问题,我们一起走近以太坊,听听神V们怎么说。
经过五年的历程,创新是我们坚持的方向。2020年7月30日,以太坊迎来了5岁生日。以太坊项目于2013年底启动,V神首次发布以太坊第一份白皮书,组建以太坊团队;2014年进行了ETH众筹。经过漫长的开发过程,以太坊区块链终于在2015年7月30日正式发布。自此以太坊有了第一个造物块,发布了链上第一个智能契约,包括一些游戏和简单的应用。
智能合约不仅可以完成各种各样的小事,还可以支持完成非常重要的项目。例如,预测市场平台Augur最近在以太坊上发布了V2版。以太坊从这里开始。
伴随着快速发展的,还有市场的考验。2016年3月,以太坊经历了——“家园分叉”的第一次硬分叉,这是以太坊协议经历的第一次重要变革。虽然带来的实际变化并不大,主要是对协议的几次优化,但这说明以太坊协议仍然保持着创新的趋势,继续发展。
然而现实远比预测残酷,以太坊面临的挑战接踵而至。DAO是以太坊上的第一个大型应用程序,基本上,任何人都可以将他们的ETH放入这个智能合约中。同时,将ETH放入智能合约的人可以对资金去向进行投票,这就是DAO——的大型去中心化自治组织。
然而,如何保证智能合约的安全性仍然是技术人员面临的一个难题。此时道遭到恶意攻击,被黑。面对巨大的损失和众多的质疑,道黑的影响一时逆转。一个月后,刀分叉了。我不得不说,区块链分叉从根本上挽救了每个人的令牌。
2017年,ETH和ETC都作为独立的区块链存在。当时很多人对Ico感兴趣,lco价格上涨引发舆论极大关注。不过从技术角度来说,最精彩的还是以太坊的“大都会”版和硬叉。“Metropolis”和hard fork提供了对一些高级加密操作的支持。从椭圆曲线到椭圆曲线,隐私解决方案开始发展。
这个时候以太坊就成立了一个名为Zcash的示范项目,第一次尝试在以太坊寻找隐私解决方案。此外,Aztec项目也在尝试通过零知识协议Plunk将私密性和可扩展性结合起来。硬叉子让这一切成为可能。
以太坊扩张2017年底,市场出现巨大泡沫。ETH价格开始上涨,公众兴趣越来越高。链条上的气体价格也开始上涨,但以太坊区块链的空间不足,于是大家开始通过各种手法参与交易。人们开始提高天然气价格和交易成本。于是,以太坊交易变得极其昂贵,实现扩张的重要性和紧迫性开始体现。
首先,要加快以太坊1.0的扩展速度,比如通过无状态客户端提高ETH1.0链的可扩展性;另外,还要加快一个更彻底的改变,那就是2018年开始的以太坊2.0,包括权益证明和分割。经过2018、2019两年的发展,终于在2020年6月30日,代表着首个多客户端以太坊2.0测试网络——Altona测试网络正式上线。
无论是纯研究项目还是开发项目,都具有重要的里程碑意义。但是这项工作还远远没有结束。比如即将于8月4日发布的Medella network项目,已经取得了很大的进展。如果测试网络运行顺利,以太坊2.0第一阶段的主网络(称为0期)将在几个月后问世。
以太坊项目的主要挑战是可扩展性,从大叔图表可以看出。“大叔块”是指以太坊网络中不属于主链的块。图表大叔出现是因为:一个矿工释放了一个区块,然后另一个矿工在此之前释放了另一个区块,其他矿工发现了第一个区块。三级块的数量可以表示块分配的低效率和以太坊网络的延迟。发现一开始三级阻塞率比较低,但是从2016年的某个时间开始增加。这是由于网络上持续了一个多月的拒绝服务攻击。
提高效率直到2017年底,人们对使用以太坊网络产生了极大的兴趣,交易额猛增,日交易额首次突破100万。随着高速发展,网络处理能力逐渐显得力不从心。此时,每日阻塞量约为6000,而每日第三阻塞量增加到2000。这意味着三级块的数量是总块的1/3或1/4,所以效率很低。从那以后,这个客户端在效率上有了很大的提高。所以,即使现在的网络使用量是以前的10倍,三级阻塞率也已经降到了几年前的水平。
如今以太坊连锁亟待解决的问题是以太坊规模的增长。——链的大小,也就是以太坊区块链及其状态的总大小。智能合约数据是对应于每个帐户的智能合约代码。以太坊链条在持续增长。最近气限从1000万增加到1200万,而且增长速度还在加快。虽然有办法让用户保存更少的数据,但总体发展趋势不会改变,严峻的挑战依然存在。
目前1.x项目的任务之一就是解决这个问题,准备一个可扩展的项目,因为在现有的ETH 1链中不可能持续增加块的大小。一旦开始这样做,各种由中心化带来的安全问题很快就会出现。这种短期方法被称为累积技术。卷起技术是一种可扩展的技术。2018年,这个概念在某研究论坛的一篇文章中首次提出。简单来说,roll-ups是ETH一级系统和二级系统的混合解决方案。其思路是基于第二层体系,如闪电网、状态通道、等离子。他们把所有的数据都放在链下,所有的操作都在链下进行,从而提高可扩展性,最大限度地减少区块链的使用。
但是,这些第二层项目会导致各种复杂的问题,因为处理各种应用远比处理简单的事务复杂。这就带来了更多的挑战。上卷仍然需要使用区块链来恢复上卷中的重要数据。链中的每个事务大约占10到20个字节,这已经是一个很小的数字了,因为当前的大多数事务都超过了100个字节。
另外,在操作上,交易的验证过程发生在链下,而不是链上。用户通过zk-snark保存知识证明、欺诈证明或其他复杂技术,进行链下交易验证。因此,区块链存储可以代替以太坊中的节点存储大量数据,执行大量操作。以太网中的节点只需要存储少量数据,不需要任何操作。这项技术可以将可伸缩性提高到每秒2500个事务,并且已经有项目在主网络上使用这项技术。其中Loopring和Zksync是目前最大的两个项目,未来还会推出更多这样的项目。
以太坊2.0以太坊2.0,从2014年开始,以太坊2.0的定义经历了多次进化、改进和升级,其核心是以太坊2.0的碎片化和权益证明:权益证明是一种共识机制,是工作量证明的替代方案,其目标是增加以太坊协议的能量效率,以至于不需要发出大量的ETH作为奖励。为了增加以太坊区块链的安全性,如今,不再需要通过每个节点处理区块链上的每个交易。简单的分割就能满足以太坊的需求。在细分系统中,每个节点只需要处理1%左右的交易,未来可能会更少,未来可能会达到0%、1%或5%,这就大大增加了区块链的容量。
以太坊的权益证明基于卡斯帕FFG协议和LMD幽灵扩展。如果你想了解卡斯帕FFG,可以看相关论文。如果你想了解GHOST,可以去看看V神在网站vitalik.ca上发表的文章《A Casper CBC Tutorial》,里面提到了什么是LMD GHOST,它是如何工作的。其核心是结合两种不同共识的优点。
在过去的20到30年间,学术界对采用拜占庭容错共识和1/3容错协议如PBFT进行了大量的研究。这种共识本身有很多优点,但是如果在比特币、以太坊等协议中使用链状共识,会有额外的优点,可以尽可能的结合链状共识和传统BFT共识的优点。
以太坊2.0在2014年就开始了这方面的研究,并作为2.0的一部分,首次提出了slasher协议,针对的是最早提出的权益证明算法。第一篇关于碎片化的论文发表于2016年。此后,在2017年,发表了关于目前实际使用的股权证书卡斯帕FFG的论文。可以看出,从2014年到2017年,关于权益证明的理论研究已经很多了。
2018年正式开发ETH 2,包括编写ETH 2规范和ETH 2客户端,然后在软件上实现以太坊2协议,包括Prysmatic项目、灯塔光轮库特项目等客户端。有必要编写ETH2规范和2020年运行的代码,将加斯佩派普、LMD、幽灵和卡斯珀FFG结合起来。
ETH2的阶段开发是在2020年6月,当时发布了Phase0多客户端测试网络,这是第一个包含更多不同客户端的测试网络。以太坊2.0的所有不同实现协议,至少是第一阶段的Phase 0和以太坊2协议,都能够率先实现流畅运行。预计以太坊2协议主网将于今年晚些时候推出。ETH 2的优势在于其较高的TPS,即较高的每秒交易量。
ETH可以实现约5000个事务,加上基于ETH的roll-ups扩展和slice扩展,可以达到每秒处理高达10万个事务的目标。如果减少ETH的流通,股权证明的安全性更高。因此,每个区块每年发放或分配的ETH数量为470万。股权证明后会降到0-2万,一般会保持在50万左右。
任何拥有32个以上ETH的人都可以参与staking质押,成为权益证明的节点。ETH 2分为几个阶段。如果第一阶段的0阶段是股权证书的变更,没有碎片化,只有股权证书链,并且与现有的ETH 1链分离。
第一阶段,股权认证链中加入了数据碎片化,所以还不支持交易碎片化,只支持数据发布;在1.5阶段,ETH 1和ETH 2在这里合并。合并后不再需要工作量认证,停止工作量认证链条。在第二阶段,在交易过程中加入细分是以太坊的长期路线图。
目前以太坊的短期可扩展性升级可以通过1.x实现,ETH 1.x对于ETH2以及ETH 1链和ETH 2链的合并至关重要。在第0阶段的准备工作以及多客户端和测试网络完成之后。更多以太的安全审计和存储的智能合同将被转移到ETH 2网络,并在一期进行优化和合并。
在这个阶段,通过长期的努力,以太坊2.x将最终实现,在ETH 2推出后提供可扩展性提升、安全性提升等改进。大部分研究已经启动,但仍面临各种挑战。
关于挑战所面临的挑战,神五首先表示,测试过程非常艰难。他想在启动主网之前找到并消除所有的bug,找出尽可能多的问题。他希望阶段1能比阶段0简单,需要实现阶段0,开发和测试阶段1。
同时,在合并ETH 1和ETH 2时仍然存在很多问题。将ETH 1上已有的应用与ETH 2链结合,将所有应用从ETH 1链转移到ETH 2链,是一个非常复杂的过程。需要彻底细化流程,对可能出现的问题进行全面测试。
遗憾的是,股权认证的经济意义还有很多不为人知的地方。常规技术和经济学的区别在于,常规技术是可以检验的,而经济学原理是不可以检验的。因为经济学研究的是人的行为,我们唯一能做的就是建立一个系统,在这个系统里有经济动机的人,让他们严格按照想要的ETH 2运行模式运行。
在股权认证制度正式推出之前,有很多事情是无法预测的。只有当人们参与其中时,我们才能看到它是如何工作的,这就是为什么它应该分阶段进行。为了降低风险,首先要保证权益证书有效,然后确定分片有效,再把ETH 1和ETH 2合在一起,然后全面启用分片。所以要认真对待ETH 2和以太坊在各个阶段带来的好处。
最后,V神告诉广大以太坊开发者:如果你在构建应用,你一定也面临着扩展性问题,每一个事务都会耗气。在过去的一个半月里,以太坊的价格一直居高不下。如果您正在寻找优化应用程序的方法,强烈推荐使用Roll-up和Zk Roll-up。目前来看,如果你想质押0期,可以质押1期,上卷延期。以太坊内部的每个人都知道应用面临着严峻的挑战,他们也在积极尝试寻找解决方案。
关于以太坊2.0的进展,神V表示,“0S期羚牛即将开始。我非常兴奋,期待参与其中。我希望你能分享我的期望。即使两年后我们可以轻松地构建具有更高可扩展性的应用程序,我们也肯定会遇到其他挑战。如果你正在使用ETH 2,在ETH 2上构建应用,或者使用以太坊,可以了解相关进展,思考未来发展方向。
随着越来越多的核心开发者加入,以及区块链生态系统的发展,预计以太坊未来将与开发者共建,继续成长为更有价值的平台和社区。