科普 | 通往 Serenity 之路

Ajian   |     |   874 次阅读

Ethereum 的历史中从来不乏对核心协议的改进和升级。完成今年二月的君士坦丁堡(Constantinople)升级和即将到来的伊斯坦布尔(Istanbul)硬分叉之后,以太坊将走向 Serenity,也就是以太坊成长的最终阶段。根据 Vitalik 在 2018 Devcon 上的演讲,Serenity 将分为几个阶段,估计每个阶段都会维持一年。以太坊 2.0(也就是 Serenity 的别名)有五项设计原则简洁性、强韧性、持久性、安全性和去中心化,分阶段逐步走向 Serenity,正是为了保证所有原则都得到了发展和保持,进一步巩固以太坊在区块链解决方案中作为市场领导者的地位。

首先—— Istanbul

在进入 Serenity 之前,Istanbul 是继今年二月君士坦丁堡分叉之后我们所计划的最近一次硬分叉,预计将于 2019 年 10 月部署,而且当前有 11 项 EIP 被提议纳入本次硬分叉中,其中包括 EIP-1057(即 “ProgPoW”)。

以太坊社区已经为 ProgPoW 的提议激烈地争辩了好一段时间。该 EIP 提议将以太坊的挖矿算法切换为 ProgPoW,因为该算法可以减少 ASIC 对 GUP 的挖矿效率优势。ASIC(专用集成电路)和 GPU(图形处理单元)都是矿工可用于挖矿的硬件设备。

ASIC 是高度专用化的硬件,挖矿效率更高,因此可以获得更高的利润;但 ASIC 是针对特定算法的,所以只能挖特定币种,比如比特币的 ASIC 就只能用来挖比特币,以太坊的 ASIC 也只能用来挖以太币。而且,虽然效率很高,ASIC 的研发非常昂贵且困难,所以如果只限于那些有 ASIC 渠道的人才能开设矿池,那就有导致中心化的风险。

GPU 则相反,它是通用的计算工具,可用于多种计算用途下的复杂计算。不同于 ASIC,GUP 可以挖任何币种,而且也很容易获得。GPU 不会像 ASIC 那样带来中心化的计算力量,因此一般而言也没有 ASIC 那么高的效率和利润率。

如果 EIP-1057 得到通过的话,以太坊将运用 ProgPoW 算法;它移除了 ASIC 对 GPU 的效率优势,让两者在挖以太币时没有效率区别,最终保证网络的去中心化。

以太坊核心开发者似乎普遍支持 ProgPoW,但他们组织了第三方审计,用于为最终决定提供参考。

编者注:5 月 24 日,Hudson Jameson 在 Fellowship of Ethereum Magicians 论坛上发帖称:“ProgPoW 的审计报告要推迟完成”,因此 EIP-1057 很可能不会包含在 Istanbul 硬分叉中。

Serenity 路线图简介可看这个视频https://youtu.be/25sv6xLprU4

Phase0:信标链 | 2019

预计在 2019 年,Serenity 的第一阶段将推出信标链。Beacon Chain(“信标链”)是一条用权益证明来运行的区块链,并将标志着我们长期计划的、从 PoW 到 PoS 的迁移正式开始。信标链将围绕着原来的以太坊 PoW 区块链运行,以保证以太坊区块链的连续性不会断裂。在信标链的初级形态中,它有三个主要功能:

管理权益证明机制

权益证明是一种共识机制,网络参与者靠质押 ETH 来参与共识,不断让区块上链(不是像 PoW 那样用电挖矿)。

处理交联(Crosslink)

交联是信标链可以确定和保护各分片链状态的主要机制。分片链要到 Phase1 才会部署,所以这一升级主要是为 Phase1 作准备。

直接的共识和确定性

信标链通过 PoS 以及(人们以前就知道的)Casper FFG 来提供区块确定性。PoS 要求持有 2/3 质押量的验证者都在下一个区块签名(才能将之敲定),这意味着潜在的恶意攻击者在经济上要冒更大的风险。

Phase 1:分片链 | 2020

分片链是以太坊网络在未来实现可扩展性的核心部件。简言之,分片将一个数据库(无论是不是去中心化的)的数据处理任务在许多节点间分散开来,因此整个系统可以并行地交易、存储和处理信息。当前的以太坊主网不是这样的,每个全节点都必须处理和验证每一笔交易。

Serenity 的 Phase1 将解决分片链的确定性和共识问题。Phase1 的分片链更像是 “测试轮”,而不是一个即时可扩展方案的实际发布。信标链将监控这些分片链的执行状况。一名质押 32ETH 的验证者会被随机分配到某条分片链上为之服务(该随机性要保证验证者的分配情形是不可提前预测的,否则就有操纵分配的机会)。根据 ETH2.0 的技术详述,信标链将支持 1024 条分片链,每条链都有一组 128 个节点组成的群组来验证。

Phase 2:eWASM | 2020 或 2021

在 Phase2,以太坊2.0 的可用性正式到来。引入了新的虚拟机——以太坊定制型 Web Assembly(eWASM)——之后,分片链将从单纯的数据标记器变成功能完整的区块链,可以扩展以太坊网络的吞吐量。

为了让一个区块链生态系统得以成立,节点必须搭配有 虚拟机 来执行交易和智能合约。以太坊 1.0 的虚拟机叫做 EVM。切换到以太坊 2.0 和信标链之后,网络所用的虚拟机也会升级为 eWASM,这是一个基于 Web Assembly 的虚拟机,由万维网联盟(W3C)制定,是一套开源标准。因为 WASM 支持很多编程语言,人们可以用任何语言来写以太坊上的智能合约,改变今日只能用 Solidty 来写 EVM 合约的情形。

“以太坊 1.x”

注意,在 Serenity 的 Phase 0、1、2 中,原本的 PoW 链不会消失,它会围绕着信标链继续得到维护,而且矿工用传统形式挖矿也将继续得到 ETH 奖励。慢慢地,因为生态会迁移到信标链上,如果 “难度炸弹” 爆炸,那么 PoW 链会变得无法出块,也就会被完全废弃掉(说 “如果” 是因为一些人认为应当让这条 PoW 链永远存在)。在信标链得到测试和证明的期间,PoW 也会继续作改进。这些改进和硬分叉被称为 “以太坊 1.x”,它们将确保当前的以太坊主链能继续升级、适应生态系统的需要并随着信标链的扩展得到更多的应用。

以太坊 1.x 背后的团队还处在确立路线图的早期阶段,但他们决定了以太坊 1.x 升级的三个首要目标:

  1. 提高每秒吞吐量来提高主网可扩展性(通过优化客户端来使得网络可以持续提高区块的 Gas Limit)
  2. 保证人们可以长久运行全节点(通过 “状态租金” 减低和限制全节点对磁盘空间的要求)
  3. 通过包括 eWASM 在内的虚拟机升级来优化开发者体验、使用不同的交易费用模型来稳定整体交易手续费、
  4. 开发 finality gadget 来连接以太坊 1.0 和 2.0,用信标链来敲定以太坊 1.x 的区块

关于以太坊 1.x 及其背后团队的信息,可见 ethhub 以及 etherum wiki

Phase 3:后续升级 | 2022

以太坊在 Phase 2 之后的计划就显得不够具体了。确定的是:开发者将继续致力于解决急迫问题并改进整个协议,以满足对区块链技术不断增长的需要。正在讨论的后续改进包括:轻客户端状态协议、与主链安全性耦合、超级二次方分片或者说指数型分片。也许还有 “以太坊 3.0”,作为以太坊的长远进化中的下一阶段。


原文链接: https://media.consensys.net/the-roadmap-to-serenity-bc25d5807268
作者: Consensys
翻译: 阿剑


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