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原創 qiangshuai521  2019-09-30 17:10  閱讀 20 views 次
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第一問 Casper和分片能應對以太坊開發者的期待和抱怨嗎

王峰:2018年6月15日,你在Ethereum Core Devs會議上表示,以太坊將考慮改變Casper和分片(Sharding)的激活上線順序,不再分別發布,而是可能讓它們同時激活更新。你是什么時候開始構思Casper機制的?你建立這一機制是受到了什么啟發?

Casper:以太坊的權益證明(PoS)實現的工作流,并不是一個具體的工作流,它實際上是由以太坊團隊正在積極研究的兩個主要項目組成。不同于其他權益證明共識,在該共識下,系統可以快速懲罰節點的作惡行為。

分片:進行區塊鏈擴容的一種解決方案,通過改變網絡驗證的方式來增加網絡吞吐量。通常情況下,每個節點和區塊鏈網絡都包含區塊鏈的完整副本。分片是一種允許節點具有完整的區塊鏈的部分副本的技術,以提高整體性能和穩定速度。

V神:以太坊最初的計劃是將Casper作為以太坊上的智能合約,讓開發者可以更輕松地完成開發,同時可以完成分片存儲。在權益證明和分片技術上,以太坊雖然已經取得進展,但如繼續沿這個路線圖發展,可能會產生一個更糟的產品,造成大量浪費,因此以太坊不得不選擇放棄Casper的首個版本,重新構建Casper。

智能合約:當一個預先編好的條件被觸發時,智能合約會立即執行相應的合同條款,其工作原理類似于計算機程序的if-then語句。智能合約的概念于1995年由尼克·薩搏(Nick Szabo)首次提出,但直到近年隨著區塊鏈技術的發展才逐步被社會大眾熟悉。智能合約的概念具備承諾、協議、數字形式三大要素,因此能夠將區塊鏈的應用范圍擴展至金融行業的交易、支付、結算和清算等各個環節。目前的智能合約,通常指的是支持執行圖靈完備(turing complete)程序的以太坊區塊鏈。

王峰:我們對早期的工作量證明機制(PoW)、權益證明機制都比較熟悉,現在你能用通俗易懂的語言,簡單介紹一下Casper機制的工作原理嗎?

V神:目前,新的路線圖仍然是“先Casper,后分片”(Casper then Sharding),但是Casper的第一個版本會被修改,以便它可以完成一個完整的Casper和分片部署。

工作量證明機制:是對于工作量的證明,是生成要加入區塊鏈中的一筆新的交易信息(即新區塊)時必須滿足的要求。在基于工作量證明機制構建的區塊鏈網絡中,節點通過計算隨機哈希散列的數值解爭奪記賬權,求得正確的數值解以生成區塊的能力是節點算力的具體表現。比特幣挖礦采用的就是工作量證明機制。

權益證明機制:與要求證明人執行一定量的計算工作不同,權益證明要求證明人提供一定數量加密貨幣的所有權即可。類似于把資產存在銀行里,銀行會通過你持有數字資產的數量和時間給你分配相應的收益。

此外,這種策略還有其他好處,例如,我們正在考慮在短期內使用BLS簽名進行聚合以及長期使用STARK[1]簽名進行聚合,能夠允許Casper機制處理更多驗證器,也能讓我們把驗證器的大小從1500以太坊減少到32以太坊。

BLS簽名:2003年由博內(Bonnet)、林恩(Lynn)和沙哈姆(Shaham)3人提出。它是一個基于雙線性映射且具有唯一確定性的簽名方案,由于產生的簽名很短,通常也被稱為短簽名方案。該方案的簽名是橢圓曲線群上的元素,驗證算法使用的是雙線性映射。

但問題在于,僅僅驗證區塊鏈是否有效是不夠的,我們還必須驗證區塊鏈中的所有數據是否在點對點(P2P)網絡[2]中可用,并且任何人都可以在有需求的時候下載其中的任何一個數據。否則,即使區塊鏈是有效的,生成不可用的區塊仍然可以被當作一種攻擊手段,用剝奪其他人更新加密驗證的能力來阻止其他用戶從賬戶中提取資金。

對此,我們已有解決方案,雖然方案有些復雜,即利用冗余編碼數據且允許用戶隨機抽樣,來檢查大部分數據是否在線,但如果可以驗證大部分數據是聯機的,則可以使用冗余數據來恢復其余數據。并且,在整個點對點網絡中,冗余編碼數據都是隨機分布的。

王峰:關于Casper,我咨詢過中國一個知名的公鏈設計者,他提出:“為什么Casper設計安全存款來阻止小玩家成為以太坊生態系統中的驗證節點?即使在今天,如果你是比特幣或以太坊的獨立礦工,你仍然有可能挖掘一個區塊,但是在Casper之后,所有的小礦工都不再有任何可能驗證一個區塊,這是否意味著Casper為塊鏈系統帶來了不公平問題和特權節點?”你能否在這里幫我解開這個困惑?

V神:“在Casper之后,所有的小礦工都不再有任何可能驗證一個區塊”的說法,我認為是不準確的。

首先,32以太坊大約等于10萬元人民幣。我認為,在任何情況下工作量證明礦工的資金都不會小于這個數,因為工作量證明挖礦屬于規模經濟。如果你的算力小于這個數,可以通過加入礦池的方式來參與。

挖礦:利用電腦硬件計算、記錄和驗證被稱為區塊鏈的數字信息的過程。挖礦實際上就是記賬的過程,礦工是記賬員,區塊鏈是賬本,成功搶到記賬權利的礦工會獲得新生的比特幣等獎勵。其工作原理和礦物開采十分相似,故被稱為挖礦。

礦池:本質上是一個完全節點,通過將少量算力合成并聯合運作的方法,整合區塊鏈網絡中的零散算力,并在所有成員中共享獎勵。在此機制中,不論個人礦工所能使用的算力多寡,只要是通過加入礦池來參與挖礦活動,無論是否成功挖掘出有效資料塊,皆可按對礦池的貢獻來獲得少量獎勵。

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