Hardcore丨¿Cómo hace Ethereum la transición de 1.x a 2.0? ¿Cómo funcionará 2.0? Lee el texto

Jinse Finance lanzó recientemente la columna Hardcore para brindar a los lectores introducciones o interpretaciones detalladas de proyectos populares. En 2020, además del tan esperado evento de reducción a la mitad de Bitcoin, la transición de Ethereum a 2.0 también es un evento importante en la industria de las criptomonedas. Según el plan, en 2020, Ethereum comenzará la cadena de balizas de POS, y la cadena POW de Ethereum 1.x también se ejecutará en paralelo. Cómo Ethereum pasa de 1.x a 2.0 y cómo funcionará 2.0, debe conocer el mecanismo detallado. Este artículo proviene de Daniel Wu, ingeniero senior de blockchain de PPIO, una plataforma de distribución y almacenamiento descentralizado, para comprender el camino de Ethereum 2.0 hacia la computadora mundial. El término Ethereum 2.0 describe una cadena de bloques de Ethereum nueva y mejorada que es más escalable, más rápida y mejor. Como dijo Danny Ryan, investigador central de Ethereum, el principal objetivo de diseño de Ethereum 2.0 es: la resiliencia del sistema: mantener el sistema en funcionamiento frente a una gran cantidad de interrupciones de nodos o fragmentación de la red. Seguridad: utilice mecanismos criptográficos y de diseño para permitir que tantos nodos de validación como sea posible participen plenamente en la validación de cada unidad de tiempo. Simplicidad: cuanto menor sea la complejidad del sistema, mejor, e incluso puede sacrificar la eficiencia para reducir la complejidad. Persistencia: Seleccionar componentes para el sistema que garanticen la seguridad cuántica. Si el componente no puede cumplir con los requisitos de seguridad cuántica por un tiempo, elija un componente fácilmente reemplazable. En el futuro, cuando existan componentes de seguridad cuántica, estos componentes se podrán reemplazar fácilmente. Descentralización: el objetivo es permitir que las computadoras portátiles ordinarias utilicen recursos de complejidad O(C) para procesar/verificar tareas de fragmentación O(1) (incluida cualquier verificación a nivel del sistema, como en la cadena de balizas). Esto permitirá que más dispositivos de gama baja participen en la red. Para comprender cómo funciona todo esto, aquí están los detalles de cada fase de Serenity: desde que se lanzó Ethereum, ha planificado cuatro fases de desarrollo: Frontier, Homestead, Metropolis Metropolis y Serenity. A partir de ahora, Ethereum ha pasado por las primeras tres fases. Con el desarrollo de Ethereum, lideró la era de los contratos inteligentes y abrió la era de blockchain 2.0. Ethereum 2.0 en sí mismo es una revisión y un rediseño radical y completo que llevará años lanzar por completo. Pero antes de que Ethereum ingrese a su segunda iteración conocida como Serenity, la versión original de la cadena Ethereum, o Ethereum 1.0 en sí, sufrirá cambios: Estambul y Ethereum 1.x. Ethereum 1.x continuará perfeccionándose para garantizar la continuidad de la cadena PoW original a medida que Ethereum se desarrolla hacia "Serenity". Pero en términos de Serenity, ¿cómo cambiará realmente? Las empresas de energía de Corea del Sur auditarán a las empresas sospechosas de usar energía industrial y agrícola para extraer criptomonedas: Jinse Finance informó que la empresa de energía estatal de Corea del Sur, KEPCO, anunció que comenzará a monitorear y auditar a las empresas que sospeche que usan energía industrial y agrícola para criptomonedas minería. Se dice que la electricidad distribuida para estas dos industrias es más barata que la electricidad para uso general. [2021/6/12 23:32:28] Quizás el mayor cambio es la transición completa de PoW (Prueba de trabajo) a PoS (Prueba de participación). Para este y otros cambios, la actualización de Serenity se implementará en cuatro fases: Fase 0: Beacon Chains Fase 1: Shard Chains Fase 2: eWASM reemplaza a Ethereum Virtual Machine (EVM) Fase 3: Mejora continua Lo primero que se debe lograr es la establecimiento de la cadena de balizas. Preston Van Loon, cofundador de Prysmatic Labs, publicó un artículo en Medium en mayo de 2019, anunciando el lanzamiento de Ethereum 2.0 Beacon Chain Test Network, marcando la finalización de la fase 0 de la red de prueba. Cadena de balizas La cadena de balizas es una cadena que utiliza el algoritmo de consenso POS, que es la infraestructura de Ethereum 2.0. En la segunda fase de Ethereum 2.0, la cadena de fragmentos operará con la ayuda de la cadena de balizas. La forma en que funciona la cadena de balizas es que a cada fragmento se le asigna aleatoriamente diferentes validadores para publicar bloques, y a cada cadena de fragmentos también se le asigna un comité. El papel de este comité es votar sobre los bloques producidos por validadores de cadenas de fragmentos. Los bloques de la cadena de fragmentos deben ser aprobados por más de la mitad de los miembros del comité. La cadena de fragmentos también puede usar la cadena de balizas para completar operaciones de fragmentos cruzados. Actualmente, la cadena de balizas se ejecutará en paralelo con la cadena Ethereum 1.0 y dependerá del estado de la cadena Ethereum 1.0 durante este tiempo. ¿Cómo funciona la cadena de balizas? La cadena de balizas utiliza el algoritmo PoS. En el algoritmo PoS, la probabilidad de que cada minero genere un bloque es proporcional a la equidad del minero. Sin embargo, todos los mineros en la cadena de balizas en realidad tienen los mismos derechos. Cada minero solo puede hipotecar 32 ETH a la cadena de balizas. Para convertirse en un validador de cadena de balizas, debe enviar transacciones a Contratos de depósito en Ethereum 1.0, lo que requiere que tenga 32 ETH. El método público de contratos de depósito en Ethereum 1.0 tiene dos parámetros: la cantidad de nodos de la red Lightning ha llegado a 19,297: Jinse Finance informó que, según datos de 1ML.com, en la actualidad, la cantidad de nodos que admiten la red llegó a 19,297, un aumento del 7,09 % en comparación con los datos de hace 30 días; el número de canales fue de 42.216, un aumento del 5,9 % en comparación con los datos de hace 30 días; la capacidad de carga actual de Lightning Network es de 1205,21 BTC, que equivale a unos 68,4165 millones de dólares estadounidenses . [2021/4/19 20:37:02] Pubkey, la clave pública de firma del verificador en la cadena de balizas Withdrawal_credentials, utilizada para recuperar el ETH prometido en el futuro Después de llamar con éxito al contrato de depósito, el contrato devuelve un evento de registro ( log event), la cadena de balizas será notificada automáticamente de los eventos en la cadena Ethereum 1.0. La cadena de balizas marcará los validadores recién agregados como "Validadores pendientes". Después de un período de tiempo, se convertirán en validadores activos (Active Validators), lo que significa que pueden participar en la generación de bloques. La cadena de balizas penalizará la inactividad a largo plazo o los malos validadores. Cuando los derechos e intereses del validador se reduzcan a 16ETH, no podrá participar en la operación del protocolo POS. Finalmente, las balizas excluirán a los validadores con apuestas por debajo de 16ETH. Los bloques de Beacon Chain deben mantener la siguiente información: Validadores inscritos Validadores en espera, estas cuentas se agregarán a la lista de validadores Validadores activos, estas cuentas se agregaron a la lista de validadores Validadores de salida, estas cuentas dejan la lista de validadores ronda Verificador de información de consulta voto número aleatorio, utilizado para seleccionar al azar el proponente y la selección del proponente del comité Antes de enviar el bloque, el verificador debe ser seleccionado como proponente. El derecho a enviar el siguiente bloque en Ethereum 1.0 depende del poder de cómputo de los mineros. Si el poder de procesamiento del minero es grande, es probable que el minero sea seleccionado como productor del siguiente bloque. En Ethereum 2.0, la selección de nodos productores de bloques se basa en números aleatorios; es difícil generar números aleatorios de alta calidad en el sistema blockchain. Sin embargo, el protocolo POS requiere que la fuente de números aleatorios sea distribuida, verificable, impredecible e insustituible. Los proponentes se seleccionan de un conjunto de validadores utilizando números aleatorios, lo que hace imposible que los validadores sepan quién fue elegido. Esto evita que se confabulen para lanzar un ataque. Se genera un bloque cada 6 segundos en la cadena de balizas. Estos 6 segundos también se denominan intervalos de ranura. Durante cada intervalo, el proponente elegido recopila todos los votos de los validadores de bloques anteriores en la cadena de balizas y los usa para formar un nuevo bloque. El comité debe votar sobre el bloque propuesto por el proponente antes de que pueda ingresarse en la cadena principal de la cadena de balizas. El comité puede votar sobre los bloques propuestos por el proponente, y los bloques votados pueden recibir la confirmación final. Idealmente, si los votos pueden recolectarse rápidamente, los miembros del comité deberían ser todos validadores activos en el sistema. Reglas de selección de la cadena principal En Ethereum, la cadena más larga está determinada por la potencia informática, mientras que la cadena de balizas de Ethereum 2.0 utiliza el algoritmo POS. Por lo tanto, se requerirá un conjunto diferente de reglas para determinar la cadena bifurcada (nota: la cadena principal) que todos deben seguir. La cadena de balizas resuelve este problema utilizando LMD GHOST (Último mensaje controlado por GHOST). Este método implica un algoritmo que funciona en base a mensajes o, en otras palabras, a través de votaciones. En términos generales, la cadena bifurcada con el mayor número de votos se considerará la cadena principal. Una cara sonriente representa la información de votación. Los números en cada bloque representan el número total de votos, que es el peso del bloque. En el diagrama anterior, aunque la cadena superior es la cadena más larga, la cadena verde es la cadena principal. Cadenas fragmentadas Las cadenas fragmentadas son una característica central de la futura escalabilidad de la red Ethereum 2.0. La segmentación se refiere a la separación de las responsabilidades de procesamiento de datos de múltiples nodos en una base de datos (como una base de datos descentralizada u otros tipos de bases de datos), lo que permite que las transacciones, el almacenamiento y el procesamiento de la información se realicen simultáneamente. El concepto de fragmentación es muy diferente del modelo Ethereum 1.0 actual, que requiere que todos los nodos completos procesen y verifiquen cada transacción. La primera fase se encargará de la finalidad y el consenso de las cadenas de fragmentos. Lo que hay que recordar es que las cadenas de fragmentos en esta etapa son más un "experimento" que una solución directa a los problemas de escalado de blockchain. La cadena de balizas monitoreará el funcionamiento de la cadena de fragmentos. Después de que el verificador hipoteca 32 ETH, se asignará aleatoriamente a una cadena de fragmentos para su verificación (la aleatoriedad aquí puede garantizar que la ruta de distribución del verificador sea impredecible, de lo contrario correrá el riesgo de ser manipulado). De acuerdo con la especificación Ethereum 2.0, la cadena de balizas admitirá 1024 cadenas de fragmentos, cada una con 128 nodos para verificación. En la segunda fase de eWASM, con la introducción de la nueva máquina virtual eWASM (versión Ethereum de WebAssembly), la cadena de fragmentos evolucionará de una forma bastante básica de marcado de datos a una cadena de transacciones completa, asumiendo así la responsabilidad de expandir la Red Ethereum. Para mantener el funcionamiento normal del ecosistema blockchain, los nodos deben ejecutar transacciones y contratos inteligentes en máquinas virtuales. La máquina virtual de Ethereum 1.0 es EVM. Después de cambiar a Ethereum 2.0, la máquina virtual de la red Ethereum se actualizará a eWASM, que es una máquina virtual basada en WebAssembly. WebAssembly es de código abierto según los estándares del World Wide Web Consortium (W3C). Dado que WASM admite múltiples lenguajes de programación, eWASM permite que los contratos inteligentes escritos en cualquier idioma se ejecuten en Ethereum. En comparación con EVM de Ethereum 1.0, EVM solo permite que los contratos inteligentes escritos en el lenguaje de programación Solidity se ejecuten en Ethereum. ETH 1.X ETH 1.x es el nombre en clave de la actualización de la serie Ethereum 1.0, porque tomará de 2 a 3 años para el lanzamiento completo de Ethereum 2.0, lo que significa que el Ethereum actual seguirá funcionando. La cadena de balizas de fase 0 y la cadena de fragmentos de fase 1 se completarán en 1 o 2 años. El eWASM, que se implementará en la Fase 2, se completará en algún momento de 2022. Ethereum 2.0 se implementará como una cadena de bloques independiente, por lo que no reemplazará a Ethereum 1.0, lo que significa que la cadena de bloques de Ethereum 1.0 debe mantener un desarrollo continuo en los próximos 5 a 10 años. El equipo detrás de Ethereum 1.x aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo de una hoja de ruta, pero ha identificado tres objetivos principales para la actualización de Ethereum 1.x: aumentar el rendimiento por segundo para aumentar la escalabilidad de la red principal (a través de Optimize the client para que la red pueda aumentar continuamente el límite de gas del bloque) asegúrese de que el nodo completo pueda funcionar durante mucho tiempo (reduciendo la "alquiler estatal" (alquiler estatal) y limitando los requisitos de espacio en disco del nodo completo) a través de Máquinas virtuales que incluyen eWASM Actualización para optimizar la experiencia del desarrollador y estabilizar los costos totales de transacción mediante el uso de diferentes modelos de costos de transacción Ethereum realmente logra su objetivo, entonces tendremos una computadora mundial con una cadena de bloques de propósito general totalmente escalable.

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