OKX欧易App

欧易交易所app是全球排名第一的虚拟货币交易所。

APP下载   官网地址

以太坊ETH2.0:如何实现最终性?

以太坊ETH2.0:如何实现最终性?插图

如果你在了解有关以太坊 2.0 的过程中遇到过 justification (证明) 和 fnalization (最终性) 这两个术语,但却不知道它们是什么意思,希望本文能给你一些启示。

站长推荐

欧易 okx 交易所开户:https://www.okx.com

全球排名第二加密货币交易所(国内可用),点此注册邀您瓜分百万现金。

首先,我们试着来理解什么是 finality (最终性)。[备注:也有译文将 finality 译为“确定性”]

你一定已经注意到,加密货币平台和 Dapps (去中心化应用) 通常都会等待几个区块被敲定之后才会将你的交易视为“confirmed (已确认)”状态。这是一种确保某笔交易已经是“近乎”确定的,或者说该笔交易“几乎”是不可逆转的方式,也就是说,这笔交易已经被“finalized (敲定了)”。

以太坊 2.0 能够提供 finality (最终性) 的保证,这是以太坊区块链奉为神圣的客观事实,而不是一种“近乎”的状态。这是非常重要的,因为这能够带来更快的链上通信,即如果某个区块刚刚被敲定了,那该区块将无需等待多次确认。

也就是说,基于工作量证明的区块链 (比如比特币) 从未包含让交易真正实现最终性的特性; 而以太坊 2.0 链旨在提供比工作量证明更强大的最终性保证。

我们来更加具体地加以说明。首先来看几个定义:

LMD GHOST 是以太坊 2.0 使用的分叉选择规则 (即用于决定哪条链是“权威链”的规则),全称是“Last Message Driven Greediest Heaviest Observed SubTree (由最新消息驱动的 GHOST)”

Casper FFG 是以太坊 2.0 使用的权益证明 (PoS) 机制,全称是“Casper the Friendly Finality Gadget (Casper 友好的最终性小工具)”

在以太坊 2.0 链中,每生成 64 个区块 (大约需要 6.4 分钟) 称为一个 epoch;

在以太坊 2.0 系统中,slot 是生成一个新区块所需的时间,即一个新区块被提议及证明其正确性所需的时间。每个 slot 被设定为 6 秒,但不是每个 Slot 期间都会产生新的区块。每个 epoch 期间的最后一个 slot 被称为 checkpoint (检查点)。

Committee (委员会) 是由信标链在每个 slot 期间随机选择的验证者集合 (每个委员会的目标验证者数量是 128 名),每个委员会中第一名被随机选择的验证者将有机会在该 slot 期间提议新区块,该委员会的其他验证者将对这个被提议的区块进行证明 (attest)。

基于上面这些信息,我们继续探讨 Justification (证明) 和 Finalization (最终性)。

Casper FFG

Casper 是一种用于证明和敲定区块 (不管是一般的区块链平台还是以太坊 2.0 链中的 epoch 期间产生的区块) 的方式。Casper 是一种通用的“小工具”,可以添加到任何需要实现最终性的区块链中,但 Casper 在 PoS 区块链中最为有用。

以太坊 2.0 中的最终性是这样一种概念,即系统确定将不会存在两个相互竞争的、敲定的检查点 (checkpoints),而当这种情况发生时,至少三分之一的活跃验证者将被被罚没 (slashing)。我们称之为经济最终性 (economic finality)。

你也许想问,为何是三分之一的验证者将被罚没? 我们知道,在以太坊 2.0 系统中,必须保证有三分之二的验证者是诚实验证者来参与验证 (也即进行投票),因此如果系统出现两个相互竞争的、敲定的检查点,则意味着有三分之二的验证者对其中一个检查点进行投票,同时也有三分之二的验证者对另一个检查点见投票,也就是说,至少有三分之一的验证者对这两个检查点都进行了投票,这部分验证者就会被系统认为是恶意验证者,因此会受到罚没惩罚。对于验证者来说,最大的利益来源于正确地对信标状态进行敲定,而不是进行不当的恶意操作。那么“敲定的检查点”中的“敲定”是什么意思呢? 在对此进行解释之前,我们需要解释一下什么是“justification (证明)”。证明就是验证者通过对检查点进行投票,从而决定哪个检查点才是信标链的顶端区块。如果三分之二的验证者 (也即绝大多数验证者) 对两个连续的 epoch 达成共识,这样这两个连续的 epoch 被证明了 (justified),前一个 epoch 就被认为是敲定了 (finalized)。注意:上述定义在很大程度上进行简化了,目的是为了方便理解。一些其他的因素也会参与其中,但这超出了本文的范围。

因此,一个“敲定了的”epoch 实际上就是一个已经被“证明了的”epoch,但其中存在一个关键的区别——当某件事被“证明了”,你仍然可以把时间倒流回去重新证明; 但当你“敲定了”某件事,那重写历史就变得非常困难。

百科知识:

FLIXX/Flixxo 是什么?项目介绍 Flixxo 的开放社区给用户和创作者提供了一种消费和生产视频内容的新途径。短视频甶于极低的创作门槛激励了创作者的产出,正变成最举足轻重的一种视频形式,Flixxo 将作为流通货币在社交网络中流转,被用于观看视频、激励创作者

也就是说,某件事“敲定了”就一定意味着这件事已经被“证明了”,而某件事被“证明了”不一定意味着这件事已经“敲定了”。应该注意的是,当验证者对 epoch 进行证明或敲定时,并不是说验证者正在对 epoch 本身进行投票,而应该说验证者正在对 epoch 期间的“内容”进行投票 / 验证,这个“内容”就是每个 epoch 期间的最后一个 slot (即检查点) 的状态根 (state root)。因此,验证者是通过投票的方式来对 epoch 进行证明 / 敲定,这就是验证者对以太坊区块链的最新已知有效状态进行投票的方式。

LMD GHOST

这就是分叉选择规则发挥作用的地方。

GHOST 实际上是一种在 PoW (工作量证明) 和其他区块链平台非常受欢迎的协议。GHOST 协议遵循“最重的”子树 (the“heaviest”subtree),也就是最长的那条链。

在比特币区块链中,“最重的”分支就是那条在其区块中投入了最多算力的链,这条链也就是最长的链。显然最长的链就是我们所说的“权威链 (canonical chain)”,但这条链依旧有可能切换为另一条分叉链 (虽然可能性很小),因此最长链的最终性是概率性的。LMD 让“消息 (messages)”发挥了作用,即以太坊 2.0 链上的最终性是“由最新消息驱动的”。消息就是证明 (attestation),所有这一切归结起来就是,拥有最多投票的分叉链将被认为是“权威链”。

上图中体现了由最新消息驱动的分叉选择规则:绿色区块表示经由 LMD GHOST 分叉选择规则证明了的区块,笑脸符号表示最新的验证者证明 (attestations),某个区块中的证明总量 (笑脸总数) 就是该区块的权重,用区块中的数字表示。

在上图中,尽管位于上方的那条分叉链是最长的链,但下方的那条由绿色区块组成的链才是“权威链”,因为绿色区块包含了最多的证明,也就是拥有最多的验证者投票。

Gasper

在以太坊 2.0 链中,Casper 和 LMD GHOST 一起就构成了驱动以太坊 2.0 系统的共识协议。让我们看看这张来自以太坊研究者 Justin Drake 在 EthCC 会议上演讲有关 Eth2.0 时使用的幻灯片。

幻灯片 1 上图中,两个虚线框展现了在分叉选择中的非法情况。上方靠左的虚线框展现的是,如果在同一时间投票给两个不同的状态根,那就是非法的投票,也就是说,你不可以在同一时间投票给两个包含不同内容 (状态根) 的 epoch。

上方靠右的虚线框展现的是,你不可以跳过某些 epoch 而对之后的 epoch 进行投票,换句话说,你在投票给当前的候选 epoch 之前,不可以投片给将来的 epoch。上图的下方部分展现的是两条被敲定了的分叉链。第一个和第二个以红色圆点表示的 epoch 是已经被敲定了的“权威链”,因为这两个 epoch 之后紧跟了第三个和第四个 (以红色圆点表示的) epoch。但是,第三个和第四个 epoch 在两条平行的分叉链中都存在,那这两条分叉链哪条才是属于“权威链”呢? 我们看第二张幻灯片。

幻灯片 2 根据上文所述,在同一时间投票给两个包含不同内容的 epoch 是非法的。在幻灯片 2 中的下半部分包含两条分叉链的情况下,上面的分叉链中的两个 epoch (红色圆点) 已经被敲定了 (finalized),因此似乎上面的这条分叉链是有效的; 但位于下面的那条分叉链也包含了两个已经被敲定的 epoch,但这两个 epoch 被敲定的时间更晚一些!

幻灯片 3

这就意味着位于下面的分叉链是无效的分叉,因为如果跟随下方那两个被敲定的 epoch 继续进行投票,这将意味着一个最新被投票的 epoch 将跟随一个来自于另一条分叉链的 epoch。这是非法的,因为

敲定的检查点是必须按时间顺序排列的。如果发生了这种情况,那大量的验证者将受到很严重的惩罚,因为大多数的验证者把票投给了一条“非法链”上的 epoch。因此,这些验证者必须被惩罚。就是这样了! 如果你是验证者,请确保每个 slot 期间只投一次票,并且确保你投的是也是其他人正在投的。要避免被罚没!(别担心,这些都将内置到你使用的以太坊 2.0 客户端中)

风险提示:《以太坊 ETH2.0:如何实现最终性?》不作为任何投资依据,仅供个人网站学习。

温馨提示:《以太坊 ETH2.0:如何实现最终性?》来源网络,如有问题,请联系网站更新或删除。

百科知识:

CLUB/ClubCoin 是什么?项目介绍 Clubcoin 是一个基于点对点技术,去中心化的数字货币系统,所有的交易可以在一个公开的账簿中查询,这意味没有人能够暗箱操作,所有的交易信息对全网开放。项目亮点任何人都可以投入硬币并获得新发行的 ClubCoin 奖励。

 
币小哥
版权声明:本站原创文章,由 币小哥 2022-10-20发表,共计3874字。
转载说明:除特殊说明外本站文章皆由CC-4.0协议发布,转载请注明出处。

OKX欧易App

欧易交易所app是全球排名第一的虚拟货币交易所。

APP下载   官网地址