市场已经完全被 18000 美金的比特币的表演吸引了目光，一度年内新高的以太坊都几乎没有人讨论。 合约地址余额不断累积增长、12 月 1 日的官宣发布日期，ETH2 似乎一切顺利。 但大家不知道的是，社区现在依然还有很大的分歧，比如关于是否使用分片做数据存储，关于转换共识后的合并，甚至有可能会出现分叉等等。 而普通用户对 ETH2 也并没有宏观的了解，ETH2 的性能到底是什么样的？为什么 Phase2（第二阶段）会暂时搁置？ 如果有一个人能为我们做关于 ETH2 这个话题最宏观的梳理，那以太坊创始人 Vitalik Buterin 一定是最适合的人选。律动研究院整理了 Vitalik 在 2020 年 10 月 19 日在 Bankless 上的访谈，在 2 个小时的时间里，V 神谈到了以太坊的设计理念，简单地重申了 ETH2 的路线图，并细节阐述了以太坊未来技术选型的由来和原因以及其他社区中热议的话题。 相信这篇文章读完后，大家会对 ETH2 的轮廓有一个更加全面的理解。 以下是律动研究院的整理，本文篇幅约 9700字，阅读需15分钟。 为什么是 PoS+分片 应用 PoS 这种复杂系统主要为了实现几个关键的目标，其一是杜绝 PoW 系统的低效和能源浪费，还有就是随着 ASIC 越来越成熟，PoW 系统需要避免中心化风险。相比于 PoW 系统，PoS 系统更加民主开放，人们能够更加容易地参与到网络中，不管是普通用户还是质押者。 分片是一种扩容解决方案，其主要目的是在于提高以太坊可处理的总交易量。可扩容性对于以太坊来说是十分关键的，因为以太坊应该是任何人都可交互的全球性公共基础设施。作为新时代互联网底层基建，其应该是开放的、任何人都能轻易参与进来的。 如果不采取分片这种去中心化扩容解决方案的话，那其替代方案可能就是需要让中心化机构运行一个超级网络，然后接入可信侧链，但这并不是 Vitalik 想要建设的。曾经有许多历史事件已经证明了过渡中心化的系统是十分容易被操控的，最终会与设计者的设计初衷所背离。
如果将 2、3、4 融合在一起，就得到一条强抗审计、抗社会政治攻击的区块链。人们真的在乎这些以太坊坚守的特质吗？有许多以太坊的竞品对于去中心化、无许可、以及以太坊坚持保守的特质进行了妥协，但本质上中心化路径在短期可以做到十分高效，但长期却会有很严重的副作用。比如说，很典型的例子就是被孙宇晨收购的 Steemit，过度中心化最终会导致社区分叉。EOS 也出现过贿赂攻击。最终，中心化链中的核心参与者将串通勾结，侵蚀普通用户的权益。从治理层面来看，如果一条链的投票治理权都掌控在那些持币大户手中，长期来看这是十分危险的。所以在长远来看用户对于去中心化、无许可等这些特质是十分关心的。这些特质需要时间让人们去慢慢意识到他们的重要性。当大环境好的时候，社区没有纷争，大家的意见趋于统一，在这种情况下大家都很开心，治理不会出现问题。但当出现问题时，社区内出现纷争，意见不再统一，那些过度中心化链的用户的权益或将受到损害。其他坚守这些特质的社区Coda 很不错，他们试图打造可使用零知识证明的链，这样一来 zk snark 就可以代替个人直接对链进行验证了，节点是无法直接作恶的。Mimblewimble 和 ETC 也不错。ETC 虽然没有实行分片，但尽量保持着去中心化的扩容方案。然而对于以坚持这些特质作为卖点的项目来说，他们是没有主打其他概念的项目吃香的。因为坚持这些特性注定意味着能讲的故事很有限，然而如果用其他概念讲故事，那就可以讲出很多东西。虽然主打这些特质的链会很少，但 Vitalik 相信这部分项目终将会很成功。蓄势已久的 PoS 和分片在 ETH1.0 发布之前，PoS 和分片就已经被认定为改进 ETH 的方向。Vitalik 对社区在初期如何进行技术方向选择这个问题做了解答。早在 2015 年，社区就基本对 PoS 和分片的技术路径达成了共识。DAO 分叉事件的发生更加巩固了这一点。那些当初反对 PoS 和分片的人同样反对 DAO 分叉，所以他们最终选择了支持 ETC。确信 PoS 和分片是对的技术方向确实花了一段时间。回头看最初的一篇关于 Slasher 的博客你会发现在这篇文章的开头写着：Slasher 是在为未来有可能实行 PoS 时做准备，在 14 年 1 月时，Vitalik 其实还不确定 POS 是否有本质上的缺陷。如果回过头再去看分片, 当时 Vitalik 认为区块链应用分片技术也是一个尚未解决的问题。在《Hard Problems in Cryptocurrency: Five Years Later》中，分片与其他几个问题一同被列为当时区块链无法解决的问题，或是能解决但需要做本质取舍的。2014 年之后，另一个问题又成了热议的焦点，那就是 PoS 系统的「Nothing at Stake」问题，Vitalik 在《Proof of Stake: How I Learned to Love Weak Subjectivity》中做了解答。虽然 PoS 无法做到与 PoW 有完全相同的特质，但 PoS 可以尽可能吸取 PoW 系统中的优势。在 16 至 17 年间，人们又对其他共识算法进行了深入的研究，最终搞清楚了如何将 PoW 的安全模式应用到 PoS 中。对于分片来说，最主要的问题在于如何选择最佳的安全模型。在 2015 年，Vitalik 及技术社区开始尝试随机采样（Random Sampling）的方式，这是对于将分片技术应用在链上的一个突破。在 2017 年时，社区完成了数据可用性证明的突破，这使得分片链能够在「多数不诚实」的情况下依然保持安全。通过这些探索之后，我们发现分片是可行的方案。在 2015 年发布 ETH1.0 时我们认为 PoS 应该会在一到一年半之后实现，但实时表明当时的想法都太过乐观了，但当时大家都很有信心。从以太坊的货币政策看代币分发机制当初社区对于以太坊货币政策的共识和现在并不太一样。如果去看最初的以太坊白皮书你会发现，最初的发行计划是每年会增发 1600 万枚 ETH，并进行永久增发。此政策的基本原理是，系统需要一直不停地增发来保持系统的安全。当时社区认为 PoS 的安全成本并不一定比 PoW 低，所以有可能永远保持 PoW 机制。并且社区希望不光是现在参与到网络的人能够得到 ETH，之后参与到网络中的人也应该能够得到 ETH。这是当时的设计逻辑。之后 Vitalik 和技术团队认为 PoS 虽然是有必要且可行的，但 PoW 却有可能是最平等公平的分发方式。10 年到 13 年时，PoW 被认为是最民主的代币分发模型，甚至成为了当时 BTC 的一大卖点：只要你打开电脑，你就能得到一些 BTC。这或许也是当时 BTC 最吸引人的一点。但实际上 PoW 并不能形成技术上的长期稳定均衡，当挖矿很赚钱时，就会出现专门的矿机，BTC 是最好的例子，从 GPU 革命到 FPGA 革命再到 ASIC 革命。对于以太坊来说，其 PoW 算法虽然对 ASIC 有特殊的抵御能力，以此保证 ETH 挖矿的公平性，但随着时间延续，以 GPU 为主的系统也会变得越来越趋向于金钱和资源，最终可能还是会导致 ETH HASH 遭受 ASIC 风险。所以 PoW 不管怎样都会走向 ASIC。虽然 ETH 使用 GPU 挖矿，但专业 ETH 矿工还是会将业余矿工驱逐出市场。这是 PoW 挖矿机制的问题，BTC 已经存在财阀统治的问题，对于 ETH 来说也只是时间的问题了，不管算法如何改进，都无法避免走向 ASIC。代币分发机制的设计挑战在于，确保其中立性。PoW 系统的好处在于人们知道算法是什么样的，任何人都可以去做验证，任何人都能参与。但像 Ripple 那种通过社交媒体进行分发的方式就很不公平，首先，不是人人都能参与到其中，其次黑客可以为了得到代币注册一万个账号，你不想看到一个底层公链的代币分发模型是这样的。而对于 PoS 系统来说，其本质就是将代币再分发给代币持有者，并让代币持有者维护网络安全。除了现有的 PoS 及 PoW 的代币分配机制外，现在没有什么更中立的代币分配机制了。如果在 PoW 和 PoS 分配机制上稍加改动，可能又会一起其他方面的争议。PoW V.S PoS很多人认为 PoS 缺点在于，只要你在创世时参与到网络中得到代币，之后你就可以永远作为质押者参与到网络中，然而 PoW 中的矿工却需要一直更新硬件设施。Vitalik 认为 POS 并不是 100% 优于 POW，从这点上 PoW 在减少长期捕获方面就要优于 PoS。首先，PoW 市场现在还很年轻，可能会经常受到外界的影响，但这些问题可能对于成熟后的 PoW 市场就不再是问题。但关于常被 BTC 矿工讨论的热力学极限问题来说，当产出一个哈希答案的成本低至极限时，效率是无法再提高的，这确实将成为 PoW 无法解决的问题。其次，对于 POS 来说，如果你有 32 个 ETH 你就可以自己成为验证人，获得更多的代币，如果你没有那么多 ETH，也可以通过与其他人一起进行质押，获得 ETH。而在 PoW 系统中你必须有足够的启动资金购买矿机，不然你是不可能挖矿的。这样 PoS 也杜绝了财富过度集中的问题。最后，POS 的回报要整体低于 POW，参与的人越多收益越低。所以总体来说，PoW 有其优势，而 PoS 更容易参与但收益会比较低。最重要的一点是，如果有人拥有 51% 的币或 51% 的算力该怎么办。相比于 PoW，PoS 给了社区更多的挽救方案。对于 POW 来说，你只能眼看着 51% 攻击的发生，或许你能软分叉，可是攻击者可以继续攻击分叉链，Vitalik 管这种攻击叫做「SPAWN CAMP ATTACK」, 要想解决问题就只能改变 POW 算法，但这不光伤害了攻击者，也伤害了普通矿工。当 PoW 算法被更改后，接下一段时间将没有人拥有新算法的 ASIC 矿机，如果攻击者垄断了 CPU GPU 市场，那攻击者可以继续发起攻击，接下来这条链就完了。所以对于 PoW 链来说，他是拿 51% 攻击没有办法的。但对于 POS 系统就不一样了，那些被攻击的人可以重启另一条分叉链，并在分叉链上删去攻击者所得的币，你都不需要进行硬分叉。所以攻击者每次进行攻击都会损失很多币。为何要参与到 ETH2 的质押中Vitalik 认为这是作为以太坊公民的公告，而且还可以得到收入作为激励。如果你无法做验证出块节点，你也应该尽量参会到网络中去验证以太坊网络。原因在《A Philosophy of Blockchain Validation》中有提到，不一定要验证链上所有的东西，你可以有选择性的进行验证，比如验证数据可用性，或者验证欺诈证明，甚至可以跑一个轻节点这样还可以避免你去信任某一节点。这种自主行为不光对用户自身有好处，最终也会对整个以太坊生态有好处。
1.Rollup 很快就能实现，且有很强的扩容能力。 2. 若底层公链的功能够单一，那 ETH2 就可以抛弃一些像「欺诈证明」这类的安全假设，那么安全性将大大提升，这也会使 Rollup 能够更专注于其本职工作。 3. 正如「以太坊卫星生态」中所说，如果以太坊能够专注于 Rollup，ETH2 将能够与生态中其他以太坊帮手、赋能者，甚至竞争对手合作，以太坊将成为这些项目的平台，而这些项目就像是卫星围绕着以太坊，并通过桥接与以太坊交互，最终在执行层共创协同效应。L2 二层对以太坊一层的影响Vitalik 认为，在未来大多数用户将长期生存在二层网络中，可能几年都不会与一层网络进行一次交互。但也可能会有几种情况用户还是会与一层网络交互：1. 当用户能够通过高效的「大规模退出」机制，以极低的手续费穿梭于一层二层网络间； 2. 如果二层网络崩溃了； 3. 对于有些应用来说，应用的核心更适合被注册在一层主链上。例如说应用会在一层网络发币，然后将代币存入二层网络中，之后人们将会在二层网络中使用代币。Vitalik 十分有信心，在未来随着时间的推移，用户将慢慢地从一层网络迁移至二层网络。中心化与去中心化扩容最终，用户会选择去使用去中心化或中心化的二层网络。Coinbase 就是一个很典型的中心化二层网络，还有像 Liquid 这样的许可联盟链。如果去看以太坊生态，许多应用正在迁移至像 xDai 或是像 Ropsten 这样的测试网。Vitalik 认为在以太坊生态还没有出现十分合适的去中心化扩容方案前，人们去使用这些中心化解决方案是情有可原的。但最终当去中心化方案实现后，用户最好还是选择去中心化方案。扩容方案的可组合性对于一些特定的应用会出现特殊的处理方案，允许应用在非同步情况下实现可组合性。之前 Vitalik 所提到的 Yanking 就是一个很好的例子，这种组合性问题被归类为「火车与旅店」问题：如果你在分片 A 上有一个火车票预定合约，而酒店预定合约在分片 B 上，那怎么样才能保证你能同步成功完成两项预定。当火车票预定合约和酒店预定合约在同一分片中时，同步完成是件很简单的事情，你只需要发送一笔交易，交易中包含完成两项预定的指令即可，这笔交易如果成功，两项指令将同时完成，或交易失败，则两项指令则一同失败。然而在非同步环境下，这个任务就较难完成了，若想完成你需要应用 Yanking 机制。Yanking 机制的工作原理是：第一步，你调用在分片 A 中的火车票预定合约，然后创建一个单独独立的含有预定权的合约。第二步，你用同样的方式调用并创建分片 B 中的酒店预定权合约。第三步，你将单独独立创建的火车票和酒店预定权合约转移至你所在的分片中。第四步，现在所有你需要的合约都在同一分片中了，你可以完成同步操作了。这个机制能够成功的原因是，你预先将所需的、在不同分片中的非同步合约的许可权转移创建在了同一分片中，然后在最后一步时你指派的两个许可权合约在同一分片中，即可完成同步操作。解决这种」火车与旅店「问题对于去中心化交易所以及各类 DeFi 项目来说是十分关键的。除了 Yanking 以外，另一种解决方案是将不同种类的应用归类到不同的分片或 Rollups 中。例如，将高价值的 DeFi 应用放在一个 Rollup 中，这个 Rollup 可能会有较高的 Gas Price，其他应用聚集在其他 Rollups 中，但是不具备与高价值应用同步链接的能力。另一个比较有趣的东西是，在分片完成后，一个 Rollup 可以与多个分片进行交互，也就是说一个 Rollup 可以使用多个分片中的数据。例如，一个专注于 DeFi 的高性能 Rollup 可以对多个分片进行扩容。ETH2 的 Phase2在极端情况下，ETH2 是不需要进入 Phase2 的，Rollups 可以满足扩容需求，最终只需要将 ETH1 和 ETH2 合并即可。本质上你不需要做大的改动，但你可以进行一些附加的升级，类似于升级至 Casper CBC，或应用更多的零知识证明。一种非极端的情况，是若未来分片变得更安全、更方便使用，且底层网络并不是很拥挤、昂贵，那么可能会有更多的分片成为可执行智能合约以及其他应用功能的可执行分片。另一种情况则是我们可以延缓 Phase2，等到 zk Snark 可进行零知识证明 EVM 时，则底层公链在执行时就不再需要依靠」欺诈证明「来保证安全了。实现 ETH2 的 Phase2 会有很多不同的版本，Vitalik 认为不必过度关注其中某一个版本。同时，Vitalik 表示在 Rollup 的帮助下，ETH2 的 Phase2 并不是实现扩容的关键，并且 Rollup 可能是更容易实现、更快能够到来的方式。
—- 编译者/作者：律动BlockBeats 玩币族申明：玩币族作为开放的资讯翻译/分享平台，所提供的所有资讯仅代表作者个人观点，与玩币族平台立场无关，且不构成任何投资理财建议。文章版权归原作者所有。 |
V神带你重新认识以太坊
2020-11-19 律动BlockBeats 来源：区块链网络
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