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以太坊(ETH):前世、今生与未来(下)

admin 2018-11-23


繁荣的烦恼

如果区块链还是以前那个小众的产物,并且只需要记账的话,也许ETH1.0是不会遇到困扰的。但是因为带来了丰富的DAPP生态,并且1CO的造富神话加速了区块链的普及,导致以太坊上面遇到了非常大的性能瓶颈:越发频繁的交易,让整个以太坊网络十分拥堵。17年年底火热的以太猫游戏,就让以太坊久久无法完成转账,用户体验不佳。

这时候,以太坊必须寻变,在确保安全的情况下,致力于提升网络的性能,也就是提升TPS。目前以太坊上TPS为15左右。而现实中,双十一天猫的交易笔数为10几万每秒,而信用卡服务产商visa则是峰值8000笔交易每秒。

TPS可能很多人都听说过,但不太理解,我在此简单介绍一下。TPS,中文译为「每秒交易次数」。这就好比我们有一条高速公路,它的入口处只有一处,目前来看,每秒钟只能通过15辆汽车。随着高速公路用得越来越多,那么就有些入口就会排的队越来越长。如果不改善这个入口的放行能力,这样的高速公路终究就会崩溃的。

因此,V神对以太坊上做了很多的改善工作,提高以太坊的性能,让以太坊能承载大规模的商业应用。这个阶段就是ETH2.0。V神对于ETH2.0的目标是这么描述的:以太坊将在未来两年内拥有匹配Visa规模的交易能力。

如果ETH2.0能实现这个目标,那么ETH2.0的未来还是非常光明的。

ETH2.0的改进方案

V神绝不是一个纯粹为了圈钱而做个平台的人,作为以太坊的创始人,他是有技术包袱的。因此,其实现在遇到的性能瓶颈问题,早在2014年就有了探索的足迹。今天我们谈论的ETH2.0将是一个技术集合,是从2014年探索到今天的技术解放方案。

在ETH2.0上,即将会用到的改进方案有三个:

(1)PoW共识算法改进为PoS算法

基于PoW作为公式算法的ETH,已经证明了PoW的可靠性,但也知道其性能的瓶颈,所以在下一个版本的ETH将会将共识算法改进为PoS共识。不同于原有的PoW的共识,利用PoS算法不再需要挖矿机制,只需要根据币龄与持币数量来选举验证节点即可。但是不同于EOS的DPoS,由于DPoS存在人为选举过程,很可能存在一定的人为贿选或联盟作恶的可能性,所以PoS更倾向用机器算法动态选举验证节点。

ETH2.0会率先改进为PoS共识算法,但由于这是一个利益迁移的过程,可能会让原有的挖矿矿工损失利益,因此这个改进和迁移的过程是逐渐改进的,下一阶段我们先看到的是PoW和PoS共识混合的阶段,才会到最终纯靠PoS共识。

(2)应用分片技术

ETH2.0会用上分片技术,但目前来看ETH2.0率先会用上的应该就是交易分片技术,而状态分片和网络分片技术尚未看到相关介绍。目前以太坊的分片系统命名为:Casper。

在以太坊上,「分片」大致设计思路是:将以太坊的网络每个区块拆分成一个个子区块,每个子区块可以容纳若干个(目前是100个)存有交易数据的校验块(原英文名称是Collation),这些校验块最终只组成一个在主链上的区块。因为这些校验块是整体作为一个存在的,因此它的数据就由一个特定的矿工打包生成,本质上和现有协议没有太大的区别,所以也就不需要再增加额外的网络确认。经过这么划分,整体区块交易容量就能提升了百倍,也就意味交易速度提升百倍。

举个恰当的比喻,现有的区块链就像一条繁忙的高速公路,这条高速公路的收费站暂时只有一个收费出口,在这样的布局下,车辆稍微增加,交通很容易堵塞,印象最深的是Kitty猫的游戏,游戏玩家增多,导致网络拥堵。若是减少高速拥堵的情况,而实现一个基于分片技术的区块链就像在高速公路上增加N个收费口,它将极大地提高汽车通过收费站的速度。因此,分片技术将带来巨大的差异,并显著提高区块链的交易速度。

(3)EWASM虚拟机

以太坊上有着虚拟机技术,名为EVM。最后,当这些技术都完成后,那么原有的以太坊虚拟机将需要进行改进,将新技术写入到新的虚拟协议上,这个新的虚拟机命名为EWASM。目前,以太坊的智能合约是基于Solidity/Vyper 语言来编写,并编译成EVM的代码,由以太坊的节点来进行执行。EWASM虚拟机的开发就是为了替代EVM,支持更多的编程语言,并且提高交易的吞吐量。

ETH2.0的发展路线

要完全实现ETH2.0,将会经过3个阶段:

阶段0:PoS的信标链

在这个阶段,主要是测试PoS共识算法。在这条信标链上,测试者可以真正抵押ETH去获得该有的PoS激励,但是由于V神需要确保PoS的可靠后,再真正应用上到主网上,因此设置了一个预备的信标链。经过阶段后,PoS将会一步步部署到主网上。这将在2019年完成。

阶段1:主网的交易分片

Casper系统其实已经不断在测试和验证了,关于以太坊的交易分片,相信会同步应用到新的以太坊版本上。数据的分片也会在2019年同时部署。

阶段2:应用EWASM虚拟机

最终,集合最后的技术后,会在以太坊2.0上应用上最终新版的虚拟机EWASM。这个版本最终定格在ETH2.0版本上,名为「安静」(以太坊的第四阶段,目前的ETH在第三阶段)。这个阶段计划在2020年完成。

ETH2.0的落成,ETH将具备visa的交易规模和安全性。

最新进展

近日,V神表示,Zcash的zk-SNARKS技术可以集成到以太坊的代码库中,并且ETH可达到500TPS,而现在原有只有15TPS。

结论

也许最近ETH的币价表现相对比较差,并且国内对EOS的讨论十分多,导致很多人对ETH已经不看好。

但是作为一个了解技术的人,我想告诉大家,ETH的价值可能不是舆论讲述的那么凉凉状态,相反,在ETH上存在已有的技术积累是非常扎实的,并且原有的技术社区应该是行业第一的。随着未来两年ETH2.0的部署,应对大规模商用也将不是问题。因此,在未来的发展价值上,ETH2.0存在很大的价值潜能值得挖掘和期待。

另外,在两位创始人比较上,我看到了两个操作系统不同的发展思路。在EOS,主推DPOS的BM是相信面对复杂的外部环境,「人治+机器」的方案更具备灵活性,因此发展迅速的EOS能有很快的动态调整能力,但可能在安全、信任、反作恶等方面可能会存在一定的问题。而V神却一直只相信「代码就是法律」,「机器治理」才是区块链唯一的做法。但是因为「机器治理」一定规则制定,调整空间非常小,所以探索多时的方案V神都是相对比较稳健地应用,不会轻易应用在主网上。这就是两者治理思路带来的区别,我们很难说哪一种更对,最终也只能交给开发者和市场来做定夺。
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