NyheterUtvecklareFöretagBlockchain förklaradeHändelser och konferenserPressNyhetsbrev

Contents

0.1 Prenumerera på vårt nyhetsbrev.

1 State of Ethereum Protocol Development – augusti 2018

Prenumerera på vårt nyhetsbrev.

E-postadress

Vi respekterar din integritet

HemBloggNyheter

State of Ethereum Protocol Development – augusti 2018

En genomblick över allt som har hänt i Ethereums “år av skalbarhet” och framsteg på vägen mot Ethereum 2.0. Av ConsenSys 28 augusti 2018 Publicerat den 28 augusti 2018

Ethereums skalbarhet – historien hittills

Från början av 2018 stod det klart att årets tema skulle vara “skalbarhet”. Den 2 januari gjorde Ethereum Foundation en ansökningsomgång för bidrag som beviljas till forskare och utvecklare som arbetar med att massivt öka nätets transaktionshanteringsförmåga. Och i en presentation den 4 mars, med titeln “Vägen framåt för 2018”, sa Vitalik “För 2018 tror vi verkligen att skalning är det primära fokus.”

Så, vad har hänt hittills 2018, under “Skalbarhetsåret?”

Som beskrivs i EF: s ansökningsomgång finns det två kompletterande tillvägagångssätt för att öka behandlingskapaciteten för Ethereum-systemet. Lager 1 är protokolllagret “on chain”: hur kan vi i grunden öka kapaciteten för Ethereum blockchain? Layer 2 täcker “off chain” -lösningar där de flesta transaktioner inte registreras i blockchain. Ändå är den underliggande blockchain fortfarande i stånd att garantera säkerheten för Layer 2-system.

I den här serien av inlägg kommer jag att hålla dig uppdaterad om utvecklingen på Layer 1-protokollnivå, och min kollega Kevin Zhang kommer att förklara den senaste forskningen och utvecklingen av Layer 2-skalbarhet.

Frågan: behovet av hastighet

Ethereum-nätverket har blivit mer framgångsrikt än vad någon kanske hade kunnat förvänta sig på så kort tid. Diagrammet nedan visar procentandelen av maximal kapacitet som Ethereum har kört sedan starten. Efter ett par års körning med låg kapacitet (ge eller ta några toppar runt DAO-hacket och nätverksspamattackerna sommaren 2016) har användningen varit över 80% under mycket av 2018, med över 96% genomsnittligt utnyttjande på en några dagar i år.

Genomsnittligt blockanvändning av Ethereum. Källa: etherchain.org

Denna stora efterfrågan har ibland resulterat i oönskade problem med användarupplevelsen som lång väntetid för att få transaktioner inkluderade i kedjan och volatila transaktionsavgiftspriser (gas).

Massiv skalbarhet – möjligheten att bearbeta tusentals transaktioner per sekund snarare än den nuvarande 15-tps. – har länge varit del av planen för Ethereum. Tillvägagångssättet för att genomföra detta har blivit känt som “sharding”. För närvarande, som alla andra blockchain-plattformar som för närvarande är offentliga, behandlar varje nod i Ethereum-nätverket varje transaktion, vilket är en enorm begränsning. I det skärmade nätverket delas transaktionsbehandling och tillhörande lagring (tillståndet) i separata, oberoende skärvor, så att varje nod bara behöver hantera en bråkdel av den totala systembelastningen. Det låter ganska enkelt. Den verkliga utmaningen är att göra detta samtidigt som vi bibehåller hela säkerheten i nätverket: om vi har tusen skärvor, säg, hur undviker vi att göra en nätverksattack tusen gånger lättare?

Taipei, mars 2018: Bygga Sharded Network

I början av 2018 a Specifikation för ett fragmenterat Ethereum-protokoll fanns redan och hade varit rimligt stabilt ett tag. På grundval av denna specifikation, a verkstad planerades i mars 2018 i Taipei City, Taiwan, för att samla alla parter som planerar att arbeta med att implementera skärning inom de olika Ethereum-klienterna. När workshopen närmade sig accelererades forskningsaktiviteten när … BOOM … tre dagar före workshopen, en helt ny beskriva specifikationer publicerades, full av nya idéer och ambitioner.

Så med mycket att smälta på den långa flygresan från Europa, Nicolas Liochon, också från PegaSys / ConsenSys, och jag satte väg mot Taipei för det första mötet med det globala skärningssamhället.

En skärande arkitektur och bredare innovation

Deltagare i den inledande skärningsverkstaden i Taipei. Foto av Jason Yeh.

Det var fantastiskt att se styrkan hos de lag som representerades i Taipei. Bland deltagarna:

Ethereum Foundation-forskargruppen, naturligtvis. Mycket av tanke-ledarskapet inom sharding-forskning kommer från Vitalik och Justin Drake, liksom andra som Hsiao-Wei Wang, Karl Floersch och Vlad Zamfir.
Geth-klientutvecklingsteamet.
Parity och Web3 grundteam.
De Treenighet (Py-EVM) -team, också från Ethereum Foundation.
Ett team från Status utveckla en mobil klient på Nim-språket.
De Prysmatic Labs team – arbetar med en skärpningsimplementering i Go.
Andra enskilda forskare som Phil Daian och Leonardo Bautista-Gomez.

Workshopdiskussionen sträckte sig vida över de tre dagarna.

På skärningsfronten hade vi en djupgående diskussion om begreppen från den nya specifikationen. Som en exempel, i dagens Ethereum-nätverk är varje nod ansvarig för tre distinkta funktioner: (1) deltagande i konsensus om beställning av transaktioner, (2) utförande av dessa transaktioner för att uppdatera tillståndet och (3) att göra dessa transaktioner och det uppdaterade tillståndet tillgängligt för resten av nätverket (datatillgänglighet). I ett skärdat nätverk kan dessa funktioner delas upp mellan olika deltagare för att optimera olika funktioner i nätverket enligt följande:

Förslagsnoder kan vara ansvariga för att samla transaktioner i block som de föreslår som den kanoniska historien.
Collator-noder kontrollerar att data i blocken som erbjuds av föreslagna är tillgängliga och lägg sedan till dem i skärvets blockchain.
Exekutörnoder kan vara ansvariga för att uppdatera kunder om tillståndet för blockchain (t.ex. deras kontosaldon) på begäran. Detta möjliggör ett slags ”lat utvärdering”Där endast beräkningar relaterade till data som faktiskt behövs utförs, och kanske också för” alternativa exekveringsmotorer. ”

Detta är helt annorlunda än dagens Ethereum Mainnet, men något liknande är sannolikt nödvändigt för att balansera effektivitet och säkerhet i ett nätverk där inte alla noder kan vara klienter för varje skärv. För att upprätthålla effektiviteten är tanken att föreslagna och exekutiva noder kan förbli synkroniserade med ett litet antal skärvor, men för att upprätthålla säkerheten kan kollatornoderna (som faktiskt skriver till blockchain) blandas ganska ofta mellan skårorna. På så sätt undviks övertagande av skärvor av en liten delmängd av deltagare.

Vi diskuterade också de olika infrastrukturer som behövs för att allt detta ska fungera, kontraktet om skärvhanteraren, statslösa kunder, och peer-to-peer-nätverksskiktet, bland annat.

Förutom att arbeta med skalbarhetsinfrastrukturen var det också klart att det finns en betydande uppskattad efterfrågan på innovation på Ethereum, som inte är relaterad till skalbarhet. Kanske kan implementeringen av skärning vara en chans att få in några andra stora innovationer. Så vi tillbringade också tid på andra långvariga ämnen som ersättning av Ethereum Virtual Machine (EVM) med eWasm, äldre ämnen som kontoabstraktion, och kontroversiella idéer som hyra förvaring.

Berlin, juni 2018: Sharding Meets Proof-of-Stake

Många av de begrepp som diskuterades i Taipei var väldigt nya, och team fortsatte att utvärdera dem efter workshopen. Under de följande veckorna uppstod ett par trender. För det första att det fanns vissa svagheter med detaljerna i de diskuterade förslagen (vi publicerade en kritik). För det andra fanns det mycket intressanta utvecklingar på andra fronter, framför allt i kryptografi, som skulle möjliggöra en stor refactoring av skärvningsmodellen utan att förlora effektivitet eller säkerhet.

Med all den nya utvecklingen att diskutera var det dags att hålla en annan skärningsverkstad. Den här gången var vi vänliga värd i Berlin i juni 2018 av teamet från Status som en del av kundutvecklare konferens de organiserade.

Vi var glada att vi oväntat gick med på workshopen av Casper FFG-teamet (proof-of-stake). Under de tre eller fyra veckorna fram till evenemanget, en annan enorm ändra till specifikationen hade föreslagits: varför bygger vi inte Sharding och Casper tillsammans på en gemensam plattform?

Det blev uppenbart att några av de nya Sharding-designvalen hade gemensamma drag med det planerade Casper FFG-arbetet som hade utvecklats oberoende (enligt det nu övergivna EIP-1011). Båda kräver valideringsinsättningar (insatser), båda förlitar sig på tillgång till slumpmässiga nummer, båda har felsäkerhet och slashing-mekanismer, båda använder samlade signaturer. Med tanke på dessa gemensamma förslag föreslogs att både Sharding och Casper skulle byggas på en gemensam infrastruktur som kallas Beacon Chain. En ytterligare fördel skulle vara att ta bort arbetet med att köra Casper och Sharding av det befintliga Mainnet, vilket kan kämpa för att upprätthålla den extra belastningen.

Diskussionerna i Berlin bekräftade att vi alla enades om att detta var en positiv och praktisk metod för att få båda projekten levererade.

Utöver projektplaneringen diskuterades återigen ett brett spektrum av nya idéer vid workshopen. Vi hade sessioner om nya kryptografiska primitiver som zkSTARKs och alternativa hashfunktioner, vi diskuterade bevis för vårdnad och vi tittade på alternativ för generering av slumpmässiga nummer, med den nuvarande frontlöparen som en RANDAO med en verifierbar fördröjningsfunktion (VDF).

Idag: Mot Ethereum 2.0

Så var lämnar allt detta oss i augusti 2018?

Jag hoppas att du får en känsla av ovanstående att de senaste sex månaderna har sett en explosion i forskning om skalning av Ethereum, och att dammet i stor utsträckning ännu inte har lagt sig.

Men den allmänna riktningen är tydlig. Utveckling och leverans av både Sharding och Proof of Stake kommer att ske på en ny blockchain-plattform (Ethereum 2.0), kopplad tillbaka till den nuvarande Main Chain som kommer att fortsätta att köra som den är.

Anatomi av Ethereum 2.0. Diagram av Hsiao-Wei Wang.

Genom att bygga på en ny plattform som denna, Beacon Chain, kan vi introducera enorma innovationer obegränsat av begränsningarna i dagens Mainnet, och, avgörande, utan att behöva göra en hjärtkirurgi i det nuvarande nätverket. Tidslinjer är ganska spekulativa, men förväntningarna är att fyrkedjan (koordinationsskiktet, inklusive Casper FFG) kommer att implementeras under 2019, Shard Chain (datalagret) 2020 och exekveringsskiktet 2021.

Några av dessa innovationer hoppas jag kunna utforska mycket djupare i framtida uppdateringar, men sammanfattningsvis tittar vi på Ethereum 2.0 på nya konsensusmekanismer, nya krypto-ekonomiska modeller, nya exekveringsmotorer som eWASM (och möjligen , jämnt, fördröjd körning) och nya kryptografiska primitiver.

För att citera Vitalik från den första skärningsverkstaden, “Ethereum 1.0 är ett par människors skrämmande försök att bygga världsdatorn; Ethereum 2.0 blir faktiskt världsdatorn. ”

Ta reda på mer och bli engagerad

Som nämnts ovan hoppas jag gå djupare in på några av dessa innovationer i framtida artiklar.

Under tiden är det här en läslista på hög nivå om du vill gräva själv. Men se upp, saker går snabbt, och några av detaljerna är redan inaktuella.

Hsiao-Wei presentation är en bra start och har tips till mycket annat material.
Jag har samlade några ämnen, igen med några länkar ut till andra källor.
En insiktsfull presentation från Vitalik.
De närmaste sak till en specifikation som vi för närvarande har (det saknas mycket här ännu).
Något nyligen ethresear.ch under skärning eller casper är sannolikt relevant.
De Vanliga frågor om skärning är bra bakgrund.
De Vanliga frågor om bevis på spel är också användbart.
Prysmatic Labs publicerar regelbundna uppdateringar på deras arbete.

Om du verkligen vill komma in i ogräset, regelbundet ETH2.0 Implementers samtal har nyligen börjat varannan vecka, inklusive ett gäng nya team som arbetar med implementeringar. Dessa är live cast till YouTube, och det finns en Gitter kanal också.

Ethereum 2.0 Nyhetsbrev Prenumerera på vårt nyhetsbrev för de senaste Ethereum-nyheterna, företagslösningar, utvecklarresurser och mer. E-postadress Exklusivt innehållRapportera