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V神做客王峰十问详解Casper共识机制:更简单,也更适合区块链范式

V神做客王峰十问详解Casper共识机制:更简单,也更适合区块链范式

6月22日晚,以太坊创始人V神首度做客由余额链赞助的火星财经王峰十问第20期。以太坊被认为是比特币之后的第二代公共区块链平台,“重新定义了”区块链,被称为区块链2.0。

V神(Vitalik Buterin)1994年出生于俄罗斯,2013年提出以太坊的概念。2014年7月项目启动众筹,2015年7月30日以太坊正式激活上线。截至2018年6月22日,ETH成为仅次于比特币的第二大加密货币,市值约为530亿美元。

在本期王峰十问中,火星财经(微信:hxcj24h)发起人王峰就以太坊最新技术的研发等问题,与V神进行了深入探讨。V神首次通过王峰十问对公众深入披露以太坊的最新进展,并阐释了他对区块链未来演进的思考。在本期王峰十问中,王峰同时宣布火星财经正式发布英文版和韩文版,在国际化道路上迈出坚实一步。

对话中,王峰提到,6月15日,V神在Ethereum Core Devs会议上表示,以太坊将考虑改变Casper和分片的激活上线顺序,不再分别发布,而是可能让它们同时激活更新。

Casper是以太坊考虑已久的POS机制,在该协议下,系统可以快速惩罚节点的作恶行为;而分片(Sharding)是一种基于数据库分片传统概念的扩容技术。

王峰认为,V神把Casper和分片整合的“一体两面”设计,最主要的目的是提升了以太坊的Scalability(高效)。

王峰向V神提问,什么时候开始构思Casper机制的?这一机制的建立受到了什么启发?

V神回应称,最初的计划是将Casper创建成为以太坊上的智能合约,让人们更轻松地设计开发,同时继续开展分片工作。但是,在全权益认证和分片技术上,以太坊也已经取得了足够的进展,如果继续沿着这个路线图,将导致更糟糕的产品,造成大量浪费。

因此,他们不得不重新构建Casper首个版本。新的路线图仍然是“先Casper后分片”,但是Casper的第一个版本将会被修改,以便它可以构成一个完整的Casper和分片部署。V神解释说,这样还有一些其它的好处。例如,他们正在考虑在短期内使用BLS聚合以及长期使用STARK进行签名聚合,它允许Casper机制处理更多验证器的优化,这可以把最小化验证器的大小从1500 ETH减少到32 ETH。

V神认为,Capser背后的核心思想是将基于“链”的权益认证的想法,和传统拜占庭容错(BFT)研究整合在一起,就像Lamport、Paxos、PBFT等等。

许多人问他们,为什么不直接使用这些传统算法?

答案是,他们觉得这些算法既复杂又不适合区块链的格式和需求,因此才钻研算法, 并创建了一个更简单,更适合区块链范式的版本。

V神介绍到,数据可用性问题是分片中最具挑战性的问题之一,(可以参阅https://github.com/ethereum/research/wiki/A-note-on-data-availability-and-erasure-coding)他发现,许多其他项目,特别是拥有密码学想法的项目,对于这个问题并没有很重视。

V神做客王峰十问详解Casper共识机制:更简单,也更适合区块链范式

王峰又问道,大家对早期的POW、POS机制都比较熟悉,能否用通俗易懂的语言,再次简单介绍Casper机制的工作原理?

V神答道,现在的挑战是,仅仅验证区块链是否有效是不够的,还必须验证在P2P网络中,所有区块链中的数据是否可用,并且要让所有人都可以下载任何数据片段。

否则,即使区块链有效,发布了一些不可用的区块,仍然会被用于攻击,阻止其他用户从他们自己的账户中取钱,因为他们有拒绝更新加密见证人的能力。

V神的解决方案主要涉及编码冗余数据、允许用户随机抽样以检查大部分数据是否在线——如果可以验证大部分是联机的,用户就可以使用冗余来恢复其余的数据。

在整个P2P网络内,冗余编码数据都是随机分布的。

当前Casper实现背后的基本思想是,用户可以将32个ETH发送到智能合约中,一旦它们包含在区块链中,就会被添加到当前的验证器聚集合中。每个区块都由当前验证器集合的随机成员创建,并且,验证器每设置100个区块,就需要发送一条信息,这样才能确保一些检查点“完成”工作。

在以太坊的情况下,区块链必须确保数据是100%有效且可用的;而在Filecoin的情况下,如果有一个或两个文件丢失是可以的。

王峰提到,关于Casper,他咨询过中国一个知名公链的设计者,这个设计者提出:

“为什么Casper设计安全存款来阻止小玩家在以太生态系统中的确认权? 即使在今天,如果你是BTC或ETH的独立矿工,你仍然有可能挖掘一个块,但是在Casper之后,所有的小矿工都不再有任何可能验证一个块,这是否意味着Casper为块链系统带来了更多的不公平和特权节点?”

V神解释这个问题,说“首先,32ETH大约等于10万人民币。我认为,在任何情况下PoW矿工都不会小于这个数量。因为PoW挖矿属于规模经济。如果你的算力小于这个数量,可以用加入矿池的方式来参与”。

V神预计总共会有大约10,000,000 枚ETH权益,因此接管整个分片需要至少总共数量的40%,所以成本非常高,即使真的有人拥有了接管分片的能力,如果遭受了攻击,自己依然有能力恢复以太坊。

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