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                小编:记得要注意

                资料来源:blockmanai

                1月11日20:00,blockmaniaAMA直播第41期和blockmania“201技术AMA”第3期继续播出。本期的主题是“以太坊2.0技术共享”,本次活动由著名的技术社区comunion主办,blockmania协办。分享的客人是《深入了解以太坊》《星链技术》的作者和技术总监王欣。

                以下是对本AMA的回顾

                以太坊的发展道路

                这是以太坊2019年的路线图。我们可以看到,以太坊的创始人维塔利克·巴特林(vitalikbuterin)发布以太坊的第一份白皮书并于2013年底启动该项目已经有六年了。


                2014年7月24日起,以太坊进行了为期42天的培训以太坊预售。截至9月,以太坊通过预售共募集到31531枚比特币。根据当时比特币的价格,以太坊成功筹集了1800多万美元。据《每日电讯报》报道,以太坊“作为最成功的众筹项目之一,它将被载入史册”。

                2015年7月30日,以太坊和Frontier在线发布。开发商开始在Frontier的网络上开发分散的应用程序,矿工开始加入网络进行采矿。矿工们自己通过采矿获得象征性的奖励。另一方面,它也提高了整个网络的计算能力,降低了被黑客攻击的风险。

                Frontier是以太坊发展历程中的第一个里程碑。虽然在开发者眼中定位为beta版,但其稳定性和性能远远超出任何人的预期,从而吸引更多开发者加入以太坊生态建设的行列。

                2016年3月14日(π),以太坊平台的第二大版本《家园》发布,也是以太坊发布的第一个官方版本。

                2017年9月18日,以太坊的开发团队开始测试“大都会”版本的第一阶段:拜占庭分歧。2017年10月16日,主网络为4370000非常成功地完成了拜占庭分岔。

                这种硬分歧将为智能合约的开发者提供灵活的参数;同时,准备在后期都市升级中引入zksnarks零知识证明等技术;推迟引爆难度炸弹,将冰河时代推迟一年;采矿难度显著降低,以太坊平台交易速度将显著提升,相应矿商的采矿收入将从每区块5台降至3台。

                2019年6月,“君士坦丁堡”硬分叉升级在7080000座的高度完成,升级包括五个改进方案:

                1)为数据存储的更改引入更公平的定价方法;

                2)使智能合约开发商受益;

                3)基于状态通道和链外事务的更好的特定可扩展性解决方案;

                4)随着更多的事物被转移到第二层次;

                5)将区块开采奖励从3eth减少到2eth,并将以太坊的难度炸弹延迟12个月。

                就在上个月,以太坊正式完工伊斯坦布尔分岔,它包括六个以太坊改进方案(EIP),主要解决以下问题:拒绝服务(DDoS)攻击弹性,降低gas成本,增加基于zcash的equihash负载证明。

                我们把以太坊看作是区块链2.0技术代表着不断的发展和创新,已成为行业内最好的明星项目之一。


                从这个数字可以看出,以太坊的项目资产规模排名第二,远远超过其他加密货币项目。这与以太坊技术的高度密切相关。以太坊背后的开发商也是一群极客精神的人。

                以太坊的核心技术


                回到技术层面,我们可以看到以太坊的技术架构也是一个分层架构。自上而下应用层、合同层、协议层。协议层包括EVM虚拟机、块管理、kV数据库、共识算法、P2P网络等基本组件。

                在…之间智能合约是以太坊的核心技术,它的实现基于以太坊的内部EVM虚拟机。智能合约可以完成任何代码逻辑,从而支持多样化的业务流程。以太坊使用solidity的语言编写智能合同。

                智能合约构建了以太坊丰富的DAPP生态,使区块链更容易着陆,更能与各行各业结合,更方便地与物联网、大数据、人工智能和云计算等技术结合。

                这也是以太坊区别于比特币、区块链1.0系统的最大魅力所在。

                企业以太坊

                众所周知,以太坊是一个公共连锁项目。它与我们的日常生活和开发人员有什么关系?

                我们如何利用以太坊的技术资源,将其用于我们自己的项目,或者在传统产业中进行一些创新?这一直是困扰业内人士的最大问题。

                目前,最成功的应用可能是围绕数字资产(如交易所)的金融生态。但除了资产交易,人们的探索并没有停止。

                早在2017年摩根大通、芝加哥证券交易所集团、纽约梅隆银行汤森路透微软英特尔、以太坊联盟由埃森哲和全球20多家顶尖金融机构和科技公司建立。


                这是以太坊的协议栈。我们看到它的内容比以太坊的公共连锁店多得多。它还倾向于企业架构,这更符合联盟链的定义隐私保护、跨链通信、共识算法各方面都得到了改进和优化。

                技术改进方向

                2017年,我还与企业以太坊EEA进行了一些交流,并参加了他们组织的电话会议。然而,由于联盟是一个松散的组织,缺乏明确的发展目标和合作机制,至今没有取得实质性进展。

                用他们自己的话来说,这个组织有太多的政治因素。事实上,该联盟主要基于摩根大通的贡献。他们推出了quorum技术框架,这是以太坊企业应用程序的更好原型。

                区块链的baas平台和微软云支持仲裁框架。

                那么区块链的技术也遇到了瓶颈,这就是以太坊提出2.0概念的原因。

                主要优化集中在三个方向:性能、隐私和处理费。

                以太坊2.0

                Eth2.0将分三个阶段实施:

                第0阶段

                信标链涉及核心部分、网络、签名方案和随机性。它在Prysm实验室创建的sapphire测试网络上运行。如果你有goerlieth,你可以加入测试网络并保证geth。

                第一阶段

                它是64个独立运行片段链的协议实现。每个分区可以运行一个网络状态。例如,您可以将maker放在一个切片上,将其他defi应用程序放在另一个切片上,将eth1链放在另一个切片上,将cryptokitties放在另一个切片上,等等

                第二阶段

                支持执行引擎,实现整个空间的交易和账户模型。执行引擎将系统的复杂性降至最低。

                我想知道是否会有更多的后续阶段。虽然研究人员希望看到更多的eth20片段链开发规划,但这一切仍处于开发的早期阶段。


                这是以太坊2.0的分层框架。主要的变化是增加了信标链和碎片链。Shard被翻译成Shard,类似于分布式操作系统。不同分片中的事务可以并行处理。

                经过一段时间的公开讨论,以太坊的2.0技术逐渐开始融合:切片数量从1024个减少到64个,切片块大小从(目标值16,上限值64)KB增加到(目标值128,上限值512)KB。总分区容量为1.3-2.7MB/s,具体取决于时隙

                如有必要,磁贴的数量和块大小可以随时间增加,例如10年内1024个磁贴和1MB块。

                在L1和L2层实施了许多简化方案:

                1)所需的片段链逻辑更少;

                2)由于“本机”跨片通信可以在一个时隙内完成,因此无需通过第二层加速跨片通信;

                3)无需通过分散化交易所推动跨部门交易费用的支付;

                4)执行环境可以进一步简化;

                5)没有必要把序列化和哈希混为一谈。

                当然,这也带来了一些问题:

                1)信标链的开销较大;

                2)子块的生成时间较长;

                3)对“突增”带宽的需求较高,但对“平均”带宽的需求较低。

                TPS一直是区块链关注的一个重要瓶颈。我们知道比特币和以太坊采用了POW共识算法,TPS约为10。

                最近,以太坊在她的2.0研究中引入了ZKrollup技术,理论上可以将事务增加到3000tps。

                与集中式系统的性能相近,众所周知,visa网络目前的平均测试程序集为2000。


                这是以太坊使用ZK汇总技术的理论性能比较

                每个批(批是zkrollup块)包含2048个(简单的以太坊)事务和一个ZK证书。然而,由于EIP1108和EIP2028的实施,交易和认证的天然气成本现在发生了变化:每笔交易8.125字节。

                目前每笔交易只需要16gas/字节,因此每笔交易的gas成本为8.125*16=130gas。由于每个批次有2048笔交易,因此每个批次的交易成本为130*2048=266240。

                如果在以太坊的区块中插入15个批次,因为每个批次可以容纳2048笔交易,这意味着我们可以在每个区块中打包15*2048=30720笔交易。

                30720个事务/15秒=每秒2048个事务。

                当然,在上述知识的理论推导中还存在一些实际问题需要解决:每个zkrollup批都需要一个短加密证书(zksnark)来证明批中事务的完整性。事实证明,生成此证明的计算成本非常昂贵。这是达到理论吞吐量极限的主要瓶颈。

                目前使用一个CPU和三个GPU,生成这样的证书需要几分钟。虽然通过并行计算可以显著提高性能,但在保持合理成本的同时将证明生成时间从几分钟减少到几秒钟仍然是一个重要的挑战。

                最后,让我们谈谈零知识证明。它用于保护区块链的数据隐私,非常适合医疗行业的电子病历(HDR)场景。


                要理解零知识证明,您可以查看它阿里巴巴四十个盗贼:

                当强盗折磨阿里巴巴打开洞穴石门的咒语时,他对强盗说,“你用弓箭指着我,离我只有一支箭。当你举起右手时,我会念出打开石门的咒语,举起左手,我会念出关闭石门的咒语。如果我做不到或逃跑了,你会用弓箭射我。”

                阿里巴巴证明他知道这个咒语,但没有透露咒语的具体内容。

                ZKsnarks、ZKSTARKs和防弹是区块链隐私技术零知识防护的三大主要技术。相比之下:

                1.防弹和ZKSTARKs不需要可信设置,而ZKSNARK需要可信设置;ZKStalin:通过验证人和验证人之间的互动,一种有效的数学方法使验证人能够验证每一步,并最终确保验证人确实知道某一信息或有某种兴趣。

                其特点是:快速证明和验证,但证明量大。Snark意味着双方之间不需要交互,认证机构可以单方面发布,而无需在双方之间重复传输信息。它具有验证速度慢、验证速度快、体积小的特点。

                2.验证速度比较:ZKSTARKs>;zk-SNARKs>;防弹衣

                3.文件大小:ZKsnarks

                一句简单的话:STARKs太大,bulletproofs太慢。优点是没有预安装,ZKsnarks是最好的。


                目前,已有相当成熟的第三方图书馆,可用于零知识证明的开发和研究。


                这一领域也是学术研究的重点。最近几个月,宣布了许多与ZKsnark结构相关的新突破。新发现是臭名昭著的“可信设置”目前是多余的,这意味着可以使用通用计算。然而,很难找到关于这些新结构的可理解信息。

                新的零知识证明结构解决了设置过程的限制,这意味着任何代码(如smartcontract)都可以作为ZKSNARK运行。通常有两种方法:

                透明度设置:设置过程将创建一个引用字符串,它是公共的,但不会产生有毒废物。这类似于ZKstark工作模式。分形、光晕和超音速CG都使用透明设置。这种方法的缺点是证明尺寸通常很大。Factal和ZKstark证明它可能高达250kb,这对于区块链的应用来说是不切实际的。

                分形研究小组告诉我,他们正试图缩小证据的尺寸。光晕和超音速已经证明大小为10KB或更小。(注:ZKStark是特定零知识证明的名称,类似于groth16或分形)

                一般设置:设置过程将创建一个结构化引用字符串,该字符串将产生有毒废物,但创建不再限于单个回路。相反,引用字符串可以用于具有一定上限的无限数量的任意电路。例如马林鱼、超音速RSA和plonk。

                仪式结束后,可以更新这三个结构的参考字符串以提高安全性:如果当前有毒废物泄漏,则只需更新建立过程以再次保护系统。(一些常见的ZKSnark,如auroralight和Libra,使用静态的不可升级的通用设置。我们不会在本博客中讨论这些。)。


                一些zksnark算法的性能比较如表所示。在验证方,为每个ZKsnark构造创建证明需要O(nlogn)时间。主要区别在于证明的大小、验证时间和引用字符串的大小。

                综上所述,我们主要研究了以太坊2.0的三个技术点:sharding、zkrollup和zksnake。

                它涉及大量的理论知识和算法,需要一些时间来理解。但是,建议将重点放在这些算法的目的以及如何使用它们上。

                问:;A.

                问题1:以太坊已经完成了分岔,那么对后续的主要影响是什么?

                答:以太坊的分歧在于软件升级。以太坊的升级方向是以太坊社区希望发展的方向。因此,随着一次又一次的升级,网络将更加安全、高效,更加符合社区治理的理念。

                这就是我们通常快速迭代软件开发的事实。唯一的区别是以太坊是一个拥有数千亿资产的金融体系。每次升级都不会影响资产的安全性和服务的连续性。这也是该项目值得关注的原因。

                问题2:简单介绍一下solidity的语言是否方便?

                答:solidity是以太坊的一种特殊脚本语言,其语法与JavaScript非常相似。它具有高级语言的大部分特征。最常见的操作是操作以太坊的账户和账户中的余额。

                solidity非常适合实现数字资产。例如,erc20、erc721和erc777都是非常常见的数字资产类型。

                之前非常活跃的coincircle项目资产都是关于erc20的。区块链的以太猫为代表的游戏采用了erc721标准。

                问题3:区块链平台的迭代受到公众的影响。不能太快太激进。例如,将出现分歧问题。老师认为这个问题将来能解决吗?在软件平台上,通常会出现马太效应,即赢家通吃。现在以太坊在这个平台上排名第一。其他平台没有机会吗?权力下放,即看起来以太坊开始渗透权力理论,但事实上,权力的集中会带来效率。你觉得这个问题怎么样?

                答:首先,要明确的是,区块链项目的成功不仅仅取决于技术。上帝也提到社区远比代码重要。代码只是实现社区治理和规则的工具。

                在解决一些基本问题时,我们不会使用非常先进的技术。相反,区块链的智能合约和传递机制是组织改进的核心内容。

                区块链的平台迭代现在可以说满足了许多应用场景。但以太坊服务全球用户,技术难度更大。

                当我们学习区块链时,我们仍然更关注如何实施区块链的技术,改造一个行业,或解决一些核心社会问题,如医疗、教育等。

                以太坊的道是一个很好的想法,分权也是相对的,即多集中。POS的理念是,干系人的关系越密切,投票的权重就越大。不是每个人都可以投票。

                问题4:请问王老师,在以太坊的生态圈中,普通个体开发商最大的机会是什么?

                答:我们面临的未来是一个可编程的社会。大量业务规则和逻辑需要转化为智能合约。人工智能解决了生产力问题。区块链可以更有效、更公平地管理这些生产力。如果我们开发人员理解这些原则,我们可以帮助实现这些逻辑,并在特定场景中贡献社会价值。

                当然,区块链在底层也有很多技术挑战,但它更适合有一定学术研究基础的学生。

                区块链的应用方向仍有技术参与建议。区块链的底层不适合大多数人。

                例如,制作区块链的工具是一个好主意,比如imtoken。比如以太扫描。

                你对DAPP有什么好的建议吗?

                答:概括地说,我认为有几个方向,一个是金融,另一个是个人信息。金融是数字资产的交易、投资和增值,因为这个领域正变得越来越合规,监管也开始介入。个人信息的隐私保护越来越受到人们的重视。个人信用、健康档案和个人消费肖像越来越需要恢复主权。

                Comunion的Dao,这是一个非公司但超越公司的组织。来自不同背景和角度的思想碰撞将产生非凡的效果。

                Dao的财务和人事管理非常需要DAPP工具的帮助。

                Blockmania是区块链的咨询智囊团,旨在将区块链最深刻的理解和思考带给业界和公众。像区块链一样,我们认为每个人主意有可能连接其他想法并成为节点。因此,我们需要建立一个平台,将想法从点连接到线,从线汇聚到网络。

                在过去的一年里,围绕区块链的市场、技术、应用和其他主题举办了许多高质量的在线AMA活动。欢迎关注。

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