执行客户端(Execution Client)
共识客户端(Consensus Client)
共识客户端是节点用来“同意”区块链中下一个区块内容的。
可以质押 32 ETH 来添加第三个组件,即“验证器”,通过权益证明算法提出新区块并获得奖励。
目前CL有几个问题:
1. 它已经有5年历史了--它有技术债务,而且没有使用最新的创新技术,比如ZK证明。
2. 这是一次进行升级和一次性清理以太坊技术债务的机会。
这 9 项升级分为 3 类:
区块生产
Staking
密码学
升级 #1:抵制审查
目前,区块生产是极其集中化的。
两个区块构建者:Beaver Build 和 Titan Build,构建了几乎所有的以太坊区块:
这些构建者以这样一种方式创建区块,即通过在其生产的区块中任意包含、排除或重新排序交易,以 MEV 的形式实现利润最大化。
如今,如果您的交易不利于这两家区块创建者,他们可能会选择将您的交易排除在区块之外,从而有效地审查您的交易。
EIP-7805中提出的这项升级允许验证者从内存池中选择交易,并通过包含列表(IL)强制将其包含在内,从而增强了以太坊的抗审查能力,构建者必须尊重这些列表才能使其区块被网络接受。
升级 #2:独立验证者
验证者与提议者分离(APS),例如执行拍卖
虽然验证者可以自己构建交易区块,但大多数验证者会使用一种名为 "MEV boost "的方法,将区块构建工作交给其他人(通常是 Beaver Builder 或 Titan Build),后者会向验证者支付一定费用。
这两方被称为:
- 参与者(验证者)
- 提议者(区块构建者)
目前这两者之间存在分离--即验证者接受提议者提供的区块,但问题在于,验证者是通过受信任的中介中继器集中进行验证的。
Flashbots等中继器充当 "中间人",在希望出售区块的验证者和希望创建盈利区块的区块构建者之间促成交易。
APS是一种升级,旨在以去中心化的方式将验证者和提议者之间的这种分离添加或 "嵌入 "到以太坊中,从而降低Flashbots等中继器的中心化风险。
实现这种分离的一种方式是执行拍卖;任何人都可以购买门票,从而有机会赢得在未来创建区块的权利。
升级 #3:更快的插槽(Slots)
在 Beam Chain 上,插槽时间将从 12 秒变为 4 秒。
插槽是验证者可以提出新区块并获得其他验证者同意的时间段。
更快的插槽意味着更快的交易完成速度和更高的交易吞吐量。
升级 #4:更智能的发行,例如Stake Cap
发行曲线是指新的 ETH 是如何随着时间的推移而产生和分配的。
目前:
- ETH 每隔一个纪元(约 6 分钟)作为奖励发放给验证者。
- ETH 作为每笔交易的一部分被烧毁。
根据网络的活跃度,ETH 在通胀和通缩之间翻转。
例如,在过去的 1 小时内,你可以看到 ETH 处于通胀状态,因为发放的 ETH 奖励多于交易烧掉的 ETH:
社区中关于是否应该以及如何改变这种发放方式有很多争论,但贾斯汀-德雷克(Justin Drake)在关于 Beam 链的演讲中提到了引入盯盘上限。
定值上限设定了可定值的 ETH 上限,以便为验证者提供更可预测的奖励,其额外目标可能是使 ETH 通货紧缩。
升级 #5:更小的验证者
目前,需要投入 32 个 ETH 才能成为以太坊上的单独验证者。
Beam Chain 提议将其降至 1 ETH,这将有助于解决一些集中化问题,比如 LIDO 或 Coinbase 这样的流动性注资提供商,它们目前控制着近 40% 的注资 ETH:
想要运行验证器赚取奖励但没有 32 ETH 的用户将通过此次升级解禁,使他们只需 1 ETH 就能运行验证器。
作为下一次升级(Pectra)的一部分,stakers 也将能够获得超过 32 ETH 的赌注,最多可达 2048 个。
Justin在这里提到了一种可能的方法--Orbit分注,该方法描述了这样一种系统:较大的验证器被选中的频率较高,获得的奖励较少;而较小的验证器被选中的频率较低,但获得的奖励较多。
升级 #6:更快的最终性,例如 3 Slot FFG
目前,以太坊需要大约 15 分钟(64 个插槽)才能最终完成交易。
有人提出单插槽终局性(Single-Slot-Finality)是将终局性降至一个插槽的一种方法,但最新提出的 3 插槽终局性(3-Slot-Finality)由于其投票轮次的工作方式,实际上可能更快。
这意味着最终结果将在 36 秒内实现,而不是 15 分钟。
这对于依赖于 L1 最终结果的服务(如 DeFi 应用程序或跨链/互操作性协议)尤为重要。
升级 #7 Chain Snarkification
Beam Chain 希望在共识层 "snarkify"(使用 ZK-SNARKs,一种安全的 ZK 证明)。
具体来说,Beam Chain 提议使用 ZK-SNARKs 来:
- 将不同语言的 Beam Chain 实现编译成 zkVM 字节代码。
- 将测试者生成的签名汇总到 ZK 证明中。
这里的 ELI5 是指 ZK 技术在过去 5 年中取得了长足进步,以太坊希望在共识层和执行层中原生实现它。
升级 #8:量子安全
量子计算机如今可以破解以太坊的部分功能,例如破解你的私钥或使用 Shor 算法等方法伪造交易签名。
量子计算机很可能在未来十年内供人们使用;因此,Beam Chain 提案希望通过使用后量子安全的基于哈希的签名等方法,为后量子世界提供以太坊的未来保障。
升级 #9:强随机性
最后,Beam Chain 升级提出了一种使用名为 VDF(可验证延迟函数)的新基元来构建随机性来源的方法。
Justin Drake 在 2018 年的布拉格会议上也谈到了这一点,并表示这可以用于以下两个方面:
共识层 - 例如随机选择验证器。
共识层--例如随机选择验证器。
应用层--例如公开一个可提供可验证随机性的操作码。
如果没有 Chainlink 或 Pyth VRF 等第三方服务,这在今天是不可能实现的。
除了这 9 项升级外,Beam Chain 升级还将清理许多现有的技术债务和不必要的组件,这些组件在这些更改后将变得多余。
例如,随着插槽终结速度的加快,可能不再需要纪元。
CT的反应是,Beam Chain的时间表太长了。
不过,Justin后来澄清说,在这5年的时间里,以太坊将不断接受更新。
众所周知,The Beacon Chain 于 2020 年 12 月 1 日正式启动,标志着以太坊开始向权益证明(PoS) 共识机制过渡,并开启了所谓的以太坊 2.0。The Beacon Chain 与以太坊主网分开运行,直到 2022 年 9 月合并,它们才在 PoS 共识下统一起来。
区块链技术发展迅速,研究人员现在对最大可提取值(MEV)等复杂元素有了更清晰的理解。加密工具的进步,尤其是 SNARK(简洁的非交互式知识论证)和 zk-VM(零知识虚拟机),为以太坊提供了新的方法,可以更高效地实现去中心化和安全性。
不过,最终标准硬件上的实时共识证明还是绕不开的,既然是要求实时,那么ZK ASIC是必然选择!
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