머리말:

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병합"병합"병합"병합"이더리움의 전체 네트워크가 PoS 합의 메커니즘으로 전환되는 이더리움 2.0의 확장 가능한 청사진의 핵심 이정표입니다.

또한 이더리움 2.0의 핵심 개발자인 다플리온(Dapplion)은 자신의 소셜 계정을 통해 이번 주 토요일에 이더리움 메인넷의 섀도우 포크 테스트가 다시 진행될 것이라고 밝혔습니다.

병합"병합"다가올수록 이더리움 2.0의 발자취도 한 단계 더 나아갔다. 탈중앙화 원칙을 희생하지 않으면서 블록체인을 더 빠르고 저렴하게 적용하기 위해 노력하는 구체적인 계획과 과정이 다시 한 번 뜨거운 관심을 받고 있다. 그렇다면 이더리움 2.0은 정확히 무엇일까요? 어떤 업그레이드가 포함되어 있습니까? 어때? 그것의 도착은 산업 발전에 어떤 영향을 미칠까요? Ouyi 연구소는 Ethereum 2.0 기술 진행, Ethereum 2.0 계획, 전망 및 위험의 세 부분으로 Ethereum 2.0을 자세히 설명합니다.

합의 계층"임원층"그리고"합의 계층"교체. 그러나 이름 변경은 이더리움의 기존 업그레이드 경로에 영향을 미치지 않았습니다. 이더리움 2.0이라는 제목이 사람들의 마음에 깊이 뿌리내렸기 때문에 이 기사에서는 계속 사용할 것입니다."이더리움 2.0"첫 번째 레벨 제목

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1.1 경로 계획

이더리움은 설립 이후 첫 번째 퍼블릭 체인의 위치를 ​​확고히 차지했으며 세계 최대의 개발자 커뮤니티를 보유하고 있으며 DAPP의 수는 다른 퍼블릭 체인보다 훨씬 뒤떨어져 있습니다. 그러나 그러한 최고의 지위라고 해서 편안히 앉아 쉴 수 있다는 의미는 아닙니다. 에 위치한"세계 컴퓨터"현재의 이더리움은 초당 20건 정도의 트랜잭션만 처리할 수 있고, 일반 규모의 상용 애플리케이션도 지원하기 어려운 상황이며, 잦은 정체 이벤트와 패키지 트랜잭션 대기로 인한 높은 가스비로 인해 사용자 경험이 더욱 악화되고 있습니다. Ethereum의 대규모 개발.

이더리움 2.0은 이더리움의 현재 네트워크 성능 병목 현상을 해결하기 위한 확립된 계획입니다.분산화를 줄이지 않고 이더리움 네트워크의 확장성과 성능을 크게 개선하여 분산 응용 프로그램을 더 잘 수행하고 산업 응용 프로그램의 폭발을 촉진합니다.

Ethereum의 목표는 분산 금융 및 스마트 계약 실행 플랫폼이 되는 것입니다."실제 세계의 컴퓨터". 세계 컴퓨터의 목표를 달성하기 위해 2014년 탄생 초기에는 프론티어(프론티어), 홈스테드(집), 메트로폴리스(메트로폴리스), 세레니티(고요함)의 4가지 개발 단계를 설정했다. 처음 세 단계는 모두 PoW 모드를 채택하고 네 번째 단계는"평화로운"이것은 이더리움의 최종 형태이며 우리는 흔히 이더리움 2.0이라고 부릅니다.

지금까지 이더리움의 1차 3단계가 완료되고 4단계 개발이 진행 중이며, 이 기간 동안 PoW에서 PoS로의 전환은 물론 EVM 대신 샤딩 및 eWASM과 같은 중요한 업그레이드가 완료될 예정입니다. 업그레이드가 완료되면 이더리움 스퀘어의 성능이 크게 향상될 것입니다.

병합"병합"이미지 설명

(Ethereum 업그레이드를 위한 최신 로드맵)

4월 12일 현재 비컨체인은 순조롭게 운영되고 있습니다. 체인의 데이터에 따르면 비콘 체인에는 이미 341,300개의 노드가 있으며 누적 총 약 1090만 4600개가 서약되었습니다.Eth이미지 설명

병합

1.2"병합"출현

병합"병합". 합의 계층(PoS 비콘 체인)은 실행 계층(PoW 원본 체인)과 병합되고 원본 체인의 PoW 부분은 중지됩니다.이 업그레이드는 이더리움에서 PoS 합의로의 공식적인 전환을 나타냅니다.

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2.1 이더리움 2.0의 아키텍처 모델

Ethereum 2.0 체계 모델 다이어그램의 위에서 아래로 다음과 같습니다.

1. PoW 메인 체인은 원래 이더리움 메인 네트워크입니다. Ethereum 2.0에서는 비콘 체인의 샤드로 계속 작동합니다.

2. 비콘 체인은 전체 이더리움 2.0 시스템의 중심 부분인 비콘 체인입니다. 캐스퍼 합의는 모든 독립적이고 병렬적인 샤드 체인을 조정하고 관리하며 전체 시스템의 보안에 중요한 역할을 하는 샤드 체인에 검증자를 무작위로 할당하는 일을 담당합니다. 교차 연결은 각 샤드의 앵커 포인트로 사용되어 교차 샤드 통신을 실현하고 각 샤드의 현재 상태를 추적하여 이더리움에 최종성을 보장합니다.

3. 샤드체인은 샤드체인이며, 이더리움 2.0은 확장성의 원천이다.현재 계획은 64개의 샤드체인을 구축하는 것이며 각 샤드에는 블록 패키징과 검증을 담당하는 검증인 위원회 그룹이 있다. 노드 하드웨어 요구 사항을 늘리거나 분산 정도를 줄이지 않고도 네트워크 성능과 용량을 크게 높일 수 있습니다.

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2.2 핵심 솔루션

블록체인에는 유명한 불가능 삼각형 문제가 있습니다. BCH가 블록 크기를 확장하더라도 효율성 향상 효과는 매우 제한적이며, EOS는 성능을 보장하기 위해 DPoS 합의를 통해 탈 중앙화를 희생하지만 사람들이 보안 문제에 대해 걱정하게 만들었습니다. 다양한 솔루션으로는 불가능한 삼각형 문제를 완벽하게 해결할 수 없으며 현재 퍼블릭 체인은 확장성, 트랜잭션 효율성 및 보안 성능 측면에서 실제 상용 애플리케이션의 요구를 충족할 수 없습니다.

차세대 분산 사회의 기반 플랫폼에 위치한 이더리움은 불가능한 삼각형 문제에 대해 다음과 같은 솔루션을 제안합니다.

샤딩을 통해 네트워크 성능 및 용량을 개선하고 성능 문제를 해결합니다.

합의 메커니즘 PoW to PoS를 통해 노드 임계값을 낮추고 더 많은 사용자 참여를 지원하며 탈중앙화 문제를 해결합니다.

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(불가능한 삼각형 문제에 대한 이더리움 2.0의 구체적인 해결책, 그림 출처: Ouyi 연구소)

2.2.1 성능 문제 해결 - 샤드

샤드 - 네트워크 성능 및 용량 향상

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(샤딩 물리적 공간 다이어그램, 그림은 TokenInsight "샤딩 기술 연구 보고서"에서 가져옴)

2.2.2 탈중앙화 문제 해결 - 합의 메커니즘 PoW to PoS

합의 메커니즘 PoW to PoS——노드 임계값 감소 및 더 많은 사용자 참여 지원

PoW 메커니즘에서는 검증 노드가 되기 위한 문턱이 높기 때문에 값비싼 전문 마이닝 머신이 동료와 경쟁할 수 있는 충분한 컴퓨팅 성능을 생성해야 합니다. PoS 메커니즘을 사용하여 Ethereum은 검증 노드의 진입 임계값을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 32 Eth를 약속한 모든 사용자는 비콘 체인의 무작위 알고리즘에 의해 블록 검증자와 블록 제안자를 선택하는 유효성 검사 위원회에 참여할 수 있는 기회를 갖게 되며 컴퓨팅 파워를 놓고 경쟁할 필요가 없습니다. 그 중 블록 제안자는 트랜잭션을 패키징하여 새 블록을 제안하고 다른 블록 검증자는 새 블록을 확인하고 마지막으로 협력하여 블록 생산 프로세스를 완료하므로 PoW 합의 노드의 작업을 크게 단순화합니다.

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(노드블록 제작과정, 사진출처: 위이연구소)

2.2.3 보안 문제 해결 - 비콘 체인, 캐스퍼 합의 메커니즘

샤딩 및 PoS 합의 메커니즘의 도입으로 이더리움에 새로운 보안 문제가 추가되었습니다. 예를 들어, 샤딩으로 인한 단일 샤드 51% 공격 문제, 샤드 간 이중 지출 공격 문제, PoS 합의 메커니즘으로 인한 무해 공격 문제, 장거리 공격 문제, 단순 공격 문제 등이 있습니다. 이더리움은 비콘 체인과 합의 메커니즘 캐스퍼를 통해 이 두 가지 유형의 위험을 연결하고 보안 문제를 해결합니다.

1) 비콘 체인 - 샤드에 대한 51% 공격 및 샤드 간 이중지불 공격 문제 해결

일반 블록체인과 달리 비컨체인은 슬롯과 에포크를 기반으로"차단하다"시간의 기본 단위로.

슬롯(타임 슬롯): 앞으로 이더리움의 각 샤드는 블록을 검증하는 검증인 위원회를 갖게 될 것입니다 검증인 위원회가 블록 확인을 완료하는 데 걸리는 시간(현재 12초)은 블록 제안과 영역으로 구분됩니다. 두 단계. 검증자 위원회 내에서 합의에 도달할 수 있는 경우 슬롯은 성공적으로 블록을 생성할 수 있습니다. 그렇지 않으면 슬롯은 블록을 생성할 수 없습니다."뛰어 넘다"슬롯이므로 체인의 블록 생성 속도가 불확실합니다.

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(슬롯 및 에포크 그림, 그림은 "블록 출력 및 확인"에서 가져옴)

조각화 51% 공격 문제를 해결하기 위해 시스템에 임의로 검증자를 할당합니다.

블록체인 시스템의 블록 생성 과정에서 무작위성은 매우 중요하며, 분산되어야 하고, 검증 가능하고, 예측 불가능하고, 양도할 수 없어야 합니다. 퍼블릭 체인의 경우 전체 네트워크의 작업이 다른 샤드로 나뉘면 컴퓨팅 성능도 해당 샤드로 나뉩니다. 단일 샤드의 경우 원래의 1/n 컴퓨팅 파워만 보장받을 수 있으며, 이때 단일 샤드에 51% 공격을 가하는 난이도도 원래의 1/n으로 줄어들어 샤드가 악의적인 광부에게 더 취약합니다. 따라서 샤딩 시스템의 경우 특정 샤드가 개별적으로 공격당하는 것을 방지하기 위해 좋은 임의성이 필요하며, 비콘 체인은 이러한 임의성을 시스템에 제공하는 역할을 담당하며 각 샤드에 대한 검증 포인트를 임의로 선택합니다.

검증자 위원회는 비콘 체인에서 무작위로 선택한 검증 노드 그룹으로, 비콘 체인과 각 샤드에서 생성된 블록을 목격하는 역할을 합니다. 비콘 체인에는 자체 위원회가 있으며 각 샤드에는 자체 검증인 위원회가 있습니다. 위원회는 상주하는 샤드의 보안과 무결성을 보장하고 비콘 체인의 샤드 상태를 증명할 책임이 있습니다.

각 슬롯에서 비콘 체인은 블록 생성을 담당할 검증인 위원회의 체인에 대한 검증인을 임의로 선택하고 일정 수의 다른 검증인이 블록을 확인하고 정확성을 검증합니다. 다음 블록이 생성되면 위원회에서 임의로 검증 노드를 선택하여 블록 생성을 제안하고 다른 검증 노드 그룹을 사용하여 정확성을 검증합니다.

Epoch의 블록 생성 및 검증 작업을 완료한 후 비콘 체인은 모든 검증 노드를 재구성하고 각 샤드의 다음 Epoch에 대한 새로운 검증인 위원회를 무작위로 선택합니다. 난수 생성 알고리즘의 도움으로 검증 노드의 선출 프로세스는 근본적으로 검증 노드 간의 결탁을 피하고 프로토콜의 보안을 향상시킵니다.

샤드 간 이중 지불 공격 문제를 해결하기 위한 교차 샤드 통신

이중 지출 공격은 동일한 자금을 두 명 이상의 사람에게 보내는 것을 말합니다. 샤드에도 이중지불 문제가 있는데, 공격자는 이중지불 공격을 구현하기 위해 동일한 자금을 다른 샤드의 계정으로 보내려고 할 수 있습니다.

교차 샤드 통신은 비콘 체인의 도움으로 완료해야 합니다. 비콘 체인 블록이 확정되면 해당 샤드 블록이 확정된 것으로 간주되며 나머지 샤드는 교차 샤드 트랜잭션을 위해 이에 의존할 수 있습니다. 허브로서 비콘 체인은 이중 지출 문제를 피하기 위해 모든 샤드의 상태와 정보를 기록할 수 있습니다.

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(크로스 샤드 통신 과정, 그림은 Ouyi 연구소에서 가져옴)

2) 합의 메커니즘 캐스퍼 - 무해한 공격, 장거리 공격 및 단순 공격의 문제를 해결하고 보상 및 처벌 메커니즘으로 노드 동작을 규제합니다.

캐스퍼는 이더리움 2.0의 핵심 합의 프로토콜로 시스템 노드 관리와 검증자 보상 및 처벌을 담당합니다.

노드 서약을 통해 PoS 무해한 공격 문제를 해결하고 보상 및 처벌 메커니즘으로 노드 동작을 규제합니다.

PoS가 존재하기 때문에"무해한 공격"문제는 PoS 메커니즘에서 악의적인 노드 검증자가 손실 없이 하드 포크를 홍보하기 위해 포크된 체인에 코인을 걸 수 있다는 것입니다. 따라서 보유자는 비콘체인에 일정량의 Eth(현재 32Eth)를 저당잡아야 노드 신청이 가능하다."active"그 후에 프로토콜을 실행할 수 있습니다.

동시에 비콘 체인은 검증 노드를 추적하고 관리합니다. 노드가 블록을 성공적으로 패키징할 때마다 보유하고 있는 토큰에 비례하는 이더리움 시스템 보상을 받게 됩니다. 노드는 블록 생성, 블록 검증을 담당하며 시스템에서 할당된 작업을 완료하기 위해 항상 온라인 상태여야 합니다. 대다수의 검증자가 자신이 생성한 블록을 거부하면 노드는 모기지 토큰을 잃을 위험에 직면하게 됩니다. 검증 노드 감소 검증 임계값 이하로 떨어지면 검증 노드 풀에서 쫓겨나고 검증 작업에 계속 참여할 수 없습니다. 따라서 캐스퍼는 검증자가 정직하게 행동하고 보상 및 처벌 시스템을 통해 합의 규칙을 준수하도록 합니다.

체인의 최종성을 보장하고 PoS 장거리 공격, 단순 공격을 피하십시오.

장거리 공격은 제네시스 블록에서 시작하여 원래 메인 체인보다 더 긴 체인을 생성하고 트랜잭션 기록을 변조하여 원래 메인 체인을 교체하는 것을 말합니다. 단순 공격은 포크 체인이 단위 시간에 최대한 많은 블록을 생성하여 원래 메인 체인의 길이를 초과하도록 형성되는 공격을 말합니다. PoW에 비해 PoS는 두 블록 사이에 지연을 강제하는 메커니즘이 없으며 공격자는 기록을 다시 쓰는 체인이 짧은 시간 내에 원래 메인 체인을 따라잡도록 할 수 있습니다. 가장 긴 체인, 실제 메인 체인이 빼앗길 가능성이 매우 높습니다.

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3.1 전망

3.1.1 산업 위상 정립

이더리움 2.0이 성공적으로 구현된다면 이더리움의 성능 병목 현상은 완전히 해결될 것입니다. eWASM의 더 나은 개발자 경험 및 더 높은 접근성과 함께 현재 가장 큰 생태 규모, 더 낮은 가스 요금 및 업그레이드 후 더 빠른 트랜잭션 속도를 통해 Ethereum은 퍼블릭 체인 분야에서 중단되지 않는 존재가 될 것입니다.

3.1.2 생태적 번영 촉진

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3.2 위험

3.2.1 착륙 위험

Ethereum 2.0의 개발은 더 어렵습니다.Ethereum의 프레임 워크가 결정되었지만 많은 세부 사항이 여전히 논의 및 수정 중이며 구현의 위험이 있습니다. 아키텍처 다이어그램에서 이더리움 2.0의 완성에는 몇 가지 주요 기술 혁신이 필요하다는 것을 알 수 있습니다.스마트 계약 샤딩 및 상태 샤딩 자체의 구현은 설계 및 개발이 매우 어렵습니다. 기존 체인 전환 및 호환성은 구현의 어려움을 더욱 증가시킵니다. 몇 년 동안 개발된 플랫폼으로서 Ethereum의 코드 구조는 매우 복잡해졌습니다. 고려됩니다.

3.2.2 경쟁 위험

이미지 설명

(퍼블릭 체인의 TVL 다이어그램, 사진은 defillama에서 가져옴)

참조 문서:

참조 문서:

TokenInsight "샤딩 기술 연구 보고서"

이더리움 2.0이 온다, 아직 캐스퍼를 모르시나요?

Ethereum 2.0 시리즈: 블록 생성 및 확인

Ethereum 업그레이드 이해: 최신 로드맵을 이해하고 합병 및 PoS로의 이전에 대한 오해를 제거합니다.