以太坊Casper詳解

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以太坊Casper詳解
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什麼是以太坊Casper?

由社區用戶提交 - 作者:William M. Peaster


Casper的實施標誌著以太坊已經轉換為Proof of Stake(PoS)區塊鏈(也稱為以太坊2.0)。雖然在2015年夏,以太坊於作為工作權益證明(PoW)協議的區塊鏈問世,但開發人員早已計劃將其過渡到PoS模型中。在完成轉換後,挖礦將不再是以太坊網絡的一部分。

目前為止,在以太坊生態系統中已經有兩個共同開發的Casper版本:Casper CBCCasper FFG。CBC版本最初由以太坊基金會研究員Vlad Zamfir提出。儘管對CBC的研究最初側重於公共區塊鏈的PoS協議,但它已經發展成為一個更廣泛的研究領域,其中就包括一系列的PoS模型。

Casper FFG的研究由以太坊聯合創始人Vitalik Buterin主導。最初的提議包括混合PoW/PoS系統,但實施仍在討論中,新提案最終可能僅使用PoS模型取而代之。

值得注意的是,Casper FFG正計劃推出以太坊2.0。但是,這並不意味著Casper CBC就沒有任何動作。事實上,它可能會在未來取代Casper FFG。

雖然兩個版本都是為以太坊開發的,但Casper是一種PoS模型,也可以在其他區塊鍊網絡中推廣和使用。


Casper工作原理

從以太坊1.0到2.0的過渡被稱為“Serenity”升級。它包括三個不同的階段。在其初始階段(階段0),啟動了名為Beacon Chain的新區塊鏈。 Casper FFG將製定規則推動這種全新的基於PoS區塊鏈的共識機制。

與PoW挖礦所不同,PoW協議中礦工需要運行昂貴且專業的設備來創建和驗證交易區塊,隨著Casper的實施,以太坊將不再需要挖礦的過程。新交易區塊的驗證和確認將由塊驗證器來完成,區塊驗證器將根據其股權進行選擇。

換句話說,每個驗證人的投票權將由他們持有的ETH數量決定。例如,持有64 ETH的用戶所擁有的投票權重將比僅持有最小金額的用戶高兩倍。要成為Serenity升級第一階段的區塊驗證器,用戶將需要存入32 etether(ETH)的最低股權,將其存入基於以太坊區塊鏈(1.0)的特殊智能合約。

如果一切正常,將選擇隨機的驗證器提交新產生的區塊,並最終獲得塊獎勵。區塊獎勵可能僅包括交易費用,因為不存在有區塊獎勵。 

然而,需要注意的是,每種PoS協議的實現方式可以不同,分為不同的獎勵模型。 Casper模型仍處於開發中,還有很多細節尚未明確。


Casper的優點

Casper的一個優點是使權益證明成為可能,它將有助於以太坊變得更加節能及友好。在電力和計算資源方面,基於PoW的模型對系統硬件的要求很高。相比之下,PoS模型在該方面的需求就很低。而當以太坊在最後實施了完整的PoS模型時,將不再需要礦工來維持區塊鏈的運行,因此所需的資源將更低。

Casper的另一個潛在優勢與安全性有關。實質上,Casper將用作篩選器,負責對鏈中的區塊進行排序。從根本上說,它將成為以太坊2.0分佈式賬本的記賬員。因此,如果有驗證者想要篡改數據,他們將會從網絡中被迅速刪除並受到懲罰。懲罰規則是扣除驗證者的抵押(ETH),這意味著違規的成本將非常高昂。但是,開發人員仍在討論發生51%攻擊的可能性。

最後,有解釋說Casper將使以太坊具有更高的去中心化。目前,那些在網絡上具有強大統治能力的節點是擁有大量挖礦資源的用戶。而將來,任何能夠持有適量ETH的用戶,都能夠幫助確保以太坊區塊鏈的安全。


局限性

要想最終開發和實施Casper,還有很長的路要走。目前,其效率和安全性仍未得到證實。有許多細節還需要重新定義和調整。新版本在Serenity升級的第0階段上線前,我們都無法確定它的功能和表現。

理論上的局限性也依然存在,如果以太坊的驗證系統遭到破壞,Casper將無法產生新的區塊。鑑於目前的架構,Caspe無法完全抵抗51%的攻擊。除此之外,還需要一個正式的規範來概述響應攻擊時可能需要的fork規則。


總結

以太坊正在逐漸摒棄挖礦而選擇使用權益證明的方式,用戶可以在相應的充值地址中存入以太幣(ETH)來維持區塊鏈運行。 Casper是一種用於產出區塊的技術,可以促成以太坊的這一轉變。

Casper將有助於創建基於以太網2.0升級的基礎設施,並將使其更為順暢地過渡到PoS模型中。此外,區塊鏈領域的開源特性也意味著Casper的顯著優勢可以被其他項目進行分叉、修改和重構。

當Casper正式推出時,它將標誌著以太坊進入史上另一個重要的里程碑。至於Casper何時能夠發布,以太坊研究員Justin Drake此前曾透露,可能將在2020年1月3日(比特幣11歲生日時)發布Casper第一階段。然而,該日期仍充滿不確定性。此次版本發布可能會在2020年的任何時刻。

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