Vitalik 公布以太坊 2.0 路線圖:透過二次分片達到 Visa 交易規模

作者 | 發布日期 2017 年 11 月 29 日 14:02 | 分類 Big Data , Fintech , 社群 follow us in feedly

今年 TechCrunch Disrupt 大會,以太坊創始人 Vitalik Buterin 稱,以太坊將在未來兩年內擁有符合 Visa 規模的交易能力。放出豪言後,11 月 24 日,在台北名為 BeyondBlock 的技術交流會,Vitalik Buterin 詳細披露了以太坊未來發展的 2.0 路線圖,繼續詳解以太坊將如何以 Visa 交易規模為目標繼續努力。其中,重點依舊為其之前提及的分片(sharding)解決方案。



能殺死以太坊的將是以太坊本身,以太坊在中國仍是以太坊,但以太坊在台灣──以太坊 2.0 將從這裡開始誕生。

這是 Vitalik Buterin 在台北 BeyondBlock 大會的開幕發言,他公布了以太坊未來 3~5 年內的交易規模擴容計畫,以期達到 Visa 等級規模。

在他看來,阻攔在以太坊面前的主要三大困難是隱私性、安全性與延伸性。目前他認為隱私問題已解決四分之三,現在最需解決的還是延伸性問題。

關於隱私性

Vitalik Buterin 介紹,以太坊最新的升級涉及一些十分「有趣」(fancy)的新型虛擬貨幣密碼演算法,包括零知識證明和環簽名,它們本身無法解決隱私問題,卻可為編碼工具提供解決途徑。

「以太坊隱私性的問題已解決四分之三了,但還有四分之一沒有解決,」Vitalik Buterin 說。他表示,基礎協定層面有漏洞,但至少概念上,他認為基礎層面的漏洞能或已經修復了,就目前來看,用戶在以太坊裡可隱藏所有交易,同時也能選擇性顯示在交易中的人。

三選二的三重困境

而安全性,Vitalik Buterin 認為這不是可徹底解決的問題,只能根據事件大小來定義問題的嚴重性。但能解決的問題則是──可延伸性。

無論如何,目前以太坊陷入去中心化、安全性和延伸性的三重困境。「三者選二相對容易很多」,他稱,並列舉目前通用的三選二折衷方案:

他指出,現有的區塊鏈應用,如以太坊和比特幣,犧牲了各自的可延伸性,如果為了追求規模設定 10GB 的大型區塊,則會與去中心化的設計理念背道而馳。

可是 Vitalik Buterin 稱,以太坊現在的努力目標就是要三者兼之而不失其一。其中一條解決途徑就是使用設定雙層基礎架構,如閃電網路、雷電網路(Raiden)和擴容方案 Plasma。以太坊將致力於如何在鏈上解決去中心化、安全性和延伸性的三重困境。

Vitalik Buterin 透露,以太坊接下來將主攻在不考慮使用大型節點甚至集團型節點、努力避免中心化趨勢的前提下,實現每秒數以千計交易量的鏈上擴容最佳化。為此,他提出了第一個處在概念化基礎的分片方案。

分片解決方案

籠統簡單地說,你可以把分片看成是設定一個區塊鏈,其中有 100 個不同的宇宙,每個宇宙都是一個獨立的帳戶。所以你可以在某個宇宙擁有一個帳戶,也可以在數個宇宙中持一個合約,當然,你還可以在數個宇宙間發起一筆交易,而這筆交易僅影響有涉及的幾個宇宙。

Vitalik Buterin 補充,「這些宇宙中,可能會產生越來越多交易資料、關於交易的協定,但可以限制它們的大小,比如透過非同步處理,可有大概兩星期的延遲。總地來說,跨宇宙的交易和作業不會像在單獨宇宙中那麼便捷和簡單。」

他進一步解釋:

但是,這 100 個宇宙不僅是割裂分散的區塊鏈,它們在內部相互聯繫並組成系統。特別要注意的是,它們彼此形成共識。所以如果要打破其中一個宇宙,你就必須打破這個整體。

以太坊的實際運作,Vitalik Buterin 說明的分片設想該如何執行?他舉了一個例子。「未來的升級最佳化中,在以太坊中保留主鏈,主鏈中發表一個合約,稱之為『驗證管理合約』,用這個合約來維護權益證明(PoS)系統。」

他繼續談道,「這個驗證管理合約還能追蹤一系列分片,也就是上述我們提到的這 100 個宇宙。在每個宇宙中,這個驗證管理合約都能規格分片上的驗證程式,以許可權創造下一個區塊或分片。」

現有區塊上,他稱「每個分片都有區塊和交易流程,但我們不打算將這些區塊或交易都同步到主鏈。作為代替,我們打算採取與現在一樣的架構體系,就是使用一個小標題來指代一個大型區塊。」

關於分片,Vitalik Buterin 說,他們打算採用「排序」(collation)辦法來處理,「每個串列都是一組交易集合,有一個串列標題,標題基本都是以區塊權益證明簽名來辨識,並插入上述提到的驗證管理合約。但與此同時,所有分片實際發生的交易、所有分片及分片中的串列,都將以鏈下形式儲存。」

具二次延伸性的新世界

Vitalik Buterin 展望未來,稱這就是新舊世界之分:「在舊世界,你只能停留在可延伸性有限的作業等級,其中每筆交易都受限,原因在於它們需要複製到線上執行的節點。」

未來的新世界,引入二次延伸性(quadratic scalability)這全新規則,其中透過節點驗證確定的分片,並作為「輕型級用戶」(light clients)來處理其他分片,這將使新世界具更高階延伸性的潛力。這些,都將建立在分片如何應用或逐步驗證的基礎上。

第二層分片機制

Vitalik Buterin 稱,這一切還處在分片起步階段,未來的路該怎麼走?他公布了一個路線圖,並稱最終將透過「緊密耦合」(tight coupling)將其納入協定層面。

這意味著,以太坊網路將得到升級,其中用戶能執行遵守這項規則:

如果一個區塊鏈包含一個無效的分片標題(sharding hinder),那麼這整個區塊鏈都無效。

「所以基本上,透過緊密耦合,第二層架構成了第一層架構有效性的保證和先決條件,」Vitalik Buterin 解釋,「無論在分片系統哪一層,它們都在相同的安全等級之下,而整個系統都將透過硬分叉整治改造。」

分片的客戶端

Vitalik Buterin 還稱,一開始以太坊中,不同的節點將以不同速度獨自執行,同時還有一個分片節點與之相連。到了最後,當網路發生緊密耦合後,節點也會合併。

他說,新的分片創造新的儲存位址空間,這意味著不會影響正常交易和網路環境。

對開發者而言,Vitalik Buterin 說,「允許開發者進行重要的創新開發措施」,「分片方案將使他們更自由地在各分片上作業和改進。」

最後,他表示,主鏈未來有升級的必要性,「但我們並不急於做這件事,原因在於無需為了『升級』不斷實行不相容的升級措施而引致衝突,最終拖慢整個區塊鏈的速度。」

如上所述,按照 Vitalik Buterin 的設想,以太坊將同時駛入兩條不同速度的軌道,來實施變革,直至最終兩條軌道合併成一條。隨著開發人員在全新分片的努力和嘗試,逐步改進程式碼,資料共用和交流的能力將不斷增強,這些都在每次微小進步時不斷積累。

這個時間將會持續 3~5 年,直至 2020 年左右。但最困難的那部分:整體架構,在概念層面逐步確定了。Vitalik Buterin 透露,最快能在 2019 年甚至 2018 年,就能看到實際模型的初始版問世。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:Vitalik Buterin

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