互联网 区块链:给初学者的以太坊路线图指南

  以太坊

  以太坊的使命是成为一个可以取代服务器机房的去中心化世界计算机。你可以把它想象成为一台全世界人民都可以使用的公共电脑。它不能被关机或者关闭电源。这里有一个以太坊的初学者指南和一个关于它技术上如何工作的解释,方便你对它有个大致了解。

  如果以太坊是一台计算机,那么对它的每次更新都可以看作一次操作系统(OS)升级。如同谷歌推出AndroidOreo或苹果发布iOS10,以太坊也将分四个阶段进行发布。

  每个阶段都增加了新功能并提高了平台的用户友好性和安全性,同时让以太坊容量得到不断扩展。

  1、前沿(2015年7月)—第一次发布的以太坊网络。它允许开发者进行实验,挖矿以太币,并开始构建dApp和相关工具。

  2、家园(2016年3月)ー以太坊的第一个生产版本,它带来了许多协议上的改进,为未来的升级和交易加速奠定了基础。

  3、大都会(2017年10月)ー更轻、更快、更安全的以太坊。它分为两个版本发布:拜占庭(Byzantium,2017年10月)和君士坦丁堡(发布时间未定)。

  4、宁静(发布时间未定)ー它将通过Casper共识算法给我们带来期待已久的POS共识机制。

  所有这些更新都会有助于以太坊的扩容,这对每个人来说意味着更快的交易速度和更低的费用。正如您所看到的,以太坊团队在扩充交易量方面做了很棒的工作。

  

  现阶段:大都会

  大都会有望成为一个更轻、更快、更安全的以太坊版本。它还将为智能合约开发人员提供更大的灵活性。

  大都会将被拆分成两次关键发布:拜占庭和君士坦丁堡。第一次拜占庭硬分叉已经在2017年10月完成。第二次君士坦丁堡硬分叉还没有确定日期,但预计会发生在今年。

  每个阶段都包括一系列的EIP(EthereumImprovementProposal)。拜占庭总共有9个EIP来改善网络的隐私性、可伸缩性和安全性。所有这些更新将导致更快的出块速度和更低的用户费用。

  以下是大都会的主要更新:

  1、隐私ー进行匿名交易的能力(zk-SNARKs)

  2、为开发人员提供更简单的编程方式

  3、更容易预测gas费用

  4、增加钱包的安全性(抽象账户)

  5、增加挖矿难度(难度炸弹)

  隐私

  在大都会这个版本,开发人员将得到一个新的隐私工具-能够有效地在链上验证zk-SNARKs。Zk-SNARKS是“zero-knowledgesuccinctnon-interactiveargumentsofknowledge"的缩写。

  简单来说,一个零知识的证明是一种不需要额外透露其所要证明的声明之外的其它信息就可以证明该声明的真实性的一种方法。

  这里有一个简单的例子。我需要向约翰证明我知道一个随机拿出的手机的密码。为了证明这一点,我只需要将手机解锁,而不是将密码泄露出去。

  一个零知识的证明就是一个说服者(我)不暴露真实知识就可以去说服一个验证者(约翰)使其相信我确实有这个知识。在这个例子中,我可以在手机上输入密码,并且显示手机没有上锁,而不需要展示我输入的是什么。

  那么,这对以太坊有什么影响呢?某些合约变量可以被做成私有。不是将这些秘密信息存储在区块链上,而是将它们可以与用户数据一起存储。这些隐藏在交易中的信息包括发送者、接收者、金额和数据。

  除了zkSnarks(用于zCash)之外,以太坊还将拥有环签名(在门罗币的隐私方案中使用)。这真是个两全其美的设置方式。

  抽象账户

  在软件工程中,抽象是让程序员隐藏手头问题上那些无关紧要的细节,从而能够在某个层次的复杂性上去思考的一种工具。开发人员使用抽象的方法来防止最终用户在更关心更高层次的概念时被一些细节信息搞晕。

  众所周知,现在的以太坊有两类账户,即外部账户和合约账户。外部账户由私钥控制,合约账户由创建者编写的代码控制。以太坊正在试图模糊二者的界限,即你可以同时拥有合约账户和外部账户,这种做法本质上就是让用户按照合约账户的格式来定义外部账户。一旦这样做,代码支持密钥将用户特殊的标识加入到交易中,可是这又有什么用呢?因为你可能会说随着量子计算机的发展,它会让加密货币变得不那么安全,假设你想保存一笔被量子计算机攻击过的交易,那又该怎么办呢?随着"抽象账户"的实施,你可以使用签名机制就像哈希梯子一样来定义你的账户,这样你的账户就会具备量子级别的安全性,同时你的账户也会完全变成可定制化,就像智能合约一样。

  这将给予用户更多的私钥控制权,同时也增加了智能合约支付采矿费用的能力。抽象也可以减少被量子计算机攻击的风险。

  挖矿难度炸弹

  这个定时炸弹开始于以太坊从工作量证明(POW)转移到权益证明(PoS)的过程。这将使矿工运作更加困难,而且随着我们从一个以矿工为基础的POW转变为一个基于验证者的PoS系统,未来对他们而言,无疑会降低他们的利润。此外,每个区块发行的以太币数量将从5个降到3个。

  最后阶段:宁静

  这是以太坊路线图的最后一个阶段,将以太坊网络从工作证明切换到权益证明。宁静这个阶段的期望就是把以太坊网络带入主流世界。

  工作量证明

  大多数区块链运行在“工作量证明”上,这意味着矿工们需要通过解决密码难题去挖出一个区块。随着时间的推移,这些难题变得越来越难,需要大量的能量和计算能力。

  “工作量证明”的问题在于它正变得越来越集中化。这意味着少量矿业公司可以控制整个比特币世界的哈希算力。到目前为止,有71.2%的算力是受5大矿池控制的。

  随着密码难题变得更具挑战性,解出这个难题需要更多昂贵的硬件和能源。这使得任何个人都难以挖矿,将算力进一步集中到一些矿池中。

  为什么这样很不好?如果这五个采矿池相互协调一致,他们可以发动51%攻击。攻击者将能够阻止新的交易获得确认,使他们能够停止用户之间的支付。此类事件甚至可能催生出像比特现金那样一个不同的区块链。

  权益证明

  以太坊解决这个问题的办法就是转向“权益证明”。这意味着,验证者(而不是矿工)将不得不将以太币作为权益,然后通过押注来“验证”区块。如果区块通过验证被加到区块链上,你将得到与你的权益成比例的奖励。如果你押错了区块,你的权益就会被拿走。

  权益证明也有助于解决工作量证明的一些问题。它有助于达成去中心化,提高能源利用效率,并且有助于以太坊扩容。

  Casper

  这是以太坊的“权益证明”协议的名称。有两个版本的Casper。其中一个由VladZamfir领导,他一直站在以太坊发展的前沿。另一个称作FFG(friendlyfinalitygadget),由VitalikButerin领导。

  相应的,会有一些人把他们下注的筹码锁定在特别的钱包里。这些人将通过每年的的以太币分红获利。你持有以太币越多,你的分红越多。

  在PoS中,无论发生什么,你总是会赢并且没有什么可以失去的。失去你权益的唯一方法就是恶意地验证错误的区块。

  Casper通过"权益证明"的共识,阻止了51%攻击的发生。临时和持续的51%攻击对于以太坊的未来有着至关重要的影响。Casper进一步加固了它。

  以太坊如何扩容

  Casper将为扩容以太坊以获得在主流世界的应用铺平道路。为了做到这一点,以太坊需要能够处理大规模的交易。否则,成本就会飙升,交易处理需要更长的时间。

  创始人Vitalik最近提出了一个计划,通过分片来扩容以太坊。与其让交易以线性顺序运行,分片允许区块处理并行进行。

  这可以看作是从朋友那里下载一首歌和使用Torrent从成千上万的人那里下载同样的文件之间的区别。

  分片也是拆分链条数据的过程,因此每个节点只需要关注链上的一小部分数据。

  这将使以太坊在同一个链上每秒处理成千上万的交易。据估计,这种情况将在几年内发生。

  1、比特币每秒处理约7笔交易

  2、以太坊每秒处理约15笔交易

  3、Paypal每秒处理约200笔交易

  4、Visa每秒处理约2000笔交易并有能力达到每秒56000笔交易

  正如你所看到的,比特币和以太坊要超过Visa目前的交易量还有很长的路要走。(还有一家名为Hashgraph的新公司声称它可以处理250K交易/秒!)

  Plasma

  与比特币类似,以太坊有一个在智能合同费用不断上涨的情况交易时间却被拖慢的扩容性问题,这个问题是在ICOs期间尤其严重。Plasma是用来修复这个以太坊扩容问题的一个更新。这项工作是由VitalikButerin与闪电网络的JosephPoon合作完成的。

  根据VitalikButerin的说法,将以太坊推向下一个层次有四个主要问题需要解决:隐私、共识安全、智能合同安全以及可伸缩性这个最大的挑战。

  以太坊仍然是一个新兴的技术,但是已经有很多可期的扩展特性使其走向主流。如果以太坊能够实现其雄心勃勃的多年愿景,那么这无疑会奠定其作为区块链生态基石的地位!

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