State of Ethereum Protocol Development – augustus 2018

blog 1NieuwsOntwikkelaarsEnterpriseBlockchain ExplainedEvenementen en conferentiesPersNieuwsbrieven

Abonneer op onze nieuwsbrief.

E-mailadres

Wij respecteren uw privacy

HomeBlogNieuws

State of Ethereum Protocol Development – augustus 2018

Een overzicht van alles wat er is gebeurd in Ethereum’s ‘Jaar van schaalbaarheid’ en de geboekte vooruitgang op weg naar Ethereum 2.0. By ConsenSys 28 augustus 2018 Geplaatst op 28 augustus 2018

Ethereum-held ConsenSys

Ethereum-schaalbaarheid – het verhaal tot nu toe

Vanaf begin 2018 was het duidelijk dat het thema van het jaar ‘schaalbaarheid’ zou zijn. Op 2 januari heeft de Ethereum Foundation een oproep voor sollicitaties voor subsidies die worden toegekend aan onderzoekers en ontwikkelaars die werken aan het enorm vergroten van de transactieverwerkingscapaciteit van het netwerk. En in een presentatie op 4 maart, getiteld “The Road Ahead for 2018”, zei Vitalik: “Voor 2018 geloven we echt dat schaalvergroting de primaire focus is.”

Wat is er tot dusverre aan de hand in 2018, in het ‘Jaar van schaalbaarheid’?

Zoals uiteengezet in de oproep tot het indienen van aanvragen van EF, zijn er twee complementaire benaderingen om de verwerkingscapaciteit van het Ethereum-systeem te vergroten. Laag 1 is de “on chain” protocollaag: hoe kunnen we de capaciteit van de Ethereum-blockchain fundamenteel vergroten? Laag 2 omvat “off chain” -oplossingen waarbij de meeste transacties niet op de blockchain worden geregistreerd. Desalniettemin blijft de onderliggende blockchain in staat om de veiligheid en beveiliging van Layer 2-systemen te garanderen.

In deze reeks berichten zal ik je op de hoogte brengen van ontwikkelingen op het niveau van het Layer 1-protocol, en mijn collega Kevin Zhang zal het laatste onderzoek en de nieuwste ontwikkeling op het gebied van Layer 2-schaalbaarheid uitleggen..

Het probleem: de behoefte aan snelheid

Het Ethereum-netwerk is succesvoller geworden dan iemand in zo’n korte tijd misschien had kunnen verwachten. De onderstaande grafiek toont het percentage van de maximale capaciteit waarop Ethereum sinds het begin draait. Na een paar jaar op lage capaciteit te hebben gedraaid (geef of neem wat pieken rond de DAO-hack en de netwerkspamaanvallen van de zomer van 2016), is het gebruik gedurende een groot deel van 2018 meer dan 80% geweest, met een gemiddeld gebruik van meer dan 96% op een paar dagen dit jaar.

Gemiddeld blokgebruik van Ethereum Gemiddeld blokgebruik van Ethereum. Bron: etherchain.org

Deze enorme vraag heeft soms geresulteerd in ongewenste problemen met de gebruikerservaring, zoals lang wachten om transacties in de keten te krijgen en volatiele transactiekosten (gas) prijzen.


Enorme schaalbaarheid – de mogelijkheid om duizenden transacties per seconde te verwerken in plaats van de huidige 15-of-zo tps – heeft lang geleden onderdeel van het plan voor Ethereum. De aanpak om dit te implementeren is bekend geworden als ‘sharding’. Momenteel verwerkt elk knooppunt in het Ethereum-netwerk, net als alle andere blockchain-platforms die momenteel openbaar worden gemaakt, elke transactie, wat een enorme beperking is. In het shard-netwerk worden transactieverwerking en de bijbehorende opslag (de status) opgesplitst in afzonderlijke, onafhankelijke shards, zodat elk knooppunt slechts een fractie van de totale systeembelasting hoeft te verwerken. Dit klinkt vrij eenvoudig. De echte uitdaging is om dit te doen met behoud van de volledige beveiliging van het netwerk: als we bijvoorbeeld duizend shards hebben, hoe kunnen we dan voorkomen dat een netwerkaanval duizend keer gemakkelijker wordt??

Taipei, maart 2018: Building the Sharded Network

Begin 2018 a specificatie want een versplinterd Ethereum-protocol bestond al en was al een tijdje redelijk stabiel. Op basis van deze specificatie, een werkplaats was gepland voor maart 2018 in Taipei City, Taiwan, om alle partijen samen te brengen die van plan zijn om te werken aan de implementatie van sharding binnen de verschillende Ethereum-klanten. Naarmate de workshop naderde, versnelde het tempo van de onderzoeksactiviteiten, toen… BOOM… drie dagen voor de workshop een gloednieuwe overzicht spec werd gepubliceerd, boordevol nieuwe ideeën en ambitie.

Dus, met veel te verteren op de lange vliegtuigreis vanuit Europa, gingen Nicolas Liochon, ook van PegaSys / ConsenSys, en ik op weg naar Taipei voor de inaugurele bijeenkomst van de wereldwijde sharding-gemeenschap..

Een scherpe architectuur en bredere innovatie

Deelnemers aan de eerste workshop sharding in Taipei. Deelnemers aan de eerste workshop sharding in Taipei. Foto door Jason Yeh.

Het was geweldig om de sterkte te zien van de teams die in Taipei vertegenwoordigd waren. Onder de deelnemers:

  • Het onderzoeksteam van de Ethereum Foundation, natuurlijk. Een groot deel van het leiderschap in het onderzoek naar sharding komt van Vitalik en Justin Drake, maar ook van anderen zoals Hsiao-Wei Wang, Karl Floersch en Vlad Zamfir..
  • Het klantontwikkelingsteam van Geth.
  • De teams van de Stichting Parity en Web3.
  • De Drie-eenheid (Py-EVM) -team, ook van de Ethereum Foundation.
  • Een team van Toestand het ontwikkelen van een mobiele client in de Nim-taal.
  • De Prysmatic Labs team – werken aan een sharding-implementatie in Go.
  • Andere individuele onderzoekers zoals Phil Daian en Leonardo Bautista-Gomez.

De workshopdiscussie strekte zich gedurende de drie dagen wijd en zijd uit.

Op het gebied van sharding hadden we een diepgaande bespreking van de concepten uit de nieuwe specificatie. Als een voorbeeld, in het huidige Ethereum-netwerk is elk knooppunt verantwoordelijk voor drie verschillende functies: (1) deelnemen aan consensus over het bestellen van transacties, (2) het uitvoeren van die transacties om de status bij te werken, en (3) het beschikbaar maken van die transacties en de bijgewerkte status voor de rest van het netwerk (beschikbaarheid van gegevens). In een gedeeld netwerk kunnen deze functies worden opgesplitst over verschillende deelnemers om verschillende functies van het netwerk als volgt te optimaliseren:

  • Indienende knooppunten zouden verantwoordelijk kunnen zijn voor het samenstellen van transacties in blokken die zij voorstellen als de canonieke geschiedenis.
  • Collator-knooppunten controleren of de gegevens in de blokken die door de indieners worden aangeboden, beschikbaar zijn en voegen deze vervolgens toe aan de blockchain van de scherf.
  • Uitvoerknooppunten kunnen verantwoordelijk zijn voor het op verzoek bijwerken van clients over de status van de blockchain (bijvoorbeeld hun rekeningsaldi). Dit zorgt voor een soort “luie evaluatie‘Waarin alleen berekeningen worden uitgevoerd die betrekking hebben op gegevens die daadwerkelijk nodig zijn, en wellicht ook voor’ alternatieve uitvoeringsengines ‘.

Dit is heel anders dan het huidige Ethereum Mainnet, maar zoiets is waarschijnlijk nodig om efficiëntie en beveiliging in evenwicht te brengen in een netwerk waar niet elk knooppunt een klant van elke scherf kan zijn. Om de efficiëntie te behouden, is het idee dat de proposer- en executor-knooppunten gesynchroniseerd kunnen blijven met een klein aantal shards, maar om de veiligheid te behouden, kunnen de collator-knooppunten (die feitelijk naar de blockchain schrijven) vrij vaak tussen shards worden geschud. Dit voorkomt overnames van scherf door een kleine subgroep van deelnemers.

We bespraken ook de verschillende infrastructuur die nodig is om dit alles te laten werken, het Shard Manager-contract, staatloze klanten, en onder andere de peer-to-peer netwerklaag.

Naast het werken aan de schaalbaarheidsinfrastructuur, was het ook duidelijk dat er een aanzienlijke opgekropte vraag is naar innovatie op Ethereum, die niets te maken heeft met schaalbaarheid. Misschien kan de implementatie van sharding een kans zijn om enkele andere grote innovaties binnen te halen. We hebben dus ook tijd besteed aan andere langdurige onderwerpen, zoals de vervanging van de Ethereum Virtual Machine (de EVM) door eWasm, oudere onderwerpen zoals account abstractie, en controversiële ideeën zoals opslag huur.

Berlijn, juni 2018: Sharding Meets Proof-of-Stake

Veel van de concepten die in Taipei werden besproken, waren erg nieuw en de teams bleven ze na de workshop evalueren. In de daaropvolgende weken kwamen er een aantal trends naar voren. Ten eerste dat er enkele zwakke punten waren met de specifieke kenmerken van de besproken voorstellen (we publiceerden een kritiek​Ten tweede waren er met name enkele zeer interessante ontwikkelingen op andere fronten in cryptografie, dat zou een grote herstructurering van het sharding-model mogelijk kunnen maken zonder aan efficiëntie of veiligheid in te boeten.

Met alle nieuwe ontwikkelingen om te bespreken, was het tijd om vast te houden nog een sharding-workshop. Deze keer werden we in juni 2018 vriendelijk ontvangen in Berlijn door het team van Status als onderdeel van de conferentie van klantontwikkelaars ze organiseerden.

We waren blij dat we onverwachts bij de workshop werden vergezeld door het Casper FFG-team (proof-of-stake). Gedurende de drie of vier weken voorafgaand aan het evenement, nog een enorm groot wijziging in de specificatie was voorgesteld: waarom bouwen we Sharding en Casper niet samen op een gemeenschappelijk platform??

Het werd duidelijk dat sommige van de nieuwe Sharding-ontwerpkeuzes overeenkomsten hadden met het geplande Casper FFG-werk dat onafhankelijk vorderde (volgens de nu verlaten EIP-1011​Beide vereisen validator-stortingen (stakes), beide vertrouwen op toegang tot willekeurige getallen, beide hebben foutbewijzen en slashing-mechanismen, beide maken gebruik van geaggregeerde handtekeningen. Gezien deze overeenkomsten werd voorgesteld om zowel Sharding als Casper te bouwen op een gemeenschappelijke infrastructuur die bekend staat als de Beacon Chain. Een bijkomend voordeel zou zijn dat het werk van het draaien van Casper en Sharding van het bestaande Mainnet zou worden weggenomen, wat misschien moeite zou hebben om de extra belasting te dragen.

Discussies in Berlijn bevestigden dat we het er allemaal over eens waren dat dit een positieve en praktische benadering was om beide projecten te realiseren.

Naast de projectplanning werd tijdens de workshop wederom een ​​breed scala aan nieuwe ideeën besproken. We hadden sessies over nieuwe cryptografische primitieven zoals zkSTARKs en alternatieve hash-functies, we bespraken proofs-of-custody en we keken naar opties voor het genereren van willekeurige getallen, waarbij de huidige koploper een RANDAO is met een verifieerbare vertragingsfunctie (VDF).

Vandaag: op weg naar Ethereum 2.0

Dus waar laat dit ons allemaal achter in augustus 2018??

Ik hoop dat je uit het bovenstaande een idee krijgt dat er de afgelopen zes maanden een explosie is geweest in het onderzoek naar het opschalen van Ethereum, en dat het stof voor een groot deel nog moet bezinken.

Maar de algemene richting is duidelijk. Ontwikkeling en levering van zowel Sharding als Proof of Stake zal plaatsvinden op een nieuw blockchain-platform (Ethereum 2.0), gekoppeld aan de huidige Main Chain, die ongewijzigd blijft draaien.

Anatomie van Ethereum 2.0. Diagram Anatomie van Ethereum 2.0. Diagram door Hsiao-Wei Wang.

Door voort te bouwen op een nieuw platform zoals dit, de Beacon Chain, kunnen we enorme innovaties introduceren die onbeperkt zijn door de beperkingen van het huidige Mainnet, en, cruciaal, zonder dat we een openhartoperatie hoeven uit te voeren op het momenteel actieve netwerk. Tijdlijnen zijn nogal speculatief, maar verwachtingen zijn dat de beacon chain (de coördinatielaag, inclusief Casper FFG) in 2019 wordt geïmplementeerd, de Shard Chain (datalaag) in 2020 en de executielaag in 2021.

Sommige van deze innovaties hoop ik in toekomstige updates veel dieper te onderzoeken, maar samenvattend kijken we voor Ethereum 2.0 naar nieuwe consensusmechanismen, nieuwe crypto-economische modellen, nieuwe uitvoeringsengines zoals eWASM (en mogelijk , zelfs vertraagde uitvoering), en nieuwe cryptografische primitieven.

Om Vitalik uit de eerste workshop sharding te citeren: “Ethereum 1.0 is een poging van een paar mensen om de wereldcomputer te bouwen; Ethereum 2.0 wordt eigenlijk de wereldcomputer. “

Kom meer te weten en doe mee

Zoals hierboven vermeld, hoop ik in toekomstige artikelen dieper in te gaan op enkele van deze innovaties.

Ondertussen is hier een leeslijst op hoog niveau als u zelf wat wilt graven. Maar pas op, de zaken gaan snel en sommige details zijn al verouderd.

Als je echt in het onkruid wilt komen, regelmatig ETH2.0 Implementers-oproepen zijn onlangs elke twee weken begonnen, inclusief een aantal nieuwe teams die aan implementaties werken. Dit zijn live cast naar YouTube, en er is een Gitter kanaal ook.

Ethereum 2.0 Nieuwsbrief Abonneer u op onze nieuwsbrief voor het laatste Ethereum-nieuws, bedrijfsoplossingen, bronnen voor ontwikkelaars en meer E-mailadres Exclusieve inhoudEthereum Q3 2020 DeFi-rapportVerslag doen van

Ethereum Q3 2020 DeFi-rapport

Ethereum Q2 2020 DeFi-rapportVerslag doen van

Ethereum Q2 2020 DeFi-rapport

Ethereum 2 0 Ecosysteemrapport uitzettenVerslag doen van

Ethereum 2.0-ecosysteemrapport

Volledige gids voor Blockchain-bedrijfsnetwerkenGids

Volledige gids voor Blockchain-bedrijfsnetwerken

Hoe u een succesvol blockchain-product bouwtWebinar

Hoe u een succesvol blockchain-product bouwt

Centrale banken en de toekomst van geldWit papier

Centrale banken en de toekomst van geld

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me
Like this post? Please share to your friends:
Adblock
detector
map