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POW:以太坊合并之后,將面臨哪些監管問題和應用層問題?_以太坊交易所app下載

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隨著以太坊Merge時間節點將至,今天我們將探討以太坊合并之后會面臨哪些監管問題和應用層問題。

2022年8月16日,以太坊聯合創始人VitalikButerin在推特上參與討論「若監管通過某些協議的驗證者者對以太坊進行協議級別的審查,以太坊社區將如何反應」這一話題時表示,會將這種審查視為對以太坊的攻擊,并選擇通過更廣泛共識將這些驗證者的質押權益進行銷毀。

引起這個討論的導火索在于:近期,美國財政部海外資產控制辦公室將與TornadoCash有關的以太坊地址添加到制裁實體的名單中。但是目前對其的制裁都是處于中心化層面的操作,對于涉及到去中心化的智能合約部分,尚無法進行技術制裁。

這表明如果美國要想要徹底制裁Tornadocash,就必須要控制底層的以太坊鏈。那么就引出一個問題,假如美國政府對以太坊進行監管,會面臨什么?

如果美國政府要對以太坊進行監管,最大的可能是要求大型PoS質押服務商對以太坊進行協議級別的交易審查。這并不是驗證者「作惡」,而是驗證者對鏈上地址的「針對性制裁」。

Web3前端開發庫wagmi推出以太坊TypeScript接口viem:金色財經報道,Web3前端開發庫wagmi推出以太坊TypeScript接口viem,重點關注穩定性、開發人員體驗、捆綁包大小和性能,旨在成為Ethers.js和web3.js的替代方案。[2023/3/7 12:46:54]

簡單來說,就是監控被制裁地址發出的所有請求,并將所有包含被制裁地址事務的區塊進行拒絕出塊即可,當一個區塊無法通過66%以上權益驗證投票通過時,該區塊的所有事務請求將會進行回滾,這也就意味著被制裁的地址將無法進行任何操作,并且驗證者不會面臨任何懲罰。

截至目前,以太坊全網質押的以太幣數量大約為1300多萬ETH,而通過Lido質押的以太幣數量已經占了約30.9%,Coinbase占了約14.7%,Kraken占了約8.5%。

如果美國政府要求Lido、Coinabse、Kraken為代表的大型節點驗證者對以太坊進行協議級別的交易審查,作為具有美國法律實體的質押服務商很難拒絕類似要求。

以太坊Goerli測試網將于8月11日合并:7月19日消息,ETH中文公眾號發文稱,以太坊Goerli測試網將于8月11日合并,其中Goerli合并的TTD(終結總難度)預計將在下個月初選定,預計Bellatrix升級可能會提前到8月4日,TTD出現在8月10日。此前報道,Goerli也是以太坊最后一個測試網合并,如果一切順利,主網合并計劃在9月19日進行。[2022/7/19 2:21:47]

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針對可能出現的上述情況,在以太坊社區在Twitter上發起了一項投票討論,如果OFAC通過驗證節點對以太坊實施監管該怎么做。V神支持將上述情況視為對以太坊的攻擊,并通過更廣泛共識將這些節點的質押權益進行銷毀。

下面,我們再來聊一聊應用層的問題。

我們在上一篇曾提到:按照計劃,以太坊的Merge以「最小破壞」原則進行,使原來運行的應用客戶端可以無感地切換到PoS。也就是說,盡管是「最小破壞」,但在這個過程中,有一些小的變化仍然值得我們注意。本節就主要從應用開發的角度介紹在合并后,我們應該關注的方面。

Messari:2021年波卡開發活動增加147%,高于以太坊、Cosmos和Solana:1月4日,Messari發布關于區塊鏈開發活動的分析報告,報告顯示,2021年波卡生態開發活動增長率達到147%,高于Cosmos(56%)、Solana(2%)和以太坊(21%)。

同時,波卡生態在2021年的開發活動有87%于去年12月進行。目前,以太坊仍具備最多的活躍開發者,其每個月活開發者數量達到250名,而波卡、Cosmos和Solana基本上都擁有50名左右的月活開發者。[2022/1/4 8:24:43]

合并后,當前的Eth1和Eth2客戶端將成為以太坊的執行層和共識層。這意味著Eth1或信標鏈客戶端的節點運營商將需要運行堆棧的「另一半」以獲得完全驗證的節點。下圖顯示了合并后完整的以太坊客戶端架構。

PoW鏈并等待它達到預定義的totaldifficulty閾值,該值被稱為TERMINAL_TOTAL_DIFFICULTY。即一旦PoW鏈產生了一個帶有totaldifficulty>=TERMINAL_TOTAL_DIFFICULTY的塊,它將被視為鏈上最后的一個PoW塊。

以太坊Ropsten測試網將首先激活倫敦升級:金色財經報道,以太坊開發者Tim Beiko今日發文宣布,以太坊倫敦升級現已準備好在測試網上部署。升級將首先在Ropsten測試網的區塊10499401激活,預計將于2021年6月24日左右進行;Goerli測試網將在區塊5062605激活升級,預計時間為6月30日;Rinkeby測試網將在區塊8897988激活,預計時間為7月7日。Kovan測試網將在稍后升級,預計在主網區塊通過之后。Tim Beiko還表示,截止目前,只有測試網(Ropsten、Goerli、Rinkeby)已安排了倫敦升級。在這些網絡上成功激活升級后,將為以太坊主網設置一個升級區塊。[2021/6/19 23:48:59]

隨后,PoW塊包含的數據將成為信標鏈塊的數據組成部分,而信標鏈則可以被視作為以太坊新的PoS共識層,取代之前的PoW共識層。

同時在進行共識驗證時,信標節點將與其執行引擎通信,并要求它生成或驗證ExecutionPayloads。ExecutionPayloads包含了父哈希、狀態根、基本費用和要執行的交易列表等信息。

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一旦這些數據被生成或驗證,信標節點將與p2p網絡上的其他節點共享它們。

而對于終端用戶和應用程序開發人員來說,這些原來PoW鏈上的ExecutionPayloads仍然是他們與以太坊進行直接交互的位置,事務仍將由執行層客戶端處理,這使得他們可以無感切換到PoS鏈。下圖顯示了這種關系:

圖源自DannyRyan

執行引擎

合并之后,執行引擎主要負責狀態管理,區塊創建和驗證功能,而不再包含與共識相關的任何操作。因此,執行引擎被進行了部分修改,這些修改在EIP-3675中進行了描述,主要包含以下三點:

首先,修改了區塊的部分數據字段。將原有區塊中幾個僅與PoW相關的字段設置為0,具體包括與挖礦相關、叔塊獎勵相關。此外,extraData的長度在主網上也將被限制為32字節。

其次,由于只有合并后的信標鏈才能進行出塊,因此執行引擎將停止處理區塊和叔塊獎勵。但交易手續費仍由其進行處理,即當執行引擎創建一個ExecutionPayload時,需確保所有交易的發起者至少能夠支付當前baseFeePerGas的費用,并且將剩余的交易手續費發送到feeReceipient。注意,feeReceipient指的是升級前的以太坊地址,而不是信標鏈驗證者地址。

最后,一旦PoS取代PoW,執行引擎將不再負責廣播區塊,但仍會通過p2p網絡進行交易的廣播。具體過程為,首先用戶將交易通過本地的RPC請求發送到共識客戶端,在那里它們將被打包到信標塊中。然后,共識客戶端將在他們的p2p網絡中廣播信標塊。

下圖表明了以太坊合并時的過程:首先停止PoW出塊,其次信標鏈塊在合并后開始持有ExecutionPayload。

圖源自DannyRyan

BLOCKHASH&DIFFICULTY操作碼更改

合并后,BLOCKHASH操作碼仍可使用,但由于它不再通過工作量證明生成對應的Hash值,所以此操作碼提供的偽隨機性將被大大減弱。

與此同時,DIFFICULTY操作碼(0x44)將會更名為RANDOM并返回由信標鏈提供的隨機數值。因此,該值將替代BLOCKHASH成為應用程序開發人員可使用的更好隨機源。

RANDOM值將存儲在ExecutionPayload中原有mixHash的位置,該值與工作量證明計算相關。升級后該值被重命名為random。

下圖解釋了合并前后DIFFICULTY和RANDOM操作碼的工作原理:

圖源自DannyRyan

合并前,我們看到?0x44操作碼返回區塊頭里的difficulty字段。合并后,負責生成隨機數的RANDOM操作碼則指向原有mixHash字段,該字段被重名為random。

出塊時間

合并將影響以太坊的平均區塊時間。目前在PoW下,平均每約13秒產出一個區塊,但實際區塊間隔時間會由于網絡擁堵的情況,而存在相當大的差異。但在PoS下,區塊間隔為固定的12秒,除非發生某些極端情況,如:驗證者離線或未及時提交區塊而錯過了某個插槽。

綜上,升級后網絡的平均出塊時間將減少近1秒,這提高了交易的速率。注意:如果智能合約中存在與特定平均出塊時間相關的邏輯,則在計算時開發人員需要考慮到這一點。

參考文獻:

《升級前夕,以太坊社區面臨監管擔憂》

《HowTheMergeImpactsEthereum’sApplicationLayer》

原文鏈接

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