이더리움 2.0에 대한 종합적인 탐구
편집자 주: 이 기사의 출처는크립토 밸리 라이브 (ID: cryptovalley)편집자 주: 이 기사의 출처는
, 저자: BitMEX Research, 번역: Ziming, 승인을 받아 Odaily에서 재인쇄함.
요약
개요: 이 기사에서는 빠르면 2020년 7월에 출시될 이더리움 2.0에 초점을 맞춥니다(연기할 다른 이유가 없는 경우). 그러나 Ethereum 2.0의 출시는 그다지 중요한 이벤트가 아닐 수 있습니다. 처음에 이더리움 2.0은 주로 새로운 지분 증명 합의 메커니즘(PoS)을 위한 테스트 네트워크로 작동할 것입니다. 대부분의 경제 활동과 스마트 계약은 원래의 이더리움 네트워크에 남을 것이고, 원래의 이더리움 네트워크는 이더리움 2.0의 병렬 체인으로 계속 존재할 것입니다. 이전 버전 사이에는 단방향 채널이 있습니다. 즉, Ethereum 1.0을 Ethereum 2.0으로 전송할 수 있지만 그 반대는 불가능합니다. 샤딩을 통해 확장하려는 이더리움의 현재 결정을 고려할 때 이더리움이 복잡하고 긴 전환을 겪을 것이라고 믿습니다.
보조 제목
요약
Ethereum은 전체 디지털 경제를 새로운 네트워크인 Ethereum 2.0으로 옮기려고 합니다. 이 전환은 실제로 위험성이 높고 복잡하며 시간이 오래 걸립니다. 우리의 의견으로는 Ethereum 2.0의 주요 동기는 확장성입니다. 결과적으로 이더리움 네트워크는 네트워크 거래가 크게 증가하면서 출시 이후 인기가 입증되었습니다. 이 모멘텀이 계속되려면 전체 노드 운영자와 합의 에이전트(PoW 또는 PoS)는 훨씬 더 강력한 컴퓨터를 실행해야 합니다(이는 더 비싼 관련 비용을 의미함). 이는 결국 점점 더 집중화되어 시스템의 검열 방지 특성이 줄어들 수 있으며, 계속되면 결국 네트워크를 무의미하게 만들 것입니다.
샤딩의 핵심 문제는 이더리움 경제 모델의 변화를 의미한다는 것입니다. 예를 들어, 이더리움이 막을 수 없는 단일 세계 컴퓨터인 경우 이를 여러 샤드(여러 컴퓨터)로 나누는 것은 모든 사용자의 기대를 충족하지 못할 수 있습니다. 샤드 1의 스마트 컨트랙트가 샤드 2의 스마트 컨트랙트와 상호 작용하려면 샤드가 일련의 이벤트에 대한 합의에 도달하고 정보를 공유해야 하므로 프로세스는 최소한 상호 작용할 때와 비교할 때 많은 마찰을 만듭니다. 동일한 샤드에 두 개의 계약이 있으면 경험이 다를 것이므로 Ethereum 2.0의 출시는 소위 "단일 세계 컴퓨터"의 이전 비전을 점차적으로 풀어줄 것입니다. 어떤 사람들은 이더리움과 샤딩을 상반되는 개념으로 봅니다. 그러나 다른 사람들은 이더리움 네트워크가 특정 틈새 영역(틈새 사례)에 개입할 수 있다고 생각합니다. 이더리움 네트워크에서 샤딩은 어느 정도 중요할 수 있으며, 서로 다른 세그먼트의 사용자가 동일한 기본 이더리움 토큰을 공유하는 동시에 전체 네트워크의 유연성을 향상시킬 수 있습니다.
실제로 샤딩은 이더리움 작동 방식의 근본적인 변화를 나타내며, 이는 샤딩으로의 전환이 실제로 생각보다 더 파괴적인 변화인 이유를 설명합니다. 기존 스마트 계약은 단순히 샤딩된 네트워크로 전송할 수 없습니다. 새로운 이더리움 네트워크는 원래 네트워크의 스마트 계약도 새로운 환경에 적응하기 위해 재구축해야 함을 의미합니다. 이 전환은 길고 고통스러운 과정이 될 것입니다. 이더리움 2.0의 초기 단계에서는 이더리움 1.0과 함께 파라체인으로 존재할 것이며, 미래의 어느 시점에서 두 체인이 다시 하나로 합쳐질 것입니다.
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전환의 3단계
아래 다이어그램에서 볼 수 있듯이 Ethereum 2.0으로의 전환은 세 단계로 진행됩니다.
이더리움 2.0 출시 이후 두 개의 이더리움 네트워크(이더리움 1.0 및 이더리움 2.0)가 병렬로 실행될 것입니다. 처음에는 이더리움 1.0의 토큰(이하 Eth1)을 이더리움 2.0의 토큰(Eth2)으로 교환할 수 있었지만 그 반대의 작업은 불가능합니다. 따라서 이론적으로 Eth2의 거래 가격은 Eth1의 가격보다 작거나 같아야 합니다. 그러나 전환 초기 단계에서는 Eth2가 스테이킹 이외의 다른 용도로 사용되지 않거나 기본적인 거래 활동이 가능할 수 있으므로 Eth2가 가격을 가지거나 거래소에서 지원될 가능성도 낮습니다.
토큰 발행
Eth1을 Eth2로 전환하려면 사용자는 Eth1에 예치 계약을 사용해야 합니다. 이 계약은 본질적으로 Eth1을 파기할 것이며, 이 파기는 새로운 Eth2를 발행하는 근거로 사용될 것입니다. 그래서 Eth1은 기본적으로 영구적으로 소멸됩니다(단, 하드포크 프로토콜 변경을 통해 Eth1 체인의 토큰을 복원하는 것은 가능합니다). Eth2로 변환된 토큰은 PoS 유효성 검사기 풀에 자동으로 입력됩니다. PoS에 대한 2018년 기사에서 설명했듯이 PoS의 기본 개념은 합의 에이전트에 부여된 투표 및 보상의 가중치가 사용자가 예치한 토큰의 양에 따라 결정된다는 것입니다. Eth2 사양에서 각 스테이킹 에이전트는 32 ETH가 필요합니다. 컨트랙트에 32 ETH 이상을 보내면 스테이커는 이 여분의 코인으로 수익을 얻지 못하며, 보낸 ETH가 32 ETH 미만이면 스테이커는 자신의 손에 있는 Eth2를 활성화하지 않습니다. 따라서 Eth1을 Eth2로 전환하려면 32 ETH 단위로 보내야 하며 각 ETH 단위는 독립적인 스테이킹 에이전트로 간주할 수 있습니다.
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위에서 언급한 바와 같이 이더리움 네트워크에는 동시에 존재하는 두 개의 병렬 시스템이 있습니다. 원래 이더리움은 계속해서 PoW 체인으로 작동하고 이더리움 2.0은 새로운 PoS 시스템에서 작동합니다. 이 기간 동안 컨센서스 에이전트인 광부와 스테이커의 양 당사자에게는 인센티브가 필요합니다. 따라서 이더리움의 인플레이션율은 두 시스템이 최종적으로 병합될 때까지 증가할 것입니다. 이것은 현재로서는 결함으로 간주될 수 있지만 Ethereum 2.0으로의 성공적인 전환을 보장하기 위해 지불할 가치가 있는 대가입니다.
위 공식에서 Eth2는 PoS로 전송된 토큰의 양입니다. 이 공식의 기본 개념은 Eth1이 Eth2로 더 많이 전송될수록 더 많은 새 코인이 발행되지만 더 많은 코인이 스테이킹될수록 사용 가능한 ROI가 더 떨어지기 때문에 사용 가능한 ROI가 감소한다는 것입니다. 아래 그래프에서 인플레이션율의 변화를 볼 수 있습니다.
(출처: 비트멕스 리서치)
이미지 설명
(참고: 비콘 체인을 시작하려면 최소 16000Eth2가 필요합니다.)
이미지 설명"(출처: 비트멕스 리서치)"위의 출시 일정은 인센티브를 기반으로 하며, 인센티브는 초기에 토큰을 Eth2 및 스테이크로 옮기는 강력한 인센티브가 있어야 합니다. 이 전송에 대한 인센티브는 점점 더 낮아질 것입니다. 왜냐하면 Eth2가 이미 매우 성공적이라면 Eth1에 대한 수요가 줄어들 것이기 때문입니다. 이렇게 하면 충분한 토큰이 Eth2로 전송되어 새로운 네트워크가 커지고 Eth2가 실제로 매우 인기가 있다면 그러한 토큰의 발행이 너무 높지 않을 것입니다.
물론, 이 모든 새로운 코인이 발행됨에 따라 일부 사람들은 이 메커니즘이 이더리움의 원본과 어떻게 일치하는지 물을 수 있습니다.
영구 선형 인플레이션
계획?
"영구 선형 공급 성장 모델(permanent linear supply growth model)은 BTC에 일부 사람들의 부의 집중(wealth 집중) 위험을 줄여 현재와 미래에 사는 개인이 디지털 통화를 얻을 수 있는 공정한 기회를 가지면서 동시에 ETH 방지. '공급 증가율'이 시간이 지남에 따라 여전히 0에 가까워지기 때문에 감가 상각."
(출처: 이더리움 백서)
또한 잠재적으로 상승하는 인플레이션을 낮출 수 있는 여러 가지 기본 요인이 있습니다.
1단계에서 수수료 시스템은 기본 수수료(토큰 소각)와 프리미엄 수수료(스테이커에 대한 보상)의 두 가지 요소를 포함할 것으로 예상됩니다. 소각된 토큰은 인플레이션율을 낮출 것입니다.
유효성 검사기는 오작동에 대해 불이익을 받고 해당 토큰은 폐기됩니다.
위의 메커니즘은 Eth2의 소멸로 이어져 인플레이션 상승의 영향을 억제하지만 각 요소의 억제 정도를 예측하기 어렵기 때문에 Eth2의 발행률에 큰 불확실성이 있습니다.
소각되는 거래 수수료의 효율성에 대해 확신할 수 없다는 점을 언급할 가치가 있습니다. 경제적 관점에서 볼 때 컨센서스 에이전트와 사용자의 이익은 일치하며 사용자는 컨센서스 에이전트에 일정한 서비스 요금을 지불해야 합니다. 합의 에이전트가 블록 보상이 아닌 사용자가 지불한 수수료로 전액 자금을 조달하는 경우 두 당사자 간의 충돌이 발생할 가능성이 적을 수 있습니다. 동시에 올바른 보상 일정을 임의로 결정하려는 것은 수수료 시장에 맡기는 것보다 비효율적일 수 있습니다. 물론 이 시점에서도 BTC는 성공하지 못했고 블록 보상은 여전히 상당합니다. 이더리움에 관한 한 장기적으로는 모든 거래 수수료가 검증자에게 가는 것이 인플레이션 계획을 줄여 그 영향을 상쇄하는 것이 더 지속 가능할 수 있습니다. 결국 유효성 검사기는 사용자 활동을 안전하게 유지하기 위해서만 존재하며(사용자가 아무것도 하지 않으면 보안이 필요하지 않음) 보안과 인플레이션 간의 어려운 절충안을 쉽게 만들 수 있습니다.
이중 가닥 병합
우리의 의견으로는 최종 계획의 구현, 즉 원래 이더리움과 이더리움 2.0의 합병은 여전히 몇 년이 걸릴 수 있습니다. 원래 이더리움을 이더리움 2.0 내부의 샤드로 만들어 달성할 수 있습니다. 이렇게 하면 두 토큰이 결국 병합될 때까지 샤드 간에 양방향 토큰 전송이 가능합니다. 계획에 따르면 현재 원래 이더리움에서 발생하는 대부분의 활동은 이제 이더리움 샤드 내에서 계속될 수 있습니다.
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아래 표는 Ethereum 2.0 사양에서 가장 중요하고 의미 있는 상수 중 일부라고 생각하는 것입니다.
PoS
이미지 설명
(출처: BitMEX Research, 이더리움 2.0 사양)
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PoS는 가장 많이 축적된 지분(즉, 가장 많은 코인에 투표한 체인)을 기준으로 포크 규칙을 선택하는 일반적인 아이디어입니다. 물론 우리는 투표 과정을 구성하는 방법에 대한 문제에 직면해 있습니다. 이더리움 2.0 투표 시스템의 핵심 원칙은 2018년 이더리움 제안에서 언급된 것과 변경되지 않았으며 여전히 Casper Friendly Finalty Gadget의 아이디어를 기반으로 합니다. 그러나 Casper Friendly Finalty Gadget과 Latest Message Driven Greedy Heaviest Observed Subtree Fork 선택 규칙(예: CasperFFG & LMD GHOST Fork 선택 규칙)의 조합을 기반으로 이 시스템이 업데이트되었습니다.
투표 시스템의 기본 메커니즘을 구성 요소로 나누어 설명하겠습니다. 가장 먼저 고려해야 할 사항은 우리가 큰 스테이커 풀을 가지고 있고 각 스테이커는 최대 32 ETH를 나타냅니다(스테이커를 활성화하는 데 32 ETH가 필요하며 이 숫자는 비활성화될 때까지 16 ETH만큼 낮을 수 있음). 이 풀은 블록에 직접 투표하지 않지만 더 큰 풀에서 무작위로 구성원을 뽑는 다양한 투표 위원회로 구성됩니다.
실제로 상황은 위의 그림에 표시된 것보다 약간 더 복잡합니다. 0단계에서는 슬롯당 최대 64개의 검증자 위원회가 있을 수 있습니다(위에 표시된 것처럼 하나만 있는 대신). 따라서 각 위원회에 128명의 구성원이 있는 경우 각 시대에는 최대 262,144명의 스테이커(약 840만 ETH)가 포함될 수 있습니다.
각 스테이킹 에이전트는 위원회에 할당되며 스테이커가 많을수록 위원회 규모가 커집니다. 위원회의 최대 크기는 2048이며, 대략 에포크당 사용된 이더리움의 총 공급량과 동일합니다(위원회 64개 * 32 ETH * 32 슬롯 * 위원회당 2048 스테이커 = 1억 3420만 ETH). 위원회에는 항상 충분한 공간이 있을 것입니다. 아래 그래프는 스테이킹 풀의 ETH 양에 따라 위원회 수와 위원회당 구성원 수가 어떻게 변하는지 보여줍니다. 스테이킹 풀이 증가함에 따라 위원회 수가 먼저 64개로 증가한 다음 (스테이킹 풀이 약 840만 ETH일 때) 위원회 규모가 증가하기 시작함을 보여줍니다.
가장 많은 표를 얻은 블록을 결정하려면 모든 위원회 표를 합산해야 합니다. 유권자의 성과가 좋으면 새로 발행된 이더리움 풀에서 보상을 받을 수 있습니다. 반면에 유권자가 특정 유형의 악의적인 행동에 가담하면 처벌을 받고 지분의 일부를 잃습니다. 악의적인 행동에 대한 이러한 처벌은 충돌하는 두 블록에 대한 유권자 투표와 같은 일이 발생하지 않도록 방지하기 위한 것입니다. 그러나 경우에 따라 충돌하는 블록에 투표하는 것이 합법적일 수 있으므로 페널티 규칙이 직관적이지 않으며 이 규칙은 보고서 후반부에서 논의할 것입니다.
보조 제목"마무리"특정 단계에서 모든 위원회 위에 구축된 체크포인트 모듈이 있고 위원회 구성원의 3분의 2 이상이 체크포인트를 언급하도록 투표했다면 모듈은
명확한
. 빠르면 한 시대의 2/3에 달성할 수 있습니다. 다음 단계는 마무리 단계로, 블록체인이 한 블록 뒤에 두 개의 확인된 블록을 포함하면 블록이 완성됩니다. 따라서 대부분의 경우(강력한 커뮤니케이션 채널로 인해 2/3 투표 임계값을 빠르게 달성할 수 있음) 사용자는 블록 유효성 검사 및 완료를 위해 약 1 에포크(6.4분), 2 에포크(12.8분) 시간을 기다려야 합니다. 아래 그림과 같이.
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페널티 조건
위에서 언급한 바와 같이 삭감 조건이 명확하게 명시되어 있지 않으며, 단순히 두 개의 모순된 블록에 투표했다는 이유로 유권자를 처벌할 수 없습니다. 따라서 유권자가 처벌받을 수 있는 세 가지 상황이 있습니다.
블록 생산자는 할당된 슬롯 내에서 두 개의 충돌하는 블록 제안을 합니다.
동일한 높이의 체크포인트 블록 전환 참조에 대해 충돌하는 참조를 포함하는 두 개의 투표를 생성합니다.
겹치는 체크포인트 블록 전환 참조로 두 개의 투표를 생성합니다. 예를 들어 체크포인트 블록 1에서 체크포인트 블록 4로의 전환을 참조하는 투표와 체크포인트 블록 2에서 체크포인트 블록 3으로의 전환을 참조하는 투표가 있습니다. 누군가는 이 규칙을 모든 블록 전환 참조가 순서대로 이루어져야 한다는 보다 분명한 규칙으로 대체해야 한다고 주장할 수 있지만 정직한 노드는 순서가 잘못된 투표로 체크포인트 블록을 놓칠 수 있습니다. 아마도 합법적일 것입니다. 이 동작은 아래 그림에 나와 있습니다.
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확정 후에는 사용자의 거래가 이중 지출되어서는 안 된다는 것이 확실합니다. 그러나 이러한 시스템에 대한 평가는 매우 어려우며, 수렴 및 완결 정도를 평가하는 것은 매우 어렵다.
투표 위원회, 투표 위원회 인덱스, 체크포인트 블록 전환 참조, 완료를 위해 두 에포크를 기다리는 이 전체 프로세스는 아마도 불필요한 추상화일 것입니다. PoS 시스템을 여러 부분으로 분해하여 복잡성을 추가하고 보안 모델의 근본적인 결함인 지분 문제를 난독화합니다. 반면에 PoS 프로세스를 이러한 하위 부분으로 나누면 실제로 네트워크의 보안 속성이 추가될 수 있습니다. 개연성의 균형에서 우리는 이러한 투표 프로세스가 보안과 보안을 어느 정도 향상시킬 수 있다고 믿습니다. 투표 프로세스의 복잡성(예: 투표 라운드 전반에 걸친 스테이킹)은 스테이킹 클라이언트를 이익을 극대화하는 비트랜잭션 행동으로 변경하는 것이 어느 정도 보안이 강화되어 기술적으로 매우 어려울 수 있음을 보장합니다. 그러나 이것이 장기적으로 생존하고 번성할 수 있을 만큼 시스템을 견고하게 만들 것인지 여부는 우리의 의견으로는 열린 질문입니다. 그러나 검토 및 분석에서 이 시스템에 대한 이해가 불완전하다는 점을 밝히고 싶습니다.
위의 설명은 이 프로세스의 기본 개요일 뿐이며 시스템에서 언급하지 않은 사항과 누락된 사항이 많습니다. 예를 들어, 우리는 스테이킹 풀에 들어가거나 나가는 것, 각 스테이커에 대한 보상과 벌금이 계산되는 방식, 내부고발자가 나쁜 행동을 신고하는 방식, 모든 투표 데이터가 차지하는 블록 공간의 양, 스테이킹 투표가 집계되는 방식과 같은 문제를 다루지 않았습니다. 그리고 세었다.
샤딩
이와 같이 두 가지 참조 방법이 있는데, 샤드 체인 블록은 비콘 블록을 참조하고(비콘 블록의 해시 값 사용) 비콘 블록은 비콘 체인 블록을 참조할 수 있습니다(이를 교차 연결이라고 함). 일부 비콘 블록에서 일부 샤드 참조를 놓칠 수 있지만 모든 샤드 체인 블록은 비콘 체인에 연결되어야 합니다.
이미지 설명
(출처: 비트멕스 리서치)
이미지 설명
(참고: 파란색 화살표는 각 블록에 포함되어야 하는 블록의 해시를 나타냅니다. 회색 화살표는 비콘 블록 비콘 블록에 포함될 수도 있고 포함되지 않을 수도 있는 교차 샤드 참조를 나타냅니다. 조각이 누락된 경우 , 참조는 그림의 오른쪽과 같이 다음 비콘 블록에 포함될 수 있습니다.)
1단계에서는 샤딩 시스템과 샤딩 프로세스가 서로 연결된다는 점에 유의해야 합니다. 0단계부터 이제 슬롯당 여러 유효성 검사기 위원회가 샤드에 매핑됩니다. 결과적으로 각 샤드에는 각 제안자 위원회 동안 변경되는 자체 계층적 투표 위원회가 있습니다. 비콘 체인과 같은 방식으로 위원회의 한 구성원에게 특정 슬롯에 블록을 생성하는 작업이 주어지고 나머지 위원회 구성원은 각 제안에 대해 투표합니다. 비콘체인이 크로스링크를 통해 샤드 블록을 참조할 때 이러한 투표 정보가 모두 비콘체인에 포함된다는 점을 고려해야 합니다.
아래 다이어그램은 스테이커를 샤드 체인에 할당할 수 있는 가능성을 보여줍니다. 1단계에서 스테이킹 에이전트는 비콘 체인 또는 특정 블록체인에 무작위로 할당됩니다. 840만 ETH 이하면 모든 샤드를 풀 서비스할 수 있는 스테이킹 에이전트가 부족해 샤드가 어느 정도 줄어들 수 있다.
따라서 비콘 체인의 슬롯당 검증자 위원회는 하나만 남습니다. 각 샤드 블록에는 가장 최근 비콘 블록의 해시와 . 비컨 블록은 샤드(가교)의 모든 투표 데이터를 포함할 수 있습니다.
따라서 모든 블록체인에 대한 투표 및 스테이킹은 메인 비콘 체인의 포크 선택 규칙을 계산하고 확정하는 과정에서도 사용될 수 있습니다. PoS는 위원회 인덱스에 포함된 투표 정보 대신 비콘 체인의 투표 정보가 각 샤드에 대한 투표 정보를 포함한다는 점을 제외하면 이전과 동일하게 작동합니다.
개별 샤드 체인 내에는 체크포인트 블록이 없으며 증명 또는 종료 프로세스가 없습니다. 대신 블록 내에서 트랜잭션 완결성을 보장하려면 비콘 체인을 기다려야 합니다. Beacon Chain의 관련 블록이 완료되면 샤드 체인의 사용자는 샤드 내 트랜잭션에 대한 확실성을 얻을 수 있습니다.
따라서 크로스 조인에는 세 가지 기능이 있습니다.
샤드 간 ETH 또는 기타 자산 전송과 같은 다른 모든 형태의 교차 샤드 통신과 관련하여 이에 대한 메커니즘은 우리가 아는 한 완전히 해결되지 않았습니다. 이 주제는 2단계까지 나오지 않을 수 있지만 확장성과 가용성 사이에 불완전한 타협을 만드는 또 다른 영역일 가능성이 높습니다. 여기에 있는 문제가 너무 커서 전체 샤딩 모델에 의문이 제기된다고 말할 수도 있습니다.
결론적으로
샤딩된 구조는 노드를 실행하려는 사람들에게 유연성을 제공합니다. 비콘 체인과 각 샤드 등 모든 것을 처리하는 노드를 실행할 수 있습니다. 일부 샤드 블록에 대한 헤더를 포함하는 비콘 체인을 실행할 수도 있습니다. 노드를 실행하여 비콘 체인과 선택한 샤드 하위 집합을 검증하는 세 번째 옵션도 있습니다. 모든 샤드를 처리하는 노드를 실행하지 않기로 선택하면 해당 샤드에서 프로세스의 진위 여부를 확인하기 위해 다른 사람에게 의존하는 것입니다. 확률적으로 높다.
보조 제목
결론적으로
Ethereum 보유자는 The DAO, ICO, Maker 또는 현재 DeFi 등 새로운 복잡한 시스템을 시도하는 것을 좋아합니다. 그러나 이더리움 커뮤니티의 일부 구성원은 이더리움 기술이 5년이나 되어 뒤쳐질 수 있다는 우려를 표명했습니다. 따라서 Ethereum 2.0은 새로운 아이디어를 시도하려는 커뮤니티의 요구를 충족합니다. 따라서 우리는 ETH로 수십억 달러의 가치가 있는 스테이킹 보상을 얻기 위해 상당한 양의 자금이 이더리움 2.0에 쏟아질 것이라고 예측합니다.
