Ethereum 2.0의 최신 변경 사항은 무엇입니까?

拔丝地瓜

特邀专栏作者

2020-10-30 18:59 (UTC+8)

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일단 출시되면 Ethereum 2.0은 Proof-of-Stake(PoS) 합의 알고리즘 시스템을 테스트하기 위한 테스트넷이 될 것입니다.

AI 요약

일단 출시되면 Ethereum 2.0은 Proof-of-Stake(PoS) 합의 알고리즘 시스템을 테스트하기 위한 테스트넷이 될 것입니다.

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, 저자: Alex Koma, 번역: Li Hanbo, 승인을 받아 Odaily에서 복제.

이미지 설명

이더리움 2.0은 2020년 말까지 진행될 것으로 예상되는 이더리움 네트워크의 업그레이드입니다.

일단 출시되면 Ethereum 2.0은 Proof-of-Stake(PoS) 합의 알고리즘 시스템을 테스트하기 위한 테스트넷이 될 것입니다. 대부분의 경제 활동과 스마트 계약은 이더리움 2.0의 병렬 시스템인 원래의 이더리움 네트워크에서 계속 실행될 것입니다. 개발자는 Eth1에서 Eth2로의 전환을 위한 연결 브리지를 구현했지만 그 반대는 Token으로 다시 전송할 수 없습니다.

Ethereum 2.0 배포의 3단계는 무엇입니까?

보조 제목
0단계: 비콘 체인
테스트넷은 2020년 7월에 시작되었습니다. 새로운 PoS 합의 메커니즘 테스트만 포함하므로 실제 이더리움 토큰을 사용하더라도 네트워크는 대부분 테스트 중심이 될 것입니다. 이 단계에서 다음 PoS 기능이 시작됩니다.
스테이커 관리
스테이커는 블록 크기 제안에 투표합니다.

1단계: 단편화

보조 제목

1단계: 단편화

처음에는 64개의 샤드가 있는 실험적 네트워크가 배포됩니다. 상당한 경제 활동이 없는 경우 0단계는 기본 PoS 인프라를 테스트하는 것을 목표로 하고 1단계는 기본 샤딩 모델을 테스트하는 것을 목표로 합니다. 이 단계에서 65개의 블록체인이 병렬로 실행될 것입니다. 즉, 0단계에 존재했던 비콘 체인과 64개의 새로운 샤드가 있습니다. 또한 비콘 체인과 모든 64개의 샤드 사이에 양방향 통신 및 연결 메커니즘이 있을 것입니다.

보조 제목

2단계: 새로운 운영 모델의 구현

이 단계에서 스마트 계약이 네트워크에서 작동하기 시작하고 경제 활동이 시작된다고 가정합니다. 샤딩은 더 이상 원시 데이터의 저장소가 아니라 가상 머신 및 Ethereum 1.0 스마트 계약과 유사해지기 시작할 것입니다. 두 번째 단계에 대한 사양은 개발 중입니다.

단방향 변환

PoS（Proof of stake）

Ethereum 2.0이 출시되면 Eth1과 Eth2라는 두 개의 네트워크가 병렬로 실행됩니다. 처음에는 Eth1 Token을 Eth2 Token으로 교환할 수 있지만 그 반대는 불가능하므로 이론적으로 Eth2 Token의 거래 가격은 Eth1 Token의 가치보다 작거나 같아야 합니다. 그러나 전환 초기 단계에서는 Eth2 토큰의 유일한 용도가 스테이킹이기 때문에 거래소에서 가격을 책정하거나 지원하지 않을 것입니다. 기본적인 양도도 불가능합니다."Eth1을 Eth2로 전송하려면 Eth1 에스크로 프로토콜을 사용해야 합니다. 이 프로토콜은 Eth1의 토큰을 파기하고 파기된 토큰은 새로운 Eth2 토큰 발행에 대한 확인으로 사용할 수 있습니다. 토큰은 영구적으로 폐기되지만 하드 포크로 인한 프로토콜 변경으로 인해 토큰을 재활용할 수 있습니다."Eth2로 전송된 토큰은 자동으로 유효성 검사기 풀에 입력됩니다.

PoS 개념에 따라 투표

가중치

검증자 및 검증자에 대한 보상 금액은 스테이킹된 토큰 값에 따라 결정됩니다. Eth2 사양에는 각 유효성 검사기가 32 ETH를 가져야 한다고 명시되어 있습니다. 계약에서 받은 토큰의 수가 32ETH를 초과하면 검증자는 이러한 추가 토큰에서 보상을 받지 못합니다. ETH 토큰이 32개 미만이면 노드가 활성화되지 않습니다. 따라서 32토큰의 비율로 ETH를 Eth2로 전송해야 하며, 32ETH의 각 부분은 별도의 스테이커가 될 수 있습니다.

Eth1은 PoW 기반으로 계속 작동하고 Eth2는 PoS 기반으로 계속 작동합니다.

이 기간 동안 유효성 검사기, 채굴자 및 노드 후보의 두 세트 모두 보상을 받게 되므로 이더리움의 인플레이션율은 적어도 두 시스템이 병합될 때까지 상승할 것입니다.

이미지 설명

출처: 비트멕스 리서치

이미지 설명

데이터 출처: BitMEX Research

다음 그래프는 이더리움 2.0의 인플레이션율을 나타냅니다.

이미지 설명"차트 출처: BitMEX Research"발행 비율에 따라 보상 금액이 결정됩니다. 이 보상은 사용자가 토큰을 Eth2로 전환하도록 장려하기 위해 고안되었습니다. Eth2의 성공은 토큰에 대한 수요를 감소시킬 것이기 때문에 보상은 그에 비례하여 감소할 것입니다. 이러한 모델은 모바일 토큰의 수가 네트워크의 크기를 크게 증가시키기에 충분하도록 보장할 수 있지만 Eth2가 인기가 있다면 발행량이 너무 높아지지 않을 것입니다.

이러한 모델은 Ethereum의 원본과 일치하는 것 같습니다.
영구 선형 확장
계획이 모순되었습니다.
여러 요인이 인플레이션 상승 가능성의 영향을 완화할 수 있습니다.

첫 번째 단계에서 인센티브 시스템은 두 가지 요소를 포함할 것으로 예상됩니다. 하나는 토큰 소각에 대한 기본 수수료이고 다른 하나는 스테이커에 대한 보상 수수료입니다. 토큰을 소각하면 인플레이션이 감소합니다.

검증자가 검증 프로세스에 참여할 수 없는 경우(예: 노드 작동이 중지되거나 네트워크 연결이 끊긴 경우) 스테이킹 보상이 취소됩니다.

유효성 검사기가 규칙을 위반하면 벌금이 부과되고 압수된 토큰은 소각됩니다.

이러한 메커니즘으로 인해 많은 이더리움 토큰이 파괴되어 높은 인플레이션의 영향을 억제할 수 있습니다.

블록체인 합병은 어떻게 이루어지나요?

다음 단계는 합의 시스템의 통합일 수 있습니다. Eth1 샤드는 점진적으로 PoS로 전환될 수 있습니다.

작업 증명은 계속 작동할 수 있지만 주어진 블록 수 이후(예: 100블록마다) 블록 합의가 지분 증명을 결정합니다. 마지막으로 PoW를 완전히 포기하는 것이 가능할 것입니다. PoW 블록 보상은 불필요해집니다. 이것은 이더리움 사용자와 투자자에게 인플레이션 일정에 대해 더 많은 확신을 줄 것입니다.

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이미지 설명

데이터 소스: GitHub

PoS(지분 증명)는 Ethereum 2.0에서 어떻게 작동합니까?

PoS는 포크 선택 규칙의 일반적인 개념입니다.

토큰 투표의 대다수를 가진 체인이 선호됩니다. Eth2의 핵심 투표 시스템 원칙은 Casper Friendly Finalty Gadget의 아이디어를 기반으로 하는 Ethereum의 2018 제안과 동일합니다. 그러나 시스템은 Casper Friendly Finalty Gadget과 최신 Message Driven Greedy Heaviest Observed Subree Fork 선택 규칙(Casper FFG & LMD GHOST Fork 선택 규칙)의 조합을 기반으로 업데이트되었습니다.

투표 시스템 엔진은 다음과 같은 부분으로 구성됩니다. 첫째, 각각 최대 32 ETH를 나타내는 큰 포크 풀입니다(포크 풀을 활성화하려면 32 ETH가 필요하며, 이 금액은 비활성화가 필요한 16 ETH로 줄일 수 있습니다). 이 풀은 블록에 대해 직접 투표하지 않습니다. 더 큰 풀 구성원 중에서 구성원이 무작위로 선택된 위원회로 나뉩니다.

위원회로 나누는 이유는 모든 스테이커가 모든 블록에 투표할 수 있는 것은 아니기 때문입니다. 그렇지 않으면 블록체인에 너무 많은 투표 데이터가 포함되어 확장이 불가능합니다.

또한 위원회를 통해 제어 가능한 데이터 레지스터에 투표 데이터를 수집할 수 있습니다. 따라서 이러한 위원회에서는 스테이커 그룹이 투표를 위해 무작위로 선택됩니다.

Eth2 사양에 따르면 위원회당 목표 스테이커 수는 128명(원하는 최소 수)입니다. 개발자는 이것이 가능한 블록 선택 보장을 제공하기에 충분히 많은 수의 스테이커라고 생각합니다. 서명을 결합하여 필요한 블록 크기를 줄이고 네트워크를 확장할 수 있습니다.

위원회는 RanDAO와 같은 시스템에 의해 무작위로 선택됩니다. 무작위 선택은 블록이 제안될 때마다 추가되는 암호를 정의합니다. 블록 샤딩 공격에 대처하기 위해 블록 제안에는 이 단계에 영향을 미칠 수 있는 두 가지 옵션만 있습니다. 블록 제안 여부입니다. 따라서 조작 가능성이 제한됩니다."지분을 할당하는 위원회 외에도 블록 및 체크포인트 블록의 또 다른 하위 범주가 있습니다."32개의 블록마다 블록 체크포인트(checkpoint)가 존재하며, 체크포인트 사이의 시간 간격을 에포크(epoch)라고 합니다. 각 시대의 경계 내에서 블록이 제안될 수 있는 32개의 12초 기간(간격)이 있습니다.

따라서 각 시대에는 32개의 위원회에 대한 32개의 슬롯 그룹이 있습니다. 각 에포크가 끝날 때마다 위원회 구성원이 위치를 바꿉니다. 각 시대에는 위원회(

이상적인 최소

128명). 위원회 구성원은 12초의 시간 간격 내에 블록을 제안할 배타적 권한을 가지며 다른 위원회 구성원은 블록에 투표할 수 있습니다. 이 투표는 증명이라고도 합니다.

스테이커를 비콘 체인의 위원회에 할당합니다(슬롯당 위원회 1개로 가정).

데이터 출처: BitMex Research

각 스테이커는 위원회에 배정됩니다. 지분이 많을수록 더 많은 위원회가 있습니다. 최대 위원회 규모는 2048이며, 대략 에포크당 사용된 전체 이더리움 공급량과 동일합니다(위원회 64개 * 32 ETH * 32 슬롯 * 위원회당 2048 스테이커 = 1억 3420만 ETH).

아래 그래프는 스테이킹 풀의 ETH 양에 따라 위원회 수와 위원회 구성원 수가 어떻게 변하는지 보여줍니다. 스테이킹 풀이 커짐에 따라 위원회의 수가 먼저 64개로 증가한 다음 스테이킹 풀에 약 840만 ETH가 있을 때 위원회의 규모가 커지기 시작하는 것을 보여줍니다.

이미지 설명

데이터 출처: BitMex Research

가장 많은 표를 얻은 블록을 결정하려면 모든 위원회의 모든 표를 합산해야 합니다. 유권자가 잘 수행하면 새로 발행된 이더리움 토큰 풀에서 보상을 받을 수 있습니다. 유권자가 규칙을 어기면 벌금이 부과되고 지분의 일부를 잃게 됩니다. 페널티의 목적은 두 개의 충돌하는 블록에 대한 투표와 같은 대기 동작을 방지하는 것이지만 경우에 따라 허용될 수도 있습니다. 스테이커는 오프라인 상태에 대한 보상을 박탈당합니다.

이더리움 2.0에서 파이널라이제이션은 어떻게 이루어지나요?

위원회 구성원이 블록에 투표할 때 특정 블록 제안에 투표해야 할 뿐만 아니라 특정 과거 블록 체크포인트를 참조하고 투표해야 합니다. 투표 과정의 안정성을 보장하는 것이 바로 이 메커니즘입니다. 따라서 실제로 PoS 모델에는 내부와 외부의 두 가지 투표 절차가 있습니다. 아래 다이어그램은 이러한 두 가지 유형의 투표가 발생하는 방식과 이러한 투표를 저장할 수 있는 블록을 보여줍니다.

이미지 설명"확인하다"。

출처: 비트멕스 리서치"블록에 체크포인트 블록이 설정되고 위원회 구성원의 2/3 이상이 체크포인트에 투표하면 블록은 다음을 얻을 수 있습니다."확인하다

가장 빠른 블록은

시간은 블록의 3분의 2가 확정된 후입니다.

일반적으로 비콘 체인에서 블록을 확인하고 마무리하는 과정입니다.

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데이터 출처: BitMex Research

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규칙 위반자에 대한 처벌은 무엇입니까?
유권자가 처벌받는 세 가지 상황이 있습니다.

링크가 충돌하는 두 개의 체크포인트 블록을 동시에 커밋합니다.

체크포인트 블록 전환에 대한 중복 링크로 두 개의 투표를 합니다. 예를 들어 하나는 체크포인트 블록 1에서 체크포인트 블록 4로, 체크포인트 블록 1에서 체크포인트 블록 4로의 전환을 표시하고 다른 하나는 체크포인트 블록 2에서 체크포인트 블록 3으로의 전환을 나타냅니다.

이 규칙은 블록 전환에 대한 모든 참조가 순서대로 있어야 하지만 정직한 노드가 체크포인트 블록을 건너뛸 수 있는 더 합리적인 규칙으로 대체될 것이라고 가정할 수 있습니다. 합법적입니다. 그래프는 상황을 보여줍니다.

이미지 설명

출처: 비트멕스 리서치

Ethereum 2.0에서 PoS는 얼마나 효율적입니까?

아마도 투표 위원회, 그러한 위원회의 인덱스, 체크포인트 블록 전환의 연결, 블록 완료를 위해 두 에포크를 기다려야 하는 필요성을 포함한 전체 프로세스는 투표 시스템을 PoS 모델로 변환하려는 불필요한 추상화일 것입니다. 그것을 복잡하게. 그러나 보안 모델에는 근본적인 결함, 즉 자산이 없는 스테이크 문제가 포함되어 있습니다.

반면에 이러한 프로세스는 실제로 네트워크의 보안을 향상시킬 수 있습니다.

다중 구성 요소 프로세스(예: 스테이킹 주기)는 지분을 변경하기로 결정한 사용자가 규칙을 변경하기 어렵게 만듭니다.

보조 제목

첫 번째 단계에서는 샤드가 시스템에 추가됩니다. 원래 계획은 1024개의 파편으로 시작하는 것이었지만 현재 이 수는 64개로 줄었습니다. 비콘 체인은 여전히 메인 체인으로 간주되지만 이제 샤드 참조도 포함됩니다. 64개의 샤드가 있고 각 비콘 블록은 64개의 샤드와 연결될 수 있으므로 정상 작동 시 각 비콘 블록은 각 샤드와 연결될 수 있다고 가정합니다.

양방향 연결 메커니즘이 있습니다. 샤드 블록은 비콘 블록(해당 블록의 해시 포함)을 참조하고 비컨 블록은 샤드 블록(상호 참조)을 참조할 수 있습니다. 일부 샤드는 비콘 블록에서 참조하지 않을 수 있지만 모든 샤드 블록은 비콘 체인을 참조해야 합니다.

이더리움 샤딩 시스템의 블록 구조(2개의 샤드가 표시됨).

이미지 설명"이미지 크레디트: BitMex Research"파란색 화살표는 모든 블록에 포함되어야 하는 블록의 해시 값을 나타냅니다. 회색 화살표는 그림의 오른쪽과 같이 비콘 블록에 반드시 포함될 필요는 없는 상호 참조된 샤드를 나타냅니다.

첫 번째 단계에서는 샤딩 시스템과 스테이킹 프로세스가 서로 얽히게 됩니다. 0단계부터 시작하는 슬롯에 대한 검증자 위원회는 샤드에 표시됩니다. 각 샤드에는 자체 투표 선택 위원회가 있으며 각 샤드에 투표합니다.

위원회 기간

마찬가지로 비콘 체인에서 한 명의 위원회 구성원은 지정된 시간 내에 블록을 생성하는 작업을 할당받고 다른 위원회 구성원은 해당 기간 동안 각 제안에 대해 투표합니다. 핵심은 비콘체인이 샤드 블록체인을 상호 참조 시스템을 통해 참조할 때 모든 투표 데이터가 비콘체인에 포함된다는 점이다.

첫 번째 단계에서 스테이크는 비콘 체인 또는 특정 샤드에서 무작위로 배포됩니다. 지분이 840만 ETH 미만인 경우 모든 샤드를 완전히 서비스할 수 있는 담보가 충분하지 않아 샤드 작업이 다소 느려질 수 있습니다.

아래 그림은 한 가지 가능성을 보여줍니다. 스테이커 위원회는 샤드별로 할당됩니다.

이미지 설명

그림: 비트멕스 리서치

이를 통해 비콘 체인은 슬롯당 하나의 검증자 위원회만 가질 수 있습니다. 그러나 각 샤드 블록체인에는 마지막 비콘 블록의 해시가 포함되며 각 비콘 블록에는 모든 샤드에 대한 투표 데이터(상호 참조)가 포함될 수 있습니다.

따라서 샤딩된 블록체인의 모든 투표와 지분은 포크를 선택하고 메인 비콘 체인을 마무리하기 위한 규칙을 계산하는 데에도 사용될 수 있습니다. PoS 시스템은 위원회 디렉토리(인덱스)의 투표 데이터 대신 비콘 체인에 각 샤드에 대한 투표 데이터를 포함한다는 점을 제외하면 이전과 동일하게 작동합니다.
개별 샤딩된 블록체인에는 체크포인트 블록이 없으며 확인 또는 확정 프로세스가 없습니다. 트랜잭션이 샤드 내에서 완료되었는지 확인하려면 비콘 체인을 기다려야 합니다. Beacon Chain의 실제 블록이 완료되면 사용자는 트랜잭션이 샤드에서 이루어졌는지 확인할 수 있습니다.
따라서 가교는 다음을 수행합니다.

샤드 블록체인 위원회의 보팅 파워를 메인 비콘 체인의 보팅 파워로 계산합니다.

샤드 블록체인 블록을 확정하고 검증합니다.

이에 필요한 메커니즘은 아직 완전히 개발되지 않았습니다. 두 번째 단계가 시작되면 수요가 늘어날 수 있습니다.

샤딩 프레임워크를 사용하면 비콘 체인과 각 샤드를 포함한 모든 것을 처리할 수 있는 유연한 품질로 노드를 관리할 수 있습니다. 개별 샤드 체인의 헤드를 포함하는 비콘 체인만 관리할 수 있습니다.

비콘 체인과 선택된 샤드의 검증을 제어하는 노드인 세 번째 가능성이 있습니다. 사용자가 각 샤드를 처리하는 노드를 관리하지 않기로 선택한 경우 해당 샤드에서 프로세스의 신뢰성을 확인하기 위해 다른 사용자에게 의존해야 합니다. 그러나 일부 사용자는 이러한 샤드의 유효성을 검사하여 보증을 제공할 가능성이 매우 높습니다.

보조 제목

Ethereum 보유자는 DAO, Maker, DeFi와 같은 새로운 복잡한 시스템을 시도하는 경향이 있습니다.

일부 이더리움 커뮤니티 회원들은 이더리움 기술이 나온 지 5년이 됐지만 아직 뒤쳐져 있어 새로운 기술이 필요하다고 우려하고 있다.

이더리움 2.0은 새로운 아이디어에 대한 커뮤니티의 요구를 충족시키고 상당한 자금과 지분 보상(아마도 수십억 달러의 ETH)을 생성할 것으로 예상할 수 있습니다.

보조 제목

단기적으로는 많은 양의 ETH 토큰이 비콘 체인에 잠길 수 있습니다. 사용자가 새 블록을 패키징하여 돈을 벌 수 있는 기회에 매료될 것이기 때문입니다. 따라서 시장의 ETH 재고가 줄어들고 가격이 상승할 수 있습니다. 반면에 ETH는 차단된 것으로 간주되는 다른 계약에서 단순히 빨아들일 수 있습니다. 이더리움 2.0이 장기적인 토큰 가격 상승의 촉매제가 되려면 재고가 제한되지 않아야 할 뿐만 아니라 생성된 수요가 필요합니다.