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以太坊工作量證明

發布時間: 2023-01-15 04:07:44

以太坊合並會暴漲嗎

以太坊合並會暴漲嗎因為挖礦難度增加,所以物以稀為貴,可能會漲然後再跌。
以太坊是一個公共區塊鏈平台,其加密貨幣為以太幣ETH。有觀點認為,從PoW過渡到PoS後,將不能使用GPU開采以太幣,屆時「礦廠」關停,可能會有「礦卡」流入市場。
所謂的顯卡挖礦,涉及到了區塊鏈網路的運行方式。比特幣和以太坊都採用了名為PoW的工作量證明機制,在這種機制下,算力大小成為了獲得區塊獎勵的關鍵。
基於PoW的原理,人們漸漸發現GPU在「挖礦」方面擁有CPU難以企及的高度,這也讓各種型號的GPU成為了挖礦的主力,而加密貨幣價格的水漲船高更是讓挖礦收入暴增,礦工們對礦卡的搶購甚至引發了各廠商的顯卡漲價。

② 以太坊推出首個公共測試網用於全面升級至權益證明(PoS)

12月21日消息,以太坊核心開發人員 Tim Beiko 在Twitter上宣布,以太坊將推出第一個公開測試網 Kintsugi Merge Testnet,用於全面升級到權益證明(PoS)。Tim Beiko 還表示,盡管客戶端開發和 UX 會不斷改進,但鼓勵用戶盡早開始使用 Kintsugi,以便在合並後的環境中熟悉以太坊網路。重大升級將由存入 32 ETH 的抵押者執行。目前,230 萬個測試網 ETH 已經由相對 7.2萬名驗證者存入新網路,這表明社區已經為「加密領域最大的升級」做好了充分准備。 此外,根據報告,應用程序開發人員不會有太大變化,僅與共識層或執行層交互的工具也基本不受影響。

什麼是權益證明?

權益證明是一種區塊鏈網路達成共識的共識機制。

這將要求用戶抵押他們的以太幣從而成為網路中合法的驗證者。 驗證者有著與礦工在 工作量證明(pow)中相同的職責:將交易排序和創建新的區塊,以便讓所有的節點就網路狀態達成一致。

權益證明相較於工作量證明系統有許多改進:

1、提高能效——您不需要大量能源去挖掘區塊

2、門檻降低,硬體要求減少——您不需要優秀的硬體從而獲得建立新區塊的機會

3、更強的去中心化——權益證明可以在網路中提供更多的節點。

4、更有力的支持分片鏈——一個得以擴展以太坊網路的關鍵升級

權益證明、權益質押和驗證者

權益證明是一種用於激勵驗證者接受更多質押的基本機制。 就以太幣而言,用戶需要質押 32ETH 來獲得作為驗證者的資格。 驗證者被隨機選擇去創建區塊,並且負責檢查和確認那些不是由他們創造的區塊。 一個用戶的權益也被用於激勵良好的驗證者行為的一種方式。 例如,用戶可能會因為離線(驗證失敗)而損失一部分權益, 或因故意勾結而損失他們的全部權益。

以太坊權益證明是如何運作的?

與工作量證明不同的是,驗證者不需要使用大量的計算能力,因為它們是隨機選擇的,相互間沒有競爭。 他們不需要開采區塊,他們只需要在被選中的時候創建區塊並且在沒有被選中的時候驗證他人提交的區塊。 此驗證被稱為證明。 你可以認為證明是說「這個塊在我看來沒問題」。 驗證者因提出新區塊和證明他們已經看到的區塊而獲得獎勵。

如果你為惡意區塊提供證明,你就會失去你的股權。

權益證明和安全性

權益證明中仍然存在 51% 攻擊的威脅,但對於攻擊者來說攻擊成本越來越高。 要發起 51% 攻擊,你需要掌控 51% 以上的以太幣股權。 這不僅僅是一筆巨款,還很有可能導致以太幣貶值。 破壞你的貨幣價值的大部分權益是非常容易的。 當然也有更強有力的激勵措施來保持網路的安全和 健康 。

信標鏈上的權益消減、踢出和其餘懲罰、協調來防治其他惡意行為。 驗證者還將負責記錄這些事件。

優缺點

優點

權益質押讓您更容易運行一個節點。 這不需要在硬體或能源方面進行巨額投資。 如果你沒有足夠的 ETH 來進行質押,你可以加入質押池。

權益質押更加去中心化。 它允許更多人參與,並且更多的節點不意味著像挖礦一樣增加百分比的回報。

權益質押可以保證安全的防護。 分片鏈允許以太坊同時創建多個區塊,增加交易輸送量。 將以太坊網路置於工作量證明系統內,這會降低網路被攻擊所需的算力。

缺點

與工作量證明相比,權益證明仍處於起步階段,並且沒有經過實際應用的測試。



③ ETH的挖礦原理與機制

以太坊的挖礦過程與比特幣的幾乎是一樣的。ETH通過挖礦產生,平均每15秒產生1個塊,挖礦的時候,礦工使用計算機去計算一道函數計算題的答案,直到有礦工計算到正確答案即完成區塊的打包信息,而作為第一個計算出來的礦工將會得到3枚ETH的獎勵。

如果礦工A率先算出正確的答案,那麼礦工A將獲得以太幣作為獎勵,並在全網廣播告訴所有礦工「我已經把答案算出來了」並讓所有在答題的礦工們進行驗證並更新正確答案。如果礦工B算出正確答案,那麼其他礦工將會停止當前的解題過程,記錄正確答案,並開始做下一道題,直到算出正確答案,並一直重復此過程。

礦工在這個游戲中很難作弊。他們是沒法偽裝工作又得出正確答案。這就是為什麼這個解題的過程被稱為「工作量證明」(POW)。

解題的過程大約每12-15秒,礦工就會挖出一個區塊。如果礦工挖礦的速度過快或者過慢,演算法會自動調整題目的難度,把出塊速度保持在13秒左右。

礦工獲取這些ETH幣是有隨機性的,挖礦的收益取決於投入的算力,就相當你的計算機越多,你答題的正確的概率也就越高,更容易獲得區塊獎勵。

④ 【Discover ETH】什麼是權益證明PoS

本篇作為Discover系列文章的開篇,結合ETH2.0的目標,來談談權益證明PoS是什麼。

在談PoS之前,我們先來了解一下共識。共識,即達成了普遍協議。區塊鏈實質上是一個全球性的狀態機,達成共識意味著網路上至少有超過一半(51%)的節點同意網路的下一個全球狀態。
共識機制 (也稱為共識協議或共識演算法)允許分布式系統(計算機網路)協同工作並保持安全。當前主流的共識機制有兩種,分別是 工作量證明 (Proof of Work,PoW)和 權益證明 (Proof of Stake,PoS)。以太坊在設計之初就希望最終以太坊的共識機制能轉變為PoS,而PoW只作為一個過渡階段。但無論是PoW還是PoS,最終的目的都是相同的,即實現分布式計算機的共識機制。下面先簡單了解工作量證明(PoW)的工作機制。

工作量證明通過礦工們完成,礦工們需要競爭創建最新區塊以處理和完成交易。 獲勝者將與網路中的其他節點分享最新區塊,並且獲得最新的特定代幣區塊獎勵(如以太坊的以太幣)。由於用戶需要擁有超過網路中 51% 的算力才能夠欺騙整條鏈,因此網路安全得以保證。 這將需要巨大的設備和能源投入,所需的開支甚至可能超過收益。
工作量證明是08年在中本聰所創造的比特幣中提出的,至今已經經過了充分的考驗和測試,但隨著越來越多的礦工和礦池的加入,挖掘新的區塊的難度指數爆發式上升,也面臨的如下的問題:

PoS作為ETH2.0關鍵的建設目標,其作用不僅僅只是因為PoW帶來的環境不友好的能源消耗,還有PoS的建設能更有力支持 分片鏈 (以太坊網路擴展的關鍵升級),更強的去中心化特性等等。下面從幾個方面來簡單談談權益證明PoS的工作過程。

在以太坊中,工作量證明的過程參與的角色是礦工/礦池。其目的是通過算力試錯來反復計算,以此生成一個低於目標隨機數的混合哈希。這個計算難度依賴於區塊所聲明的 難度 ,難度越小,有效的哈希值的集合就越小。而在權益證明中,則沒有礦工這一角色,與之對應的是稱之為 驗證者 的角色。
在ETH2.0中,用戶需要質押 32ETH 來獲得作為驗證者的資格。驗證者被 信標鏈 隨機選擇去創建區塊,並且負責檢查和確認那些不是由他們創造的區塊。他們不需要開采區塊,他們只需要在被選中的時候創建區塊並且在沒有被選中的時候驗證他人提交的區塊。此驗證被稱為證明。
驗證者因提出新區塊和證明他們已經看到的區塊而獲得獎勵,對於一些惡意驗證者節點,也會有相應的懲罰機制使之失去質押。驗證者質押的ETH越多,獲得的獎勵也越多。可以這樣說,權益證明是一種用於激勵驗證者接受更多質押的機制。

前面提到了 分片鏈 這個名詞, 分片 就是將區塊鏈分成多條鏈。驗證者將會在不同的分片上處理它們的分片數據,以此來提高區塊鏈的工作效率。ETH2.0預計會有64個分片鏈。
驗證者會被隨機洗牌到不同的分片中,以防止驗證者惡意操縱節點並提高鏈的安全性。處理不同分片之間的數據的關鍵角色就是 信標鏈 (Beacon Chain)。
信標鏈 是協調分片信息、管理驗證者的連接不同分片的橋梁。
當用戶在分片上提交交易時, 驗證者 將負責將用戶的交易添加到分片區塊中。 信標鏈 通過演算法選擇驗證器以提出新的塊。如果一個驗證者沒有被選中提出一個新的分塊,它們將會證明另一個驗證者的提議,並確認一切都正常。
至少需要 128 個被稱為 委員會 committee )的驗證者來證明每個分片塊。委員會有一個提出和驗證分片區塊的時限,這個時限被稱為 插槽 Slot ),大約為12秒。 每個插槽只能創建一個有效區塊,一個 周期 Epoch ,大約6.4分鍾)有 32 個插槽。
每個周期過後,委員會都由不同的、隨機的參與者解散與重組,重組過程由一個半隨機演算法 RANDAO 來選擇,以此避免惡意節點的操縱。

ETH2.0使用 Cassper 終局協議來確認一個新的區塊是否得到足夠的證明,即只要2/3的插槽同意(即當前參與計算的2/3的驗證者節點),該區塊就會被最終確定。而推薦此區塊的驗證者將獲得獎勵。因此,在權益證明的機制下,每過6.4分鍾就會創建一個新的區塊。關於Cassper協議的詳細說明後續再進行探索。

權益證明的建設以太坊在15年就已經提出,截止至今也才完成了Phase 0信標鏈的建設。而下一階段的與主網合並,再下一階段的分片鏈建設也一再推遲。雖然PoS的建設非常緩慢,但無論如何,權益證明作為主流的共識機制演算法之一,也是值得我們探討其設計原理。
後續將會針對信標鏈的詳細設計、分片等ETH2.0內容進行探索。

⑤ eos和以太坊的區別

兩者共識機制不同。
EOS和以太坊之間的另一個顯著區別是區塊鏈共識機制,以太坊使用的是工作量證明機制(類似按勞分配),而EOS將使用DPOS授權股權證明機制,類似於董事會,董事會成員數量有限,由大家選舉產生,被選中的董事會成員可以行使權利。

⑥ 多鏈(Multichain)與以太坊(Ethereum)——戰斗正在進行中

GrandReview 進行的研究表明,區塊鏈市場在快速增長,並且沒有跡象表明這種增長會在短期內放緩。當區塊鏈處於起步階段時,它是緊密社區的領域,但現在已經擴展到大型企業、投資者甚至地方政府。但伴隨著如此快速的擴張而來的是一波新的挑戰,尤其是在可擴展性方面。

解決區塊鏈可擴展性問題

眾所周知,區塊鏈存在擁塞和可擴展性問題。這影響深遠,會導致交易處理時間變慢和交易費用增加,從而導致用戶體驗不佳。

這不是特定鏈所獨有的問題,但在以太坊——僅次於比特幣的第二大區塊鏈網路——的情況下尤其明顯。這導致一些開發人員變得如此沮喪,以至於他們轉向了其他網路,例如提供更高速度的 Solana 或 Cardano。

同時,大多數開發者都認為,要讓 DeFi 繼續獲得普及和牽引力,以及讓這些解決方案為大眾所接受,解決方案在於合作,而不是競爭。輸入多鏈宇宙的想法。

什麼是多鏈(Multichain)?

多鏈能否解決可擴展性問題?顧名思義,多鏈生態系統是一個多鏈生態系統,其中多個區塊鏈相互連接,最終目標是提升用戶體驗、提高效率並允許更廣泛地採用。但這需要有效的跨鏈解決方案。好消息是其中一些已經在生產中。讓我們看看 SushiSwap 和 Aave 採用多鏈。

SushiSwap 和 Aave 中的多鏈採用

SushiSwap 早在今年 3 月就進入了多鏈領域,現在是最大的多鏈採用者之一,存在於 13 條鏈上:包括 Ethereum、Binance Smart Chain、Polygon、Avalanche 和 Fantom。

Aave 將效仿。它已經通過其加密借貸產品取得了成功,這導致許多用戶鎖定了資產。

Aave 的創始人最近表示,該協議正在考慮在許多不同的網路上啟動。他還談到了 通過 EVM 兼容的解決方案 Neon Labs、 Avalanche和 Optimistic Rollup 解決方案 Arbitrum 和 Optimism 在 Solana上擴展 Aave的借貸市場,作為其多鏈戰略的一部分。

多鏈聚合器從何而來?

多鏈或跨鏈聚合器確定實現跨區塊鏈生態系統交易的最佳途徑。因此,它們減輕了現有區塊鏈用戶的負擔,並消除了新加入者的一些進入障礙。

這種聚合器的一個例子是Apeboard,它使用戶能夠跨不同平台監控他們的投資組合。Apeboard 支持 11 條鏈,包括 Ethereum、Binance Smart Chain、Polygon、Solana 和 Terra。它非常適合監控多個鏈之間的資產和跟蹤余額。

這里還值得一提的是 1Inch,這是一個交易所聚合器,它通過掃描 DEX 來為交易者找到最低的加密貨幣價格。1inch 為以太坊、幣安智能鏈和 Polygon 的 78 個平台提供流動性。

流行的多資產區塊鏈 - Orbit Chain、Polkadot 和 Cosmos

在談論多鏈未來時,重要的是要討論多資產區塊鏈,它使用去中心化跨鏈通信 (IBC) 存儲、傳輸和驗證存在於整個公共區塊鏈上的信息和資產。其中最受歡迎的是 Orbit Chain、Polkadot 和 Cosmos。

多鏈未來的多種可能性

目前區塊鏈仍然由其每個組成部分定義和體驗,這意味著從用戶的角度來看,它缺乏流動性。有些人甚至將其與互聯網的早期階段進行了比較。多鏈技術將顛覆這種體驗,以至於用戶甚至可能不知道他們在哪個鏈上操作。這種變化對於使區塊鏈過渡到高增長行業至關重要。

多鏈將支持許多部門採用區塊鏈,尤其是金融和銀行業。如果沒有這種互操作性,使用不同區塊鏈的銀行之間的交易對於所有相關人員來說都將非常復雜。但是使用多鏈方法,傳輸數據不僅簡單,而且快速且安全。

同樣,在供應鏈管理中,區塊鏈互操作性可以帶來巨大的好處。區塊鏈的特性允許斷開的供應鏈管理系統在沒有高投資成本的情況下互操作。因此,利用這些特徵來改變供應鏈是有意義的。

最後,互操作性的一個重要好處是,以前在孤島中工作的不同開發團隊可以利用彼此的解決方案,從而推動整個行業的創新。

為什麼以太坊可能會阻止多鏈

目前,阻礙多鏈未來的最大發展是 ETH 2.0的推出——網路升級將使以太坊網路更具可擴展性和安全性。為實現這一目標,以太坊將其共識機制從工作量證明(PoW)更改為權益證明(PoS)。升級可能會對以太坊的價格產生重大影響,因為其較低的費用和更快的交易將使網路向更多的用戶群體開放。

以太坊已經允許在 L2 匯總上進行資產轉移——以太坊智能合約內的鏈下交易聚合器。他們的目標是通過增加區塊鏈的吞吐量來減少費用和擁塞。但在資產轉移方面,它們也提供了許多解決方案。

人們普遍認為,L2 解決方案在使以太坊贏得主流用戶方面發揮了重要作用。據估計,L2 每秒可以處理 2,000-4,000 筆交易,這已經非常接近 Visa 的處理能力。隨著第 1 層與以太坊 2.0 和第 2 層的擴展,以太坊將利用一些強大的經濟帶寬。

事實上,如果 ETH 2.0 全面生效,開發人員可能看不到任何擁抱多鏈的理由——以太坊將為他們提供所需的一切。



⑦ 一文讀懂以太坊—ETH2.0,是否值得長期持有

這幾天一直在看關於ETH倫敦升級方面的資料,簡單的聊一下,在加密貨幣的世界裡,無論是投資機構、區塊鏈應用開發者、礦機商,還是個人投資者、硬體供應商、 游戲 行業從業者等等,提起以太坊,或多或少都會有一些了解。

一方面取決於以太坊代幣 ETH 本身的造富效應。從 2014 年首次發行以來,投資回報率已經超過 7400 倍。


另一方面,以太坊作為應用最廣泛的去中心應用編程平台,引來無數開發者在其之上開發應用。這些應用不僅產生了巨大的商業價值,伴隨 DEFI 生態、NFT 生態、DAO 生態蓬勃發展,也給 ETH 帶來了更多使用者。


隨著「倫敦升級計劃」臨近,ETH 再次聚集所有人的關注目光。


以太坊 2.0 到底是什麼?包含哪些升級?目前進展如何?


以太坊 2.0 到來,會對現有以太坊生態的去中心化應用產生哪些影響?


ETH 是否值得持續投資?看完相信你會有自己的判斷。


如果將搭建應用比作造房子,那麼以太坊就提供了牆面、屋頂、地板等模塊,用戶只需像搭積木一樣把房子搭起來,因此在以太坊上建立應用的成本和速度都大大改善。以太坊的出現,迅速吸引了大量開發者進入以太坊的世界編寫出各類去中心應用,極大豐富人們對去中心應用場景的需求。

以太坊應用開發模型示意


以太坊與ETH


現有市場的加密貨幣,只是在區塊鏈技術應用在某一場景下的單一代幣。


以太坊也不例外,它的完整項目名稱是「下一代智能合約與去中心化應用平台」,Ether(以太幣)是其原生加密貨幣,簡稱 ETH。


ETH 除了可以用來與各種類型數字資產之間進行有效交換,還提供支付交易費用的機制,即我們現在做鏈上操作時所支付的 GAS 費用。GAS 費用機制的出現,即保護了以太坊網路上創建的應用不會被惡意程序隨意濫用,又因為 GAS 收入歸礦工所有,讓更多的用戶參與到以太坊網路的記賬當中成為礦工,進一步維護了以太坊網路安全與生態發展。


與 BTC 不同的是,ETH 並沒有採用 SHA256 挖礦演算法,避免了整個挖礦生態出現由 ASIC(專用集成電路)礦機主導以至於大部分算力被中心化機構控制所帶來的系統性風險。


以太坊最初採用的是 PoW(Proof of Work)的工作量證明機制,人們需要通過工作量證明以獲取手續費回報。我們經常聽說礦工使用顯卡挖礦,他們做的就是 POW 工作量證明。顯卡越多,算力越大,那麼工作量就越大,收入也就越高。


當前,整個以太坊網路的總算力大約為 870.26 TH/s,用我們熟悉的消費級顯卡來對比,英偉達 RTX 3080 的顯卡算力大約為 92-93 MH/s,以太坊網路相當於 936 萬張 3080 顯卡算力的總和。


以太坊白皮書內非常明確提到之後會將 PoW 工作證明的賬本機制升級為 POS (Proof of Stake)權益證明的賬本機制。


ETH經濟模型


與 BTC 總量 2100 萬枚不同,ETH 的總量並沒有做上限,而是在首次預售的 ETH 數量基礎上每年增發,增發數量為 0.26x(x 為發售總量)。


但也不用擔心 ETH 會無限通脹下去,長期來看,每年增發幣的數量與每年因死亡或者粗心原因遺失幣的數量大致相同,ETH 的「貨幣供應增長率」是趨近於零的。


ETH 分配模型包含早期購買者,早期貢獻值,長期捐贈與礦工收益,具體分配比例如下表。

現在每年將有 60,102,216 * 0.26 = 15,626,576 個 ETH 被礦工挖出,轉成 PoS 後,每年產出的 ETH 將減少。


目前,市場上流通的 ETH 總量約為 116,898,848 枚,總市值約為 2759 億美元。


以太坊發展歷程


1. 邊境階段(2015年):上線後不久進行了第一次分叉,調整未來挖礦的難度。此版本處於實驗階段,技術並未成熟,最初只能讓少部分開發者參與挖礦,智能合約也僅面向開發者開發應用使用,並沒有用戶參與,以太坊網路處於萌芽期。


邊境階段 ETH 價格:1.24 美元。


2. 家園階段(2016年):以太坊主網於 2016 年 3 月進行了第二次分叉,發布了第一個穩定版本。此版本是第一個成熟的正式版本,採用 100% PoW 證明,引入難度炸彈,隨著區塊鏈數量的增加,挖礦難度呈指數增長,網路的性能大幅提升,以太坊項目也進入到快速成長期。在」家園「版本里,還發生了著名的」The DAO 攻擊事件「,以太坊被社區投票硬分叉為以太坊(ETH)與以太經典(ETC)兩條鏈,V 神站在了 ETH 這邊。


家園階段 ETH 價格:12.50 美元。


3. 都會階段(2017~2019年):都會的開發又分為三個階段,升級分成了三次分叉,分別是 2017 年 10 月的「拜占庭」、2019 年 2 月底的「君士坦丁堡「、以及 2019 年 12 月的「伊斯坦布爾」。這些升級主要改善智能合約的編寫、提高安全性、加入難度炸彈以及一些核心架構的修改,以協助未來從工作量證明轉至權益證明。


在都會階段,以太坊網路正式顯現出其威力,正式進入成熟期。智能合約讓不同鏈上的加密貨幣可以互相交易,ERC-20 也在 2017 代幣發行的標准,成千上萬個項目在以太坊網路進行募資,被稱作「首次代幣發行(ICO)」,相信很多幣圈的老人都是被當時 ICO 造富效應帶進來的。到 2019 年,隨著DeFi 生態的崛起,金融產品正式成為以太鏈上最大的產業。


都會階段 ETH 價格:151.06 美元。


4. 寧靜階段(2020-2023年):與都會分三階段開發相同,寧靜階段目前預計分成三次分叉:柏林(已完成)、倫敦(即將到來)、以及後面的第三次分叉。「寧靜」階段又稱為「以太坊 2.0」,是項目的最終階段,以太坊將從工作量證明方式正式轉向權益證明,並開發第二層擴容方案,提高整個網路的運行效率。


寧靜階段可以說是以太坊網路的集大成之作,如果說前個三階段只是讓以太坊的願景展現的實驗平台,寧靜階段之後的以太坊,將正式成為完全體,不僅有完備的生態應用,超級快的處理速度,眾多網路協同發展,而且 PoS 機制會非常節約能源,真正代表了區塊鏈技術逐漸走向成熟的標志。


寧靜階段 ETH 價格:2021 年 4 月 15 日完成的柏林階段,當天價格為 2454 美元。

即將到來的倫敦協議升級

以太坊生態


以太坊的生態發展,從屬性劃可分為兩大類:一是以太坊網路生態應用建設,二是以太坊網路擴容建設。兩者相互融合,互相成就,應用需要更健壯強大的網路作為承載,網路需要功能完善的應用場景服務用戶。


先說應用生態,以太坊的生態我們又可以分為以下幾大類:


1. 去中心化自製組織(DAO)生態


什麼是去中心化自製組織?還是以我們熟悉的比特幣舉例:比特幣目前市值七千多億美金,在全球資產市值類排名第九,但比特幣並不是某一公司發布的產品,也沒有特定公司組織招聘人員進行維護。比特幣現有的一切,都源於比特幣持有者、比特幣礦工自發形成的分布式組織,他們通過投票方式規劃比特幣發展路線,自發參與維護比特幣程序與網路 —這僅僅因為只要擁有比特幣,所有人都是比特幣網路建設中的受益者,一切維護都源於自身的利益關系。


比特幣的發明與成功運行,突破了由荷蘭人創建、至今流行 400 多年的公司商業架構,開創出一種全新的、無組織架構的、全球分布式的商業模式,這就是 DAO。


再說回以太坊,以太坊的 DAO 可以由智能合約編寫,用戶自定義應用場景。簡單說就是我們規定出程序執行條件與執行范圍,真實世界裡只要觸發設定好的條件,程序就會自動執行運行,且所有過程都會在以太坊的網路上進行去中心化公開驗證,不需要經過人工或者任何第三方組織機構確認。


以太坊 DAO 生態演化出許多商業場景,有慈善機構使用 DAO 建立公開透明的捐款與使用機制,有風投機構使用 DAO 建立公平分配的風險基金。


以太坊生態的很多項目都採用 DAO 自治,代表項目有:Uniswap,AAVE,MakerDAO,Compound,Decred,Dash 等。


2. 去中心化金融(DEFI)生態


在傳統商業世界裡,我們如果需要借錢、存錢,或者買某一公司股票,或者做企業貸款、融資,只要是進行金融活動,總離不開與銀行、證券機構、會計事務所這些金融機構打交道。


而在去中心的世界裡,區塊鏈本質就是集合所有人交易記錄且公開的大賬本,我們可以非常容易的追溯到每一個錢包地址發生過的每一筆交易,查詢到任意一個錢包地址的余額信息,從而對錢包地址里的資產做評估。


舉個例子:全世界個人貸款最貴的國家是印度,印度的年輕人房貸利率目前是 8.8%,最高曾經到過 20%;與此對應,全世界個人存款利率最低的國家是日本,日本政府為了鼓勵民眾消費,在很長一段時間里銀行存款利率是負值,日本人在銀行存款不僅沒有利息,還要給銀行交保管費。理論上,如果日本人將自己的存款借與印度人,雙方都能獲得利益最大化,但現實生活中這樣的場景很難發生。一是每個國家都有外匯管制,日本人的錢並不容易能給到印度人,二是印度人的信用如何日本人也不好評估,大家沒有統一標准,萬一借出去的錢無法歸還,不能沒了收益還要蒙受損失。


但在去中心的世界裡,這樣的事情就簡單的多。


如果印度人的錢包地址里有比特幣,我們就可以利用智能合約,印度人將自己的比特幣質押進去,根據比特幣當時的價格,系統自動給印度人一個授信額度,印度人就可以拿著這個額度去和日本人借款,並規定好還款的周期與利率。如果印度人違約,合約自動將印度人質押進去的比特幣扣除,優先保障日本的權利,這樣,日本人不用擔心安全問題放心享受收益,印度人也有了更多的款項做為流動資金。


這個例子就是去中心金融的簡單應用,實際上,這就是我們參與 DEFI 挖礦是質押理財的原理 —— 當然真正應用實現演算法與場景要復雜的多。


DEFI 根據場景不同,又可以分為很多賽道,比如穩定幣、預言機、AMM 交易所、衍生品、聚合器等等。


DEFI 代表項目有:Dai,Augur,Chainlink,WBTC,0x,Balance,Liquity 等。


3. 非同質化代幣(NFT)生態


世界名畫《蒙娜麗莎》,只有達·芬奇的原版可以展覽在法國盧浮宮博物館,哪怕現代的技術可以無比精細地復刻出來,仿品都不具備原版的收藏價值。


這就是 NFT 的應用場景。NFT是我們可以用來表示獨特物品所有權的代幣,它們讓我們將藝術品、收藏品甚至房地產等現實事物唯一代幣化。雖然文件(作品)本身是可以無限復制,但代表它們的代幣在鏈上可以被追蹤,並為買家提供所有權證明。


相比現實中實物版權、物權的雙重交割相比,NFT 只需要交割描述此物品的唯一代幣。NFT 作品往往存儲在如 IPFS 這樣的分布式存儲網路里,隨用隨取,永不丟失,加之交割簡單方便,很快吸引了大量玩家與投資者收藏轉賣,NFT 出現也給藝術家提供了全新的收入模式。


類似 DEFI 生態,NFT 生態根據應用場景不同也產生了不同賽道,目前比較火熱的賽道有 NFT 交易平台,NFT 游戲 平台,NFT 藝術品平台, NFT 與 DEFI 結合在一起的金融平台。


NFT 代表項目有:CryptoKitties,CryptoPunks,Meebits,Opensea,Rally,Axie Infinity,Enjin Coin,The Sandbox 等。


4. 標准代幣協議(ERC-20)生態


與 NFT 非同質化代幣所對應的,就是同質化代幣。比如我們使用的人民幣就是一種同質化代幣,我們可以用人民幣進行價值交換,即使序號不同也不影響其價值,如果面額相同,不同的鈔票序號對持有者來說沒有區別。


BTC,ETH 和所有我們熟知的加密貨幣,都屬於同質化代幣。同種類的一個比特幣和另一個比特幣沒有任何區別,規格相同,具有統一性。在交易中,只需關注代幣交接的數量即可,其價值可能會根據交換的時間間隔而改變,但其本質並沒有發生變化。


以太坊的 ERC-20 就是定義這種代幣的標准協議,任何人都可以使用 ERC-20 協議,通過幾行代碼,發布自己在以太坊網路上的加密貨幣。


現在,以太坊網路上運行的代幣種類有上百萬個,上邊提到的項目,大多也在以太坊網路中發布了自己的同質化代幣。


ERC-20 代表項目有:USDT,USDC,WBTC 等。


以太坊網路擴容性


我們先引入一個概念:區塊鏈的不可能三角,即無論何種方法,我們都無法同時達到可擴展、去中心化、安全,三者只能得其二。


這其實很好理解,如果我們要去中心化和安全,就需要更多有節點參與網路進行驗證,從而導致驗證人增多、網路效率降低,擴展性下降。網路性能建設就是在三者之間找到平衡點。


用數據舉例,目前比特幣可處理轉賬 7 筆 / 秒,以太坊是 25 筆 / 秒,而 VISA 平均為 4500 筆 / 秒,峰值則達每秒上萬筆。這種業務處理能力的差別,我們就可以簡單理解為是「吞吐量」的差距。而想要提高吞吐量,則需要擴展區塊鏈的業務處理能力,這就是所謂的擴展性。


根據優化方法不同,以太坊網路性能擴容方案可以分為:


1. Layer 1 鏈上擴展,所有交易都保留在以太坊上的擴展解決方案,具有更高的安全性。


鏈上擴展的本質還是改進以太坊主鏈本身,使整個系統擁有更高的拓展性與運行效率。一般的方法有兩種,要麼改變共識協議,比如 ETH 將從 PoW 轉變為 PoS;要麼使用分片技術,優化方法使網路具有更高效率。


2. Layer 2 鏈下擴展,在以太坊協議之上分層單獨做各場景解決方案,具有更好的擴展性。


鏈下擴展可以理解為把計算、交易等業務處理場景拿到以太坊主鏈之外計算,最後將計算好的結果傳回主鏈,主鏈只反映最終的結果而不用管過程,這樣,無論多麼復雜的應用都不會對主鏈產生影響。


我們並不需要明白具體技術實現,只需知道:相比 Layer 1 方案,Layer 2 方案網路不會干擾底層區塊鏈協議,可以替 Layer 1 承擔大部分計算工作,從而降低主網路的負擔提高網路業務處理效率,是目前公認比較好的擴容方案。


以太坊2.0


終於講到以太坊 2.0,回到主題。


通過回顧以太坊的發展 歷史 ,以太坊 2.0 並不是新項目,它只是以太坊開發進程的最後一個階段,它將由整個以太坊生態多個團隊協同完成,目標是使以太坊更具可擴展性、更安全和更可持續,最終成為主流並為全人類服務。


ETH2建設目標:


1. 更具可擴展性。每秒支持 1000 次交易,以使應用程序使用起來更快、更便宜。


2. 更安全。以太坊變得更加安全,以抵禦所有形式的攻擊。


3. 更可持續。提高網路性能的同時減少對能源的消耗,更好地保護環境。


最重要的變化,ETH2 將從 ETH1 使用的 PoW(Proof of Work)工作量證明機制升級為 POS (Proof of Stake)權益證明機制。不再以算力做為驗證方式,而是通過質押加密貨幣的數量做為驗證手段。礦工不需要顯卡也能挖礦,既節省了時間成本與電力成本,又提高了 ETH 的利用率,非常類似錢存在銀行獲得利息。


ETH2 主要使用的技術是分片分層技術實現整個網路擴容。


ETH2 升級將分為三個階段進行:


1. 階段0(正在進行):信標鏈的創建與合並。信標鏈是 ETH2 的主鏈,如同人類的大腦,是 ETH2 得以運行的基礎。


2. 階段1(預計2022年):分片鏈的創建與應用。當信標鏈與 ETH1 合並完成後,就進入分片鏈的開發階段。分片鏈可以理解為將 ETH2 主鏈的整塊數據按一定規則拆分存放,單獨建立新鏈處理,用來分擔主鏈上的數據壓力,目前規劃是建立 64 條分片鏈。


舉個例子,從北京到上海,原來的交通工具只有一條公路,所有的車輛都需要在上邊運行,就會非常擁擠;現在通過分片技術,多出來高鐵、飛機等交通方式,分流的車輛同時到達速度更快,這就是分片鏈起到的作用。

分片鏈與主鏈交互示意圖


3. 階段2(預計2023年):整個網路功能的融合。到了此階段,整個系統的功能全面開始融合,分片鏈的功能會更加強大,新的處理機制開始支持賬戶、智能合約、開發工具的創建,新的生態應用等。


此階段是以太坊網路的最終形態,網路性能得到全面提升,生態應用全面爆發。但要服務全人類,ETH2 每秒 1000 次的交易效率顯然還是遠遠不夠,以太坊也會為它的目標持續優化下去。


ETH2對於大家有什麼影響?


1. 對於以太坊生態開發者。ETH2 在部署應用的時候,是需要選擇應用在哪條分片網路進行部署,造成這種差異的原因是跨分片通信不同步,這就意味著開發者需要根據自己發展計劃做不同的組合。


2. 對與 ETH 持幣者。ETH2 與 ETH1 數據完全同步,代幣也不會有任何變化,你可以繼續使用現在的錢包地址繼續持有 ETH。


3. 對於礦工。雖然 PoW 與 PoS 還會並行一段時間,可以預計的 PoW 礦機的產出會越來越少,應該開始減少 PoW 礦機的投資,開始轉向 PoS 機制。


4. 對於用戶。ETH2 速度更快,交易手續費更低,網路體驗會非常好,唯一值得注意的是,由於 Dapp 部署在不同的分片網路上,可能需要手動選擇應用的網路選項。


ETH是否值得投資?


ETH 是除了 BTC 以外市場的風向標,明確了解 ETH2 非常有助於我們理解其他區塊鏈項目,理解二級市場。


簡單總結幾個點吧:


1. 通過以太坊的項目分析,我們可以清晰地看到:在比特幣之後,以太坊項目的發展史就是目前區塊鏈應用生態的發展史。無論 DEFI 生態,NFT 生態,DAO 生態還是代幣、合約、協議生態,其實在以太坊發布白皮書時已有預見,後來出現的項目,都是圍繞以太坊做驗證。


2. 以太坊的聯合創始人里,只有 V 神還在為以太坊事業做貢獻,但這並不影響以以太坊繁榮發展。以太坊初始團隊只是創建了它,後續的發展是社區、開發者、礦工與用戶共同建立的結果,現在的以太坊早已不是某一個人的思維,它是所有以太坊生態參與者共同的結晶,它屬於全人類。


3. 以太坊在過去的幾年一直沿著既定的開發軌跡發展,雖然中途一度出現過危機,以太坊「被死亡」了好幾百次,以太坊還是頑強的發展下來,並且擁有了繁榮生態。ETH2 還要兩三年時間才能落地,中間也充滿變數,比如其他的公鏈搶佔先機,但可以預見,ETH2 後的以太坊會更加健壯。


4. 不要在抱有任何 BTC 會死亡,區塊鏈行業會消失這樣的偽命題。BTC、ETH 讓我們看到了突破原有公司組織架構,一種全新無組織架構的商業模式存在,這種商業模式顯然更符合這個時代的發展需求,無論項目地發起團隊在不在,無論各國政府如何打壓,只要技術對人類有貢獻,就會由人員自發組織維護,區塊鏈技術是革命。


5. ETH2 的上線,短期看 PoW 獎勵與 PoS 獎勵並行,可能會讓 ETH 總通脹率短期內飆升,長期看 ETH 通脹率始終保持平衡。加上 ETH 本身的生態與應用場景,ETH是值得投資的,目前看不到有其他公鏈代替以太坊公鏈的可能性,ETH2 的上線,甚至會對其他公鏈造成「虹吸效應」,萬鏈歸一。

#比特幣[超話]# #數字貨幣#

⑧ 以太坊基金會:ETH將在未來幾個月轉向PoS 能源消耗至少減少99.95%

長話短說:以太坊在合並完成後的能源消耗至少能減少99.95%。

以太坊將在接下里的幾個月完成向權益證明(PoS)共識機制的過渡,這帶來了無數種已被理論化的改進。但既然信標鏈( Beacon chain)已經運行了幾個月的時間,我們實際上就可以深入研究具體的數字了。我們很高興 探索 的一個領域涉及新的能源使用估算,因為我們將結束在共識上花費一個國家所耗能源價值的過程。

截至目前,還沒有任何關於能源消耗(甚至使用什麼硬體)的具體統計數據,因此下面是對以太坊未來能源消耗的粗略估算。

由於很多人都在運行多個驗證器,因此我決定使用可存款的獨立地址的數量,來作為今天有多少台伺服器的代理數。很多質押者可以使用多個 ETH 1.0地址,但這在很大程度上抵消了那些冗餘設置。

在撰寫本文時,有來自16405個獨立地址的140592個驗證器。顯然,這是由於交易所和staking質押服務造成的偏差,因此移除它們會導致有87,897個驗證器被假定是在家裡質押的。作為一個健全的檢查,這意味著平均每個家庭質押者運行了5.4個驗證器,這對我來說似乎是一個合理的估計值。

能源要求

運行一個信標節點(BN)、5.4個驗證器客戶端(VC)以及一個以太坊1.0全節點需要多少能量?以我的個人設置為基礎,大約是15瓦。Joe Clapis(Rocket Pool開發者)最近運行了10個驗證器客戶端(VC),1個Nimbus信標節點(BN)以及1個10Ah USB電池組的Geth全節點,然後運行了10個小時,這意味著這個設置平均為5瓦。而一般的投資人不太可能運行這樣的優化設置,所以我們取100 瓦作為參考數。

將其與之前的87000個驗證器相乘,就意味著家庭質押者的消耗電量約為1.64兆瓦。估計託管質押者所消耗的能源會更多一些,他們運行了成千上萬個具有冗餘和備份的驗證器客戶端。

為了簡化計算,我們還假設他們每5.5個驗證器使用100瓦。基於我所接觸過的基礎設施團隊,這是一個粗略的高估值。真正的答案要少50倍左右(如果你是一個質押託管團隊,並且每個驗證器消耗電量超過5瓦,我相信我可以為你提供幫助)。

因此,總的來說,採用權益證明(PoS)的以太坊網路會消耗大約2.62兆瓦的電量。這不是一個國家的用電規模,也不是省甚至城市的用電規模,而大約是一個小鎮(約2100個美國家庭)的用電規模。

作為參考,當前工作量證明(PoW)以太坊網路所消耗的能量相當於一個中等國家的能源,但這實際上是保持PoW鏈安全所必需的。顧名思義,PoW達成共識的基礎是哪個分叉在這方面做的「工作」最多。有兩種方法可以提高「工作」完成率,一是提高挖掘硬體的效率,二是同時使用更多的硬體。為了防止區塊鏈被成功攻擊,礦工必須比攻擊者更快的速度「工作」。由於攻擊者很可能擁有類似的硬體,礦工必須保持大量高效的硬體運行,以防攻擊者挖出它們,所有這些硬體都會消耗大量的能量。

在PoW共識機制下, ETH 價格與算力正相關。因此,隨著價格的上漲,在均衡狀態下,網路消耗的電力也會隨之增加。而在PoS共識機制下,當 ETH 價格上漲時,網路的安全性也會提高( ETH 的價值更高),但對能源的需求保持不變。

一些比較

據數字經濟學者估計 ,以太坊礦工目前每年要消耗44.49太瓦時的電量,這意味著,根據上述保守估計,PoS的能效提高了約2000倍,這反映了總能源使用量至少減少了99.95%。

如果每筆交易的能耗高於你的速度,則約為35Wh/tx(平均約60K gas/tx)或TV約20分鍾的耗電量。相比之下,以太坊PoW每筆交易使用相當於一棟房子2.8天的能量,比特幣的每筆交易則消耗相當於一棟房子38天的能量。

展望未來

盡管以太坊目前仍在使用PoW共識機制,但這種情況不會持續太久。在過去的幾周里,我們看到了第一批用於合並的測試網的出現(註:The Merge合並是以太坊從PoW切換到PoS時的名稱)。幾個工程師團隊正在加班加點地工作,以確保合並盡快到來,同時又不影響安全性。

擴容解決方案(例如rollup和分片)將通過利用規模化經濟來幫助進一步減少每次交易消耗的能量。

以太坊網路超級耗電的日子屈指可數了,我希望這個行業的其他部分也是如此。

⑨ 以太坊測試網路testNet匯總

在以太坊的交易過程中需要使用到以太幣,我們想要獲得以太坊主網上的代幣,只能通過GPU礦機挖礦或者交易所購買。然而在測試環境中獲取eth就容易多了。你可以在 私有鏈 中自己挖礦,或者公共測試鏈( testnet )中直接獲得。下面就和大家講講常用的幾種以太坊測試網路。

測試網路(簡稱testnet) 用於模擬乙太網主網的行為。擁有幾乎和以太坊等效的功能。因此可以在Testnets上開發和測試自己的智能合約,測試發幣等等,作為上鏈前的評估環境。當主網(簡稱mainnet)即將包含對以太坊協議的任何重大改變時,其測試主要在這些測試網路上完成。注意:這些網路上的代幣只能在測試環境(開發環境)中使用。

Ethereum以太坊有許多專用測試網路,他們由各種客戶端支持,最常用的3種分別是Ropsten、Kovan、Rinkeby。

以上3個是不需要在本地搭建任何服務就可以直接使用的。

對於開發中的測試環境,建議你使用 Rinkeby 或 KoVan 測試鏈。這是因為他們使用的工作量證明 POA 共識機制,確保交易和塊能夠一致並及時的創建。 Ropsten 測試鏈,雖然最接近公有鏈( Mainnet ),但是因為它使用的工作量證明是POW共識機制,過去已受到垃圾攻擊,對以太坊開發人員來說往往有更多的問題。

推薦:
以太坊測試網路Rinkeby使用教程

Rospten 以太坊測試網路的使用

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