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pos機以太網設置
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文章來源：微信公眾號：ETH中文網
以太坊開發(fā)者很早就意識到以太坊網絡擴容是一個值得探討和投入的主題。然而，直到2017年底，擴容性問題才開始顯現：一個名為 CryptoKitties （加密貓）的去中心化應用程序（dApp）造就了大量流量，導致網絡產生延遲。除此之外，gas（以太坊區(qū)塊鏈合約中運行每項操作所需的費用）的價格也隨著用戶競相進行交易驗證而飆升。
雖然這個故事現在已經過度報道和消費，但 CryptoKitties 事件確實揭示了一個現實：目前以太坊網絡的容量狀態(tài)可能還沒有為成功的 dApp 帶來的巨大流量做好準備。速度緩慢和成本不穩(wěn)定的原因使人們對以太坊平臺和去中心化應用程序敬而遠之。DApp 開發(fā)者正致力于首個能真正實現廣泛采用的應用程序，所以開發(fā)者必須持續(xù)攻克區(qū)塊鏈擴容問題。
擴容性解決方案面臨“三元悖論”
圖源 ConsenSys
區(qū)塊鏈技術中有這樣一個理論：網絡可以同時支持以下的兩種屬性，即安全性、去中心化和擴容性。此即“三元悖論”，在這個現象越來越為人熟知時，也已經成為了以太坊開發(fā)者要面臨的挑戰(zhàn)，因為開發(fā)者想要在提升擴容性以供更廣泛的采用和實現時，也能維持區(qū)塊鏈的核心特征（去中心化和安全性）。然而目前有些擴容性解決方案會嚴重影響安全性或者去中心化：
從理論上來說，使用代幣是擴容問題的解決方案之一。這個方案擯棄了所有交易都發(fā)生在一條區(qū)塊鏈上的想法，采行多個代幣共存但運行于獨立區(qū)塊鏈上的模式。通過將運行壓力分布至其他區(qū)塊鏈上使得擴容性得以實現。但是，如此一來每條區(qū)塊鏈的節(jié)點將會減少，那么區(qū)塊鏈就更容易受到攻擊或產生欺詐行為。因此，使用代幣的解決方案兼顧去中心化和擴容性，但對于安全性卻是捉襟見肘。擴大區(qū)塊容量是另一個解決擴容性問題的理論方案。如果每個區(qū)塊的容量增加，所有的節(jié)點仍然可以運行各種操作，但是同樣的時間卻可以容納更多的交易。然而，隨著區(qū)塊容量增大，需要耗費更高的成本來打包交易，這對于許多礦工來說是難以負擔的。這就可能導致網絡將來被一些超級計算機掌控，因為它們擁有足夠驗證每個區(qū)塊的資源。由此看來，增加區(qū)塊容量能夠保證安全性和擴容性，卻顯著降低了網絡的去中心化程度。確實，在區(qū)塊鏈發(fā)展之初，我們的關注點主要是安全性和去中心化。因此，要實現擴容性最大的阻礙是每個節(jié)點都需要親自處理每筆交易。即使做到絕對安全和去中心化，系統(tǒng)已經沒有為擴容性解決方案預留下多少空間。那么問題來了，我們要如何對以太坊進行擴容，而不影響安全性和去中心化的前提。
目前有四種協議在開發(fā)中，以期解決擴容性問題，即分片(sharding)、Plasma和雷電網絡，至于第四種協議，Casper，在內容上更為廣泛，但仍然對以太坊甚至是其他區(qū)塊鏈網絡提供擴容性參考。
分片 Sharding
分片這種擴容方案仍然將所有交易運行在原來的區(qū)塊鏈上，因此被稱為“鏈上”方案。上文提到以太坊中的每個節(jié)點都需要處理每筆交易，而分片就旨在解決在以太坊網絡交易的線性問題。
分片可以讓節(jié)點同時并行操作，也就提高了整體區(qū)塊鏈的每秒交易處理量。在分片方案下，以太坊網絡可以被劃分成多組節(jié)點。每組節(jié)點構成一個分片，每個分片處理組內的所有交易。這就使得每個分片可以同時處理不同的交易。
在每個分片內部，某些節(jié)點扮演了“匯總人”(collators)的角色，定期創(chuàng)建“匯總”(collation)，或者說是關于該分片的信息合集。每個 collation 都會包括以下信息：
1. 該 collation 所屬分片信息；
2. 交易完成之前分片狀態(tài)的信息；
3. 交易完成之后分片狀態(tài)的信息；
4. 2/3匯總人的數字簽名以驗證 collation 中的信息。
在網絡中，每個分片中的匯總信息都會被整合進一個單獨的區(qū)塊，然后添加到到以太坊區(qū)塊鏈中。也就是說，分片技術使得節(jié)點組合處理并驗證交易，但只有匯總信息會被添加到區(qū)塊鏈上。假設有10個分片，每個分片處理5筆交易，那么下個區(qū)塊鏈中的區(qū)塊則包含了50筆交易信息，而不再要求節(jié)點按順序處理這五十筆交易。
但是分片技術會伴隨兩個問題。首先，每個分片都必須保證有足夠多的節(jié)點才能確保網絡的安全性。如果節(jié)點過少，那么2/3的匯總人則有可能進行串通，從而產生惡意行為。其次，兩個分片之間的交易處理難度很高，如果只存在一個分片，則不會產生類似問題，因為它代表了整個區(qū)塊鏈。目前的方法還需要詳盡的收據和證明。
Plasma
Plasma是另一種在 “鏈下” 處理交易的解決方案，也就是說，交易并不是在以太坊主網上進行。Plasma使得許多區(qū)塊鏈（子鏈）能夠從原來的區(qū)塊鏈上分離出來（根鏈）。因此，每條子鏈都能在基于根鏈底層安全性的前提下，獨自處理和維護交易。
通過Plasma，子鏈中的所有計算都由根鏈助推，但是根鏈只需要在某條子鏈中產生爭議的時候親自進行計算。這種方案使得區(qū)塊鏈上的所有交易信息可以由子鏈分擔，從而在速度和效率上達到最優(yōu)。根據子鏈節(jié)點的意愿，他們可以撤回交易信息，并且將交易記錄輸出至根鏈。
這個方案有一個獨特的優(yōu)點。每個 Plasma 鏈都能制定自己的標準和規(guī)范，這意味著不同的子鏈能夠支持針對不同需求的交易（例如隱私性），同時所有的交易都處于同樣的、安全的環(huán)境中。
雷電網絡
雷電網絡也是一種鏈下擴容解決方案，可以使節(jié)點之間維護交易記錄而不用請求根鏈驗證每筆交易。兩個節(jié)點之間可以開通一個“狀態(tài)通道”(state channel)，這是用戶間的雙向通道。交易信息會在兩個節(jié)點之間傳遞，并且需要雙方簽名來保證不可篡改性。
雷電網絡對于經常性和規(guī)律性支付來說十分實用，例如，用戶需要每周支付某公司10美金以獲取某項服務，或是在超市進行定期采購。在兩個節(jié)點間記錄并驗證此類交易，而無需調動整條區(qū)塊鏈中的節(jié)點，如此一來根鏈就可以釋放出巨大的空間。
無論何時，狀態(tài)通道中的參與者可以選擇關閉交易，但所有交易的最終結果都會記錄在根鏈上，繼而被包含在下一個區(qū)塊中。這意味著，假使連續(xù)一年每周支付10美元，區(qū)塊中的最終交易記錄是520美元，而非52筆10美元的交易。
雷電網絡解決方案有利有弊。問題在于節(jié)點只能與他們的“鄰居”交流，也就是說如果節(jié)點A和節(jié)點B之間開啟了一條狀態(tài)通道，節(jié)點B和節(jié)點C之前也有一條狀態(tài)通道，A無法直接向C發(fā)送資金。但是以這種通道形式進行交易可以避免資金被盜取或鎖定。A雖然無法直接轉賬給C，但可以將B作為“中間人”，而B由于受到A和C的限制，也無法竊取資金。
而雷電網絡最主要的優(yōu)點，就是可以大幅降低交易的gas費用。因為與根鏈上的交易相比，發(fā)生在節(jié)點之間的鏈下交易所需gas成本更低。
Casper
Casper 是一系列共識協議的集合，該協議旨在幫助以太坊從工作量證明 (PoW)轉向權益證明 (PoW)。在工作量證明算法下，為了解決加密難題挖出新區(qū)塊，礦工必須要耗費一定能源。若是正確解決難題，他們就可以獲得獎勵，但這個過程需要大量能源成本（并且由于區(qū)塊難度上升，成本還在持續(xù)增加）。PoS挖礦確實有燒錢和能源浪費兩大缺陷，目前每年需要花費120億美元來維持工作量證明機制。
在權益證明 (PoS) 中，驗證者會取代礦工在區(qū)塊鏈中對區(qū)塊進行驗證（驗證取代挖礦）。驗證者通過在某個區(qū)塊上質押資產進行驗證，避免了計算難題所需的資源成本。質押數額最高的區(qū)塊會被驗證，進而被添加到區(qū)塊鏈中。
實質上，驗證者通過在合約中鎖定資金押注某個區(qū)塊會被添加到區(qū)塊鏈中，直到下一個區(qū)塊被加入并且被證明是正確的區(qū)塊，他們就會獲得獎勵。如果驗證者施行不正當行為，那么他們所質押的資金將會被罰沒。
從概念上來看，PoW 到 PoS 的轉變可以防止區(qū)塊鏈被惡意攻擊。在 PoW 算法下，一次失敗的區(qū)塊鏈攻擊僅僅使攻擊者損失了時間和資源成本。但在 PoS 算法下，失敗的攻擊則會直接導致經濟損失，因為他們質押在錯誤區(qū)塊中的資金將會被立即罰沒。
Casper 最終的部署將基于該協議的兩個迭代：Casper FFG 和 Casper CBC。這兩個協議將被部署在以太坊上用于網絡測試 PoS，并且在算法過渡完成之前識別潛在問題。
Casper FFG
（Casper the Friendly Finality Gadget）
Casper FFG 使 Casper 的首個迭代版本，其中區(qū)塊依然經由 PoS 算法挖出。不同的是，每50個區(qū)塊就會有驗證者介入測試 PoS 機制。這個“檢查點”會使用 PoS 協議來評估最終確定性?！白罱K確定性”意指該次操作已經完成且完全不可篡改。在 FFG 中，驗證者質押資金以完成前50個區(qū)塊的最終驗證。
譯者注:Casper FFG 由于混合了 PoW 和 PoS 機制，使得主鏈和分片鏈的開發(fā)工作中存在大量重復的勞動，因此 FFG 于去年6月被棄置。而在理論上 Casper CBC 更具有可實現性、部署速度會更快，因此 CBC 將會被部署于以太坊2.0中。
Casper CBC
Casper CBC (Correct-by-Construction) 是 Casper 的第二個迭代。通常來說，要部署一個協議需要先正式確定，然后證明其符合所有給定的特性。而 CBC 中的 PoS 協議僅需要部分確定，為了滿足相關屬性再做進一步精細調整。因此，不同于從一開始就有精確的定義，該協議將采用循序漸進的方式進行部署。
那么 CBC 如何適應過程中可能出現的問題呢？這就需要通過一個被稱為“理想對手”的協議來為 CBC 提出假設、錯誤和協議未來可能面臨的問題。
Casper 系列協議不僅僅囊括了擴容性議題，其中還包括節(jié)省能源和提高安全性的考慮。然而，隨著增加區(qū)塊所需能源損耗的降低，要實現網絡擴容也將更具有挑戰(zhàn)性。盡管 Casper 并不是專門為實現擴容設計的，但仍然會為網絡的流量承載能力作出積極貢獻。
譯者注：進一步了解 Casper CBC，可閱讀文章《Casper CBC：什么是共識和確定性？》、《Casper CBC 協議安全性證明》。
結語
值得注意的是，以上這四個方案互不相斥，它們將被全部應用到以太坊2.0的更新中，或多或少地解決以太坊的擴容問題。擴容性問題是近幾年來以太坊開發(fā)者的關注焦點。隨著越來越多的 dApp 開發(fā)和上線，更完善的擴容性解決方案也會持續(xù)出現在我們的視野之中，幫助未來的以太坊將潛力發(fā)揮到極致。
以上就是關于pos機以太網設置,以太坊的擴容問題及解決方案的知識，后面我們會繼續(xù)為大家整理關于pos機以太網設置的知識，希望能夠幫助到大家！
