Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

I denne vejledning præsenterer vi dig den endelige guide til ethereum Casper, og hvordan det vil ændre Ethereum for evigt.

Hvis du er interesseret i Ethereum eller Cryptocurrency generelt, skal du være opmærksom på vilkårene proof-of-stake og ethereum Casper. Der løber ikke væk fra disse vilkår, de er overalt. (Hvis du ikke er og ønsker at lære mere detaljeret, skal du tjekke vores kurser.) Nu fordi der er så mange data derude, kan enhver, der er interesseret i emnet, gå igennem “lammelse via analyse”.

hvad er casper-protokol

Hvad er ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Hvad er bevis på arbejde?

De fleste kryptovalutaer inklusive Bitcoin kører på “proof-of-work”. Bevis for arbejde som en proces har følgende trin:

  • Minearbejdere løser kryptografiske gåder for at “mine” en blok, der skal føjes til blockchain.
  • Denne proces kræver en enorm mængde energi og beregningsforbrug. Gåderne er designet på en måde, der gør det svært og beskatter systemet.
  • Når en minearbejder løser gåden, præsenterer de deres blokering for netværket til verifikation.
  • At kontrollere, om blokken tilhører kæden eller ej, er en ekstremt enkel proces.

Træn for at blive en Blockchain-udvikler

Start din gratis prøveperiode i dag!

Det er i det væsentlige proof-of-work-systemet. Det er svært at løse puslespillet, men det er let at kontrollere, om løsningen faktisk er korrekt eller ej. Dette er det system, som Bitcoin og ethereum (indtil nu) har brugt. Der er dog nogle grundlæggende fejl i systemet.

Problemet med bevis for arbejde.

Som det viser sig, er der en hel del problemer med proof-of-work.

  • Først og fremmest er bevis på arbejde en ekstremt ineffektiv proces på grund af den store mængde kraft og energi, den spiser op.
  • Mennesker og organisationer, der har råd til hurtigere og mere magtfulde ASIC’er, har normalt en bedre chance for minedrift end de andre.
  • Som et resultat af dette er bitcoin ikke så decentraliseret som den vil være. Lad os kontrollere hashratefordelingsgrafen:What is ethereum Casper Protocol? Crash Course” width=”685″ height=”524″ />Image Credit: Blockchain.info</li></p>
<p></ ul></p>
<p><s>Som du kan se, er ~ 65% af hashratet kun opdelt i fem minedrift!</ s></p>
<p><ul></p>
<p><li>Teoretisk set kan disse store minedriftspuljer bare gå sammen med hinanden og lancere 51% på bitcoin-netværket.</ li></p>
<p></ ul></p>
<p><s> </ s></p>
<p><s>Så for at løse disse problemer så ethereum på Proof of Stake som en løsning.</ s></p>
<p><s> </ s></p>
<p><h2><span class = “ez-toc-section” id = “What_is_Proof_of_stake”> Hvad er bevis for indsats?<span class=

    Bevis for indsats vil gøre hele mineprocessen virtuel og erstatte minearbejdere med validatorer.

    Sådan fungerer processen:

  • Validatorerne bliver nødt til at låse nogle af deres mønter op som indsats.
  • Derefter begynder de at validere blokkene. Det betyder, at når de opdager en blok, som de mener kan føjes til kæden, vil de validere den ved at placere et væddemål på den.
  • Hvis blokken tilføjes, får validatorerne en belønning, der er proportional med deres indsatser.

bevis for arbejde vs bevis for stav (1)

Den største vejspærring til bevis for indsats

Ethereum-udviklere planlagde altid at til sidst gå videre til bevis for indsats, det var altid deres plan. Men inden de kunne gøre det, måtte de tackle en af ​​de største mangler ved bevis for indsats (POS).

Overvej dette scenarie et øjeblik:

Hvad er ethereum Casper Protocol? Crash Course ”bredde =

Antag, at vi har en situation som den ovenfor. Der er en hovedblå kæde og en rød kæde, som slags grene fra selve hovedkæden. Hvad er der for at stoppe en ondsindet minearbejder fra minedrift på de røde blokke og tvinge en hardfork?

I et POW-system (proof-of-work) kan denne risiko mindskes.

Antag, at ondsindet minearbejder Alice vil mine i den røde kæde. Selvom hun afsætter al sin hashkraft til det, får hun ingen andre miner til at slutte sig til hende i den nye kæde. Alle andre vil stadig fortsætte med at udvinde i den blå kæde, fordi det er mere rentabelt og risikofrit at udvinde i den længere kæde.

Husk nu, at POW er ekstremt dyrt ressourcemæssigt. Det giver ingen mening for en minearbejder at spilde så meget ressource på en blok, der alligevel vil blive afvist af netværket. Derfor undgår kædesplittelser i et bevis på arbejdssystem på grund af den mængde penge, som angriberen bliver nødt til at spilde.

Ting ser dog lidt anderledes ud, når du bringer POS. Hvis du er en validator, kan du simpelthen lægge dine penge i både den røde kæde og den blå kæde uden nogen frygt for konsekvenser overhovedet. Uanset hvad der sker, vil du altid vinde og ikke have noget at tabe på trods af hvor ondsindet dine handlinger måske er.

Dette kaldes “Nothing at Stake” -problemet, og dette er noget, ethereum måtte tage fat på. De havde brug for en protokol, der kunne implementere POS og afbøde problemet “Nothing at Stake”.

Indtast Etheruem Casper

Casper er POS-protokollen, som ethereum har valgt at gå med. Mens der har været et helt hold travlt med at skabe det, krediteres Vlad Zamfir ofte for at være “Caspers ansigt.”

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Billedkredit: Blocknomi.

Så hvordan adskiller Casper sig fra andre Proof of Stake-protokoller?

Casper har implementeret en proces, hvor de kan straffe alle ondsindede elementer. Sådan fungerer POS under Casper:

  • Validatorerne staker en del af deres thers som stav.
  • Derefter begynder de at validere blokkene. Det betyder, at når de opdager en blok, som de mener kan føjes til kæden, vil de validere den ved at placere et væddemål på den.
  • Hvis blokken tilføjes, får validatorerne en belønning, der er proportional med deres indsatser.
  • Men hvis en validator handler på en ondsindet måde og forsøger at gøre “intet på spil”, vil de straks blive irettesat, og hele deres indsats bliver skåret ned.

Som du kan se, er Casper designet til at arbejde i et tillidsløst system og være mere Byzantinsk fejltolerant.

Enhver, der handler ondsindet / byzantinsk, straffes straks ved at få deres indsats skåret ned. Det er her, det adskiller sig fra de fleste andre POS-protokoller. Ondsindede elementer har noget at miste, så det er umuligt for intet at stå på spil.

Dette er ikke det eneste sted, hvor Casper straffer validatorerne.

Som Hudson James og Joris Bontje bemærker i deres svar i “StackExchange”, designer Casper hårdere incitamenter for at garantere netværkssikkerhed, herunder straffe minearbejdere, der går offline, utilsigtet eller ej.

Dette betyder, at validatorer bliver nødt til at være forsigtige med deres nodetid. Uforsigtighed eller dovenskab vil føre til, at de mister deres andel. Denne egenskab reducerer censur af transaktioner og den samlede tilgængelighed. Sammen med alt dette giver “slashing” -egenskaben også Casper en tydelig fordel i forhold til standardbevis for arbejdsprotokoller.

Lad os bringe vores kædediagram tilbage:

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

I et bevis på arbejdsprotokol betyder det ikke noget, om en minearbejder, der udvindes i den blå eller den røde kæde. Både den ærlige og den ondsindede minearbejder ville have brugt den samme mængde ressourcer.

Men i Casper, hvis en ærlig validator bryder på den blå kæde, så vil de få belønning i forhold til deres væddemål, men en ondsindet minearbejder vil dog få deres indsats skåret ned for at satse på den røde kæde.

ethereum Casper vs. Ethereum Casper?

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Billede med tilladelse: Medium

Casper er ikke et specifikt projekt. Det er en sammenlægning af to forskningsprojekter, der i øjeblikket gennemføres af ethereum dev-teamet. De to projekter er:

  • Casper the Friendly Finality Gadget (FFG)
  • Casper the Friendly GHOST: Correct-by-Construction (CBC)

Casper FFG

Casper FFG aka Vitaliks Casper er en hybrid POW / POS-konsensusmekanisme. Dette er den version af Casper, der skal implementeres først. Dette er stort set designet til at lette overgangen til bevis for indsats. Den måde, den er designet på, er, at der er en proof-of-stake-protokol, der ligger oven på den normale etash-proof of work-protokol. Så mens blokke stadig udvindes via POW, vil hver 50. blok være et POS-kontrolpunkt, hvor finaliteten vurderes af et netværk af validatorer.

Så hvad er finalitet?

Finalitet betyder meget løs, at når en bestemt operation er udført, vil den for evigt blive ætset i historien, og intet kan tilbageføre denne operation. Dette er især vigtigt inden for områder, der beskæftiger sig med finansiering. Forestil dig, at Alice ejer et bestemt beløb af et aktiv i en virksomhed. Giv bare noget fejl i virksomhedens processer, hun skal ikke skulle vende tilbage ejerskabet af det pågældende aktiv.

Nogle mennesker siger, at bevis på arbejde er den eneste måde, hvorpå finalitet kan opnås i blockchain. Det er dog ikke nødvendigvis sandt. Sandheden er langt mere kompleks end det.

Som Vitalik Buterin bemærker, giver intet system i verden 100% finalitet. Det er muligt at hacke sig ind i et system eller fysisk bryde ind i et register og manipulere med numre for at ændre ens markark. Det er et stort problem med centraliserede institutioner. Imidlertid har decentrale systemer også haft det samme problem.

Faktisk har bitcoin, plakatbarnet til bevis for arbejdsmekanismen, stået over for finalitetsproblemer mindst tre gange. På et tidspunkt måtte kæden gaffel på grund af en fejl, der eksisterede i en version af softwaren og ikke i en anden. Dette førte til en splittelse i samfundet, hvor den ene del nægtede at acceptere en kæde, der blev accepteret af den anden halvdel. Denne opdeling blev løst på 6 timer.

Så spørgsmålet er, hvordan giver Casper FFG finalitet? Ifølge Vitalik, Casper giver garanteret stærkere endelighed end bevis for arbejde på grund af tre grunde:

  • Total økonomisk finalitet. 2/3 af validatorerne foretager maksimalt ulige indsatser for at færdiggøre blokeringen. På grund af dette er der meget lidt incitament for dem til at samarbejde og angribe netværket, da de bringer deres egne indskud i fare, hvis de gør det. Vlad Zamfir udtrykte det bedst, da han sagde: ”Forestil dig en version af beviset for arbejde, hvor hvis du deltager i et 51% angreb, brænder din minedrift ned”.
  • Forestil dig, at hele netværket består af tre personer: Alice, Bob og Charlie. Antag, at Alice og Bob lægger deres indsats bag et krav, og Bob og Charlie placerer deres indsatser bag et modstridende krav. Uanset hvad der sker, er det Alice eller Charlie, der mister et betydeligt beløb. Så som du kan se, har validatorerne ikke noget incitament til at kollidere og handle på en ondsindet måde, fordi de altid står til at miste en masse penge.
  • Men hvis der opstår en dobbelt finalitet, er der også en beredskabsplan for det. Hvis der opstår en dobbelt finalitet, har brugerne et valg om, hvilken kæde de vil gå efter. Uanset hvilken kæde der får flertallet, bliver den dominerende kæde. Så grundlæggende ville dobbelt finalitet i Casper ende i en hård gaffel i stedet for en tilbageførsel.

Casper CBC

Casper CBC aka Vlad’s Casper bruger den korrekte konstruktion (CBC) -protokol. Så hvad er, er CBC-protokollen? (De fleste data hentet fra Vlad Zamfir’s edcon præsentation og Jon Chois artikel “Ethererum Casper 101”).

Sådan ser et normalt protokoldesign ud:

  • Du angiver formelt protokollen.
  • Definer de egenskaber, som protokollen skal opfylde.
  • Bevis, at protokollen opfylder de givne egenskaber.

Sådan ser en CBC-protokol ud:

  • Du angiver formelt, men delvist protokollen.
  • Definer egenskaber, som protokollen skal specificere.
  • Udled protokollen på en måde, så den opfylder alle de egenskaber, som det blev angivet at specificere.

I lægmandssprog udleder du slags protokollen dynamisk. En af måderne til at udlede den fulde protokol er at implementere et estimeret sikkerhedsorakel kaldet en “ideel modstander”, der gør et af følgende:

  • Fremhæver undtagelser fra en fejl i et berettiget skøn.
  • Viser eventuelle fremtidige fejl, der kan opstå.

Så hvad denne ideelle modstander vil gøre, er at den konstant finjusterer og perfektionerer den delvist byggede protokol, indtil den er færdig.

Som det kan ses, har ethereum dev-teamet arbejdet hårdt med disse to Casper-projekter. Dette vil naturligvis ikke være den endelige version, men uanset hvad den bliver, vil den blive stærkt påvirket af både Vlad og Vitaliks Caspers. Som nævnt vil Vitaliks Casper først blive implementeret for at lette overgangen fra POS til POW. Vlad’s Casper vil på den anden side udlede et sikkerhedssikkerhed ved hjælp af en ideel modstander.

Hvorfor har vi brug for etherum Casper?

Der er flere fordele ved at implementere proof-of-stake. De kan alle opregnes bredt blandt de følgende kategorier. (Stor råb til Jon Choi og hans artikel).

  • Hjælper med at opnå decentralisering.
  • Energieffektivitet.
  • Økonomisk sikkerhed.
  • Skalering.
  • Overgang til POS.

Opnå decentralisering

Som vi har set ovenfor, er POW-protokoller ikke længere decentraliseringsvenlige. Lad os tjekke hashratefordelingsdiagrammet for bitcoin igen:

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Og her er hashratefordelingen af ​​minedriftene i ethereum:

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Billede med tilladelse: Etherchain.org

Som du kan se, er størstedelen af ​​hashratet koncentreret i nogle specifikke puljer, og det betyder, at uanset hvad der sker, vil de altid have en bedre chance for at udvinde blokke og opnå belønninger end nogen anden.

Fordi de kan få flere penge, har de derfor råd til bedre og hurtigere ASIC’er. Dette betyder grundlæggende, uanset hvad der sker, vil store minedriftspuljer altid have en kant over enkeltpersoner og mindre puljer. Med andre ord bliver de rige altid rigere.

Proof-of-stake gør dette helt irrelevant ved at gøre minedrift helt virtuel. Det er dog ikke den eneste måde, POS mildner virkningerne af centralisering på. For at forstå det, skal vi først vide, hvad ”Scale economies” betyder. (Tak ACDCLeadership youtube-kanal for dataene).

Når det kommer til produktion, er der to slags:

  • Short Run produktion.
  • Long Run produktion.

På kort sigt er produktionen i det mindste af inputressourcerne faste. Overvej en pizzeria, der kun har en ovn. Det betyder ikke noget, om de skal producere 1 pizza på 25, der er kun en ovn, som de kan bruge til at skabe disse pizzaer.

På lang sigt er produktionen variabel, og det er her stordriftsfordele kommer ind.

Så i en langsigtet produktion, hvor mængden af ​​inputressourcerne er variabel, hvad sker der, hvis du fordobler input? Der er kun tre resultater af dette særlige scenario. Vi kalder dette “vender tilbage til målestok”.

  • Outputtet mere end fordobles. Det betyder, at der er en stigende tilbagevenden til skalaen.
  • Outputtet fordobles. Det betyder, at der er en fast skala tilbage.
  • Outputtet fordobles ikke. Det betyder, at der er faldende afkast i skala.

Følgende viser dig en grafisk gengivelse af stordriftsfordele.

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Billede med tilladelse: Wikipedia

Hvad sker der præcist her??

Når produktionen øges fra Q til Q2, falder de samlede produktionsomkostninger fra C til C1. Dette kaldes stordriftsfordele og derefter en smule. Det er her, du får konstant afkast i skala, og når du går ud over det, stiger omkostningerne, når du øger output ud over Q2.

Hvad dette betyder er, at store virksomheder kan reducere de gennemsnitlige omkostninger ved deres produkter ved at øge mængden af ​​deres output! (Indtil en grænse)

På en måde … mere er mindre!

Lad os tage et eksempel fra den virkelige verden på det.

En bageres startomkostninger i mindre tid vil naturligvis være mindre end et stort bagefirma, fordi virksomheden bliver nødt til at investere i en masse maskiner. På lang sigt vil de gennemsnitlige omkostninger for hvert brød dog være meget mindre for virksomheden end for bageren.

Ok, alt dette er fint, men hvordan gælder det for minedrift?

På samme måde som store virksomheder kan større minedrift reducere omkostningerne ved deres inputressourcer ved at:

  • Afskrivning af faste omkostninger over større operationer.
  • At have forhandlingsstyrke ved at fungere som en større enhed.

Hvad dette betyder er, at en stor, indflydelsesrig minepool kan dollar-for-dollar generere mere hash-rate end andre puljer, selvom de bruger det samme beløb.

Dette problem afbødes fuldstændigt i bevis på indsats på grund af en simpel grund. I POS investerer du en andel. Du kan ikke bare samle hinanden og gøre din indsats mere værdifuld dollar-for-dollar. I slutningen af ​​dagen er 1 dollar = 1 dollar. Stordriftsfordele fungerer ikke her.

Energieffektivitet

Det største problem ved bevis for arbejde er energispildet. Det værste er, at det er energispild af hensyn til energispild. Især Bitcoin er frodig i sin appetit på energi. Se lige det her:

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Billede med tilladelse: Digicnomist

Hvad med nogle flere numre (med tilladelse fra Digicmonist)

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Der er to tal, som du skal fokusere på.

De årlige globale minedriftsomkostninger for bitcoin er $ 1.423.794.674.

Bitcoin alene bruger årligt 28,48 TWh elektricitet årligt. Landet Ecuador forbrugte omkring 21 TWh!

Lad os faktisk sammenligne bitcoins energiforbrug sammenlignet med nogle lande:

bitcoin vs lande energi

Bitcoin bruger mere strøm end Irland, Bahrain og Den Slovakiske Republik!

Ok, lad os endda spilleplanen.

Hvad hvis vi sammenligner Bitcoin med andre betalingssystemer? Sig … Visa.

Hvordan sammenlignes strømforbruget af bitcoin med visum?

bitcoin vs visum energi

Ja … ikke godt.

Så det er indlysende, at bitcoin spiser meget magt, og der bruges mange penge på ressourcerne. Hvad med de eksterne omkostninger? Effekten af ​​denne mængde strømforbrug på miljøet skal være enorm.

Selvom der ikke er nogen tvivl om, at bitcoin og POW har foretaget mange positive sociale ændringer, bør vi i det mindste se, hvad et stort POS-system kan gøre, og om det fungerer lige så godt uden at forbruge så meget strøm.

Økonomisk sikkerhed

Den største fordel, som POS, og især Casper, har, er dens økonomiske sikkerhed. Tænk over dette, antag at du er en validator, og at du har dine egne penge gemt som indsatsen i netværket. Det er i dine egne interesser at handle i netværkets bedste interesse. Hvorfor ville du handle ondskabsfuldt ved at vide, at der er en stor del af din indsats, der kan skæres væk og overtages, hvis du gør det?

Hvorfor angriber du et netværk og skader møntens værdi, når du har så meget af din valuta låst inde i det?

Desuden fjerner denne “slashing-effekt” chancen for et “spawn camping attack”, når Vitalik mønter det:

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Billede med tilladelse: Vitalik Buterin Twitter.

Gyteangreb kan forhindres i POS ved den enkle kendsgerning, at kun et angreb vil føre til en nedskæring og fjernelse af den investerede andel. Og hvis du ikke har investeret nogen andel, kan du ikke deltage i valideringen af ​​POS.

Skalering

Den mest åbenlyse måde, hvorpå POS hjælper skalerbarhed, er ved at aktivere sharding.

Som Vlad Zamfir siger, er det ikke umuligt at dele med POW, men det er svært.

Hvad er sharding?

Sharding er et udtryk, der er taget fra databasesystemer. Lad os se, hvad sharding betyder i forhold til databasen. Antag at du har en kæmpe omfangsrig database til dit websted. At have en omfangsrig database gør ikke kun søgning efter data langsommere, men det forhindrer også din skalerbarhed. Så hvad gør du i dette tilfælde?

Hvad hvis du laver en vandret partition på dine data og omdanner dem til mindre tabeller og gemmer dem på forskellige databaseservere?

databasering

Ligesom?

Nu spørger du måske, hvorfor en vandret partition og ikke en lodret partition? Det er på grund af den måde, tabeller er designet på:

Overvej dette. Antag at dette er vores hovedbord:

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Ser du hvad der sker? Når du lodret opdeler et bord, har de en tendens til at blive to helt forskellige tabeller helt.

Men hvis vi skulle opdele dem vandret:

Hvad er Ethereum Casper Protocol? Lyn kursus

Du ser? Det er den samme tabel / database, men med mindre data. Disse mindre databaser er kendt som skår i den større database. Hver skår skal være identisk med den samme bordstruktur.

Så hvad vil der ske, hvis vi implementerer sharding i en POW-protokol?

Sharding gør behandlingen hurtigere ved at opdele en tilstand i forskellige shards. Men hvis vi bruger krigsfanger, vil de mindre skår i fare for at blive overtaget af ondsindede minearbejdere på grund af dets lave hashrat. Faktisk er dette den største grund til, at POW-blokeringer aldrig kan implementere sharding, alle små skår kan let overtages.

Denne risiko mindskes fuldstændigt i POS, da den ikke har begrebet minedrift.

Overgang til POS

Dette er mere en filosofisk diskussion.

Folk er generelt ikke så gode med forandring. Når de vænner sig til noget, er det meget vanskeligt for dem at komme ud af den komfortzone.

Dette kan være særligt vanskeligt for et valutasystem, hvis værdi er helt baseret på massernes opfattede værdi. I skrivende stund er ethereum værd ~ milliarder.

Det vil være utroligt uansvarligt at kaste POS-bomben på folket og forvente, at de bare kommer med tiden. Det kan reducere offentlighedens tillid til systemet, og værdien af ​​ethereum kan falde. Derfor er det meget mere forsigtigt at have en blid overgang fra POW til POS, som Casper FFG planlægger at gøre.

Så gør de “rige rigere”?

En af de mest tilbagevendende kritikpunkter af POS-protokollen er, at det bare gør de rige mennesker rigere. Da du for selv at kvalificere dig som validator skal du låse en betydelig del af din fond som en indsats, og selv da får du belønninger i forhold til det beløb, du satser. Så hvis du har flere penge i systemet, får du flere penge.

Imidlertid afviser Jon Choi i sin artikel dette som sådan:

“Den vigtigste afhentning her skal være, at Proof of Stake er betydeligt mere egalitær (dvs. giver mindre fordel ved at have mere kapital) end den etablerede Proof of Work-baserede algoritme for Bitcoin.”

Hovedårsagen bag dette er stordriftsfordele, vi har haft ovenfor. I et POS er en dollar stadig en dollar, og store puljer kan ikke slippe af med at have mere hashrate for det samme beløb investeret.

Fremtiden for Ethereum Casper

For nylig sagde Vitalik Buterin i skrivende stund, at Casper ikke kun er klar til test, men det kan også give et sikkerhedsforøg, når man tester kode på tværs af klienter. Selv om det ikke ser ud til at være klar til udbredt vedtagelse endnu, ser det ud til, at datoen for det første Casper-testnet kommer tættere og tættere på.

Det er ikke et spørgsmål om HVIS bevis for indsats vil blive implementeret eller ej, det er et spørgsmål om NÅR. ethereum Serenity formodes at være et bevis for indsats-netværk. Det er ikke som om vi aldrig har set en implementering af POS før, Peercoin implementerede det ret med succes. Vi har dog aldrig set vedtagelsen af ​​protokollen på dette niveau før.

Måske hvis Casper implementeres med succes, kan de andre kryptokurver muligvis følge med og også foretage overgangen. Uanset hvad der er tilfældet, bringer Casper mange fristende muligheder.

Mike Owergreen Administrator
Sorry! The Author has not filled his profile.
follow me