Tóm tắt
Giới thiệu
Beacon Chain ( BETH) coin là một chuỗi khối Ethereum hoàn toàn mới dựa trên thuật toán đồng thuận Proof-of-Stake. Beacon Chain chịu trách nhiệm chính trong việc đạt được sự đồng thuận về trạng thái của hệ thống giữa tất cả các nút trên mạng tham gia vào giao thức. Đây có thể được gọi là cột sống hỗ trợ toàn bộ hệ thống Ethereum 2.0 mới.
Nói cách khác, Beacon Chain là lớp điều phối và giao tiếp giữa các chuỗi sharding trong Ethereum 2.0. Sự chuyển đổi từ Ethereum 1.0 sang 2.0 được gọi là “Serenity” . Nó sẽ bao gồm ba giai đoạn khác nhau (thêm về điều đó bên dưới). Đó là ở giai đoạn ban đầu (giai đoạn 0) mà một chuỗi khối mới có tên Beacon Chain sẽ được khởi chạy.
Cách hoạt động của Beacon Chain
Chuỗi beacon quản lý sổ đăng ký của trình xác thực.
Nút tham gia (máy tính, nút trong mạng) được gọi là trình xác nhận. Chuỗi beacon đóng góp vào hoạt động phân tán của hệ thống, chủ yếu bằng cách đề xuất các khối mới cho Beacon Chain hoặc bỏ phiếu cho một khối hiện có, tùy thuộc vào trạng thái hiện tại của nút. Các biểu tượng trong giao thức trỏ đến người xác thực và chọn họ để bỏ phiếu cho các khối mới theo cách đảm bảo rằng mỗi người xác nhận đều có cơ hội đóng góp như nhau. Bỏ phiếu khối trong Chuỗi báo hiệu được gọi là chứng thực . Chứng thực là một yếu tố cơ bản của cơ chế đồng thuận.
Với sự giúp đỡ của chứng thực:
- Trình xác thực chỉ ra rằng khối hợp lệ và nên được thêm vào chuỗi;
- Người xác nhận bỏ phiếu cho “blockchain chuẩn”, xác định vị trí khối sẽ được thêm vào nếu chuỗi được phân nhánh thành nhiều nhánh;
- Trình xác nhận góp phần xác định xem các khối có hữu hạn hay không, đây là quá trình cho chúng ta biết khi nào một khối Beacon có thể được coi là hoàn thành và do đó không nên quay trở lại chuỗi;
- Người xác nhận bỏ phiếu cho một khối được phân đoạn nếu khối đó không thuộc chuỗi chính. Trực quan, phân đoạn (shard) là một chuỗi riêng biệt được liên kết với một chuỗi báo hiệu có thể được xử lý song song với các phân đoạn khác trong một trạng thái bởi một tập hợp con các trình xác nhận trong hệ thống. Sharding làm tăng đáng kể khả năng của hệ thống để xử lý nhiều giao dịch hơn tại một thời điểm và do đó khả năng mở rộng của nó.
Cách thức hoạt động của sharding với các chuỗi Ethereum khác
Cuối cùng, những người xác nhận tuân theo giao thức và đưa ra quyết định thông minh sẽ được thưởng bằng Ether, được phân phối dưới dạng cổ tức để thưởng cho hành vi tốt.
Dưới đây là một số tính năng:
- Mỗi trình xác thực phải được bắt đầu với một khoản tiền gửi chính xác là 32 Ether, và do đó những người muốn đặt cược thêm ETH sẽ cần phải chạy nhiều phiên bản của trình xác thực. Giải pháp Validator Client cho phép những người dùng này chỉ chạy một Beacon Node với nhiều trình xác thực gắn liền với nó, do đó giảm các yêu cầu về tính toán, bộ nhớ và lưu trữ.
- Đối với những người dùng đặc biệt quan tâm đến tính ổn định, nhiều nút có thể chạy song song, làm cho trình xác thực ít có khả năng tắt hơn.
- Vì các nút trình xác thực là các mô-đun riêng biệt, chúng có khả năng an toàn hơn vì chúng dễ dàng hơn để viết, phân tích cú pháp và kiểm tra các mô-đun mã nhỏ hơn.
- Vì các máy khách trình xác thực chỉ có thể tương tác với phần còn lại của mạng eth2 thông qua Beacon Node và thông qua một API giới hạn, không gian tấn công cho nút trình xác thực bị giảm đáng kể.
- Đối với những người dùng muốn tương tác với eth2 nhưng không muốn trở thành người xác thực, tất cả những gì họ cần làm là quản lý Beacon Node, nút này sẽ cấp cho họ quyền truy cập vào chuỗi Beacon và tất cả các phân đoạn họ cần.
Ngày (Giai đoạn)
Theo bài viết này, giai đoạn 0 sắp ra mắt vì các nhà phát triển đang hoàn thiện phần mềm máy khách. Trong khi đó, thông số kỹ thuật cho Giai đoạn 1 đang được hoàn thiện và Giai đoạn 2 đang được R&D tích cực .
- Giai đoạn 0 xử lý Beacon Chain, lõi eth2 quản lý trình xác nhận và điều phối sharding.
- Giai đoạn 1 sẽ cho phép bạn đưa dữ liệu vào sharding. Độ phức tạp của việc triển khai thành phần này ít hơn đáng kể so với các thành phần khác, vì giai đoạn 0 liên quan đến hầu hết các công việc để triển khai sharding.
- Giai đoạn 2 bổ sung việc triển khai cuối cùng của eth2, về cơ bản nâng cấp eth2 từ một cơ sở dữ liệu đáng tin cậy lên một nền tảng tính toán hoàn toàn phi tập trung.
Triết lý thiết kế
Triết lý khái niệm eth2 cung cấp một bối cảnh hữu ích cho tất cả các quyết định trong eth2 và trong nhiều trường hợp phản ánh sự khác biệt giữa eth2 và các giao thức khác.
- Giao thức über alles: Thừa nhận rằng mọi thứ đều là sự thỏa hiệp, tính an toàn và khả năng tồn tại của giao thức được ưu tiên hơn các thiết kế khác.
- Hy vọng điều tốt nhất, nhưng mong đợi điều tồi tệ nhất: eth2 giả định rằng trình xác nhận sẽ lười biếng, nhận hối lộ và cố gắng tấn công hệ thống trừ khi có động cơ khác. Ngoài ra, người ta cho rằng mạng không hoàn toàn đáng tin cậy và các sự kiện thảm khốc có thể khiến một số lượng lớn trình xác nhận ngắt kết nối. Vì những lý do này, eth2 có thể tồn tại trong Thế chiến 3.
- Độ phức tạp khả thi tối thiểu: Bất cứ khi nào có thể, eth2 đã được đơn giản hóa vì nó giúp dễ dàng giải thích giao thức cho người khác, kiểm tra, viết ứng dụng khách không có lỗi và nói chung là tránh được các trường hợp bất thường.
- Phi tập trung nhất có thể : Các giao thức Proof of Stake thường làm ảnh hưởng đến số lượng trình xác thực có thể tham gia, eth2 được thiết kế để mở rộng quy mô lên hàng triệu trình xác nhận bằng cách khuyến khích những trình xác thực này làm việc độc lập với nhau.
- Hãy mong đợi điều bất ngờ: tất cả các thành phần của eth2 đều có khả năng chống lại máy tính lượng tử hoặc có thể được thay thế bằng những thành phần được tìm thấy trong trường hợp ngày tận thế lượng tử.
- Mọi người cho mọi người: eth2 sẽ có thể chạy trên một máy tính xách tay dân dụng. Rào cản gia nhập càng thấp thì càng có nhiều người có thể tham gia, dẫn đến mức độ phân quyền cao hơn.
Thành phần chính của việc triển khai xác định hoạt động của giao thức là chức năng chuyển đổi trạng thái của Beacon Chain, ở trạng thái_transition. Dưới đây là một đoạn trích từ phần có liên quan của việc triển khai chức năng:
Quá trình xử lý bắt đầu ở trạng thái gốc (trạng thái mà khối gốc Beacon đã được xử lý). Với khối Beacon tiếp theo sẽ được xử lý và giả sử khối hợp lệ, hàm Beacon Chain State Transition sẽ chuyển trạng thái Beacon Chain này (trạng thái trước) sang trạng thái mới (sau trạng thái).
Sau trạng thái này phản ánh kết quả:
- Tính toán cho các khối (có khả năng) bị bỏ qua; (process_slots);
- Xử lý nội dung của khối (process_block).
Kết luận
Bây giờ bạn đã có kiến thức cơ bản về eth2, các bài viết trong tương lai của loạt bài này sẽ đi sâu vào chi tiết về cách triển khai các nút eth2 và trở thành trình xác nhận.
Tuy nhiên, Beacon Chain là một giao thức rất phức tạp. Việc thực hiện nó sẽ mất rất nhiều thời gian, thử nghiệm và nỗ lực.