Pahami Arah Pengembangan Ethereum: Bagaimanakah Mekanisme PoS Rantai Beacon Bekerja?

Proses peningkatan Ethereum akan diselesaikan langkah demi langkah. Pada bulan Desember 2020, rantai beacon (sebelumnya dikenal sebagai Ethereum 2.0) berdasarkan mekanisme PoS diluncurkan, dan pengguna men-stake ETH untuk mendapatkan penghasilan. Peningkatan Berlin dan London pada tahun 2021 menyesuaikan rantai beacon dan memperkenalkan mekanisme pemusnahan biaya untuk mengontrol biaya gas sementara. Pada tahun 2022, jaringan utama Ethereum saat ini akan digabungkan dengan rantai beacon, yaitu, "lapisan eksekutif" dan "lapisan konsensus" yang disebutkan di atas dan riwayat, status , dan smart contract dari jaringan utama asli akan sepenuhnya diwariskan. Sharding dapat terjadi lebih lambat dari merger, dan diperkirakan akan terjadi pada 2022 atau 2023.

Hal ini terutama disebabkan oleh pengembangan kuat dari layer2, yang mengurangi tekanan kinerja Ethereum. Tujuan utama dari sharding adalah untuk lebih meningkatkan kinerja Ethereum dan mengurangi kemacetan jaringan. Sebanyak 64 rantai pecahan akan diluncurkan pada saat itu.

Untuk penjelasan terperinci tentang peningkatan Ethereum, silakan merujuk ke postingan blog kami sebelumnya:
Endgame: Mengungkap Solusi Optimal Penskalaan Blockchain dengan Vitalik Buterin
Akankah Layer 2 dan Pembaruan Sharding Masa Depan yang Akan Diaktifkan pada 2022 menjadi Solusi Utama Ethereum untuk Meningkatkan Skalabilitas?

Pengantar Mekanisme PoS Rantai Beacon: Slot, Epoch, dan Validator

Slot, epoch, dan validator yang disebutkan dalam artikel Vitalik adalah istilah kunci dalam mekanisme PoS rantai beacon.

Rantai beacon akan menjadi inti Ethereum di masa depan. Selain memberikan proof of stake (PoS) untuk seluruh Ethereum dan membentuk lapisan konsensus, itu juga akan memainkan peran sinkronisasi dengan tautan silang rantai shard lainnya. Pengguna kemudian dapat mempertaruhkan ETH pada rantai beacon, mendeposit ke-32 di akun kontrak deposit di Ethereum 1.0, dan menjadi validator Ethereum. Validator ini adalah "penambang virtual" di Ethereum, yang sangat penting untuk memblokir Ethereum.

Jika kita membandingkan rantai beacon dengan jantung generasi baru Ethereum, slot dan zaman adalah siklus detak jantung. Setiap slot berlangsung selama 12 detik, dan setiap epoch terdiri dari 32 slot (versi lain dari spesifikasi teknis sebelumnya mengatakan bahwa satu slot berlangsung selama 6 detik dan 64 slot merupakan epoch). Semua rantai shard harus disinkronkan dengan slot dan epoch dari rantai beacon. Oleh karena itu, setiap epoch berlangsung selama kurang lebih 6,4 menit.

Pada Ethereum (Ethereum 1.0), yang saat ini menggunakan mekanisme PoW, sistem menghasilkan blok setiap 15 detik. Di Ethereum yang ditingkatkan di masa depan, interval waktu antara setiap blok tidak pasti; namun, di bawah mekanisme PoS, untuk setiap slot, rantai beacon akan secara acak memilih node dari validator untuk menjadi pengusul blok. Untuk rantai shard, setiap slot juga akan menghasilkan pengusul blok.

Selain itu, di setiap zaman, rantai beacon akan mendistribusikan validator secara merata ke setiap slot, dan kemudian secara acak memilih node array (setidaknya 128 di setiap grup) dari validator setiap slot untuk menjadi Komite. Node Komite akan bertanggung jawab atas pengesahan blok yang dihasilkan oleh rantai beacon dan rantai shard, ditimbang berdasarkan saldonya, validitas blok rantai beacon dan blok shard dinilai dengan pemungutan suara. Jika Komite mencapai konsensus tentang validitas blok, blok akan dikonfirmasi pada rantai, sebuah node akan berhasil dikeluarkan di slot ini, data pemungutan suara pemberi sertifikasi akan dicatat pada rantai, dan validator akan dihargai.

Sebaliknya, jika tidak tercapai konsensus, slot akan kosong. Selain itu, jika pengusul blok di slot offline, juga akan ada slot kosong. Karena adanya slot kosong, slot yang dihasilkan oleh blok tidaklah tetap. Setelah seluruh zaman (yaitu 32 slot atau kurang lebih 6,4 menit), sistem akan memilih kembali node dari validator, menyusun dan membentuk kembali panitia validasi. Setelah sharding diluncurkan secara resmi, setiap sharding juga akan memiliki pengusul blok dan komite validasi sendiri di setiap slot dan epoch. Setelah menyelesaikan validasi, anggota di rantai shard juga perlu menghubungkan kepala rantai shard ke rantai beacon. Proses ini disebut crosslinking atau membuat crosslinks.

Dalam mekanisme konsensus PoW saat ini, setiap node perlu memvalidasi dan mengeksekusi setiap transaksi di jaringan, yang akan membawa overhead yang besar. Secara relatif, mekanisme konsensus PoS berjalan lebih cepat dan mengkonsumsi lebih sedikit energi. Selain itu, karena desain keamanan algoritma Ethereum PoS, mekanisme konsensus PoS ini sangat aman. Secara teoritis, selama validator mana pun memegang kurang dari 1/3 taruhan semua validator, itu dapat memastikan bahwa jumlah peretas potensial di setiap komite kurang dari 1/3, dan sistem tidak dapat diretas.

Dalam hal jumlah node, karena setiap komite membutuhkan 128 node untuk memastikan keamanan, jumlah total node harus mencapai 128 * 32 = 4096 untuk memastikan keamanan terbaik. Ketika jumlah total node lebih besar dari 4096 * 2 = 8192, setiap slot dapat dialokasikan ke dua atau lebih komite untuk validasi.


Kesimpulan

Peningkatan Ethereum akan menjadi peristiwa bersejarah di bidang mata uang kripto. Pada artikel selanjutnya, kita akan terus membahas arah pengembangan Ethereum yang dirilis oleh Vitalik.
Pantau terus!



Penulis: Gate.io Pengamat: Edward.H
Penafian:
* Artikel ini hanya mewakili pandangan para pengamat dan bukan merupakan saran investasi.
*Gate.io memiliki semua hak atas artikel ini. Memposting ulang artikel akan diizinkan asalkan diberikan izin oleh Gate.io. Dalam semua kasus lain, tindakan hukum akan diambil karena pelanggaran hak cipta.