Ethereumun Gelişim Yönünü Anlamak için : Beacon Zinciri PoS Mekanizması Nasıl Çalışır?

1. Ethereum Foundation geçtiğimiz günlerde "Ethereum 1.0" (ETH1) ve Ethereum 2.0 (ETH2) terimlerini yasaklayacağını ve sırasıyla "yürütme katmanı" ve "konsensüs katmanı" kullanacağını duyurdu.

2. Slot, epoch ve validator, Beacon zinciri PoS mekanizmasındaki anahtar terimlerdir.

3. Beacon zinciri, yeni nesil Ethereum'un kalbi ile karşılaştırılırsa, yuva ve dönem, kalbin atış döngüleridir.

4. Ethereum algoritmasının güvenlik tasarımı nedeniyle, bu PoS konsensüs mekanizması güvenli kabul edilir.


25 Ocak 2021'de Ethereum kurucusu Vitalik Buterin, Ethereum'un geliştirilmesi için en son planlarını tanıtan ethereum.org'da Paths to single-slot finality başlıklı bir makale yayınladı.

Geliştirme yolunu anlamak, Ethereum'u anlamak için çok önemlidir, ancak Vitalik Buterin tarafından yayınlanan makaleyi okumadan önce çözülmesi gereken bazı kavramsal sorunlar var. Ethereum, PoS mekanizmasına yükseltildikten sonra, beacon zincirinin bloklarını nasıl oluşturacak ve onaylayacak ve güvenliğini nasıl sağlayacak, araştırdığımız ve cevaplarını verdiğimiz sorular.

Ethereum Yükseltme Planına Giriş

Ethereum uygulamasının hızlı büyümesinden bu yana, ölçeklenebilirlik Ethereum ve kullanıcıları için kafa karıştırıcı bir konu oldu. Şu anda en popüler akıllı sözleşme blok zinciri projesi olan Ethereum, genellikle sıkışıklığa yol açan büyük bir işlem hacmine sahiptir ve işlem ücreti yüksek kalır, bu da tüccarların kullanım deneyimini ve çeşitli projelerin tanıtımını büyük ölçüde etkiler. Ethereum ağının performans problemini çözmek için, Ethereum'u ölçeklendirmek için katman 2 ve Ethereum 2.0 kavramları doğdu.

Ethereum 2.0, "Serenity" faz kodu ile Ethereum 1.0'ın yükseltilmiş bir versiyonudur. Ethereum 1.0, Bitcoin ile aynı olan PoW konsensüs mekanizmasını kullanırken, Ethereum 2.0, PoW mekanizmasından daha fazla enerji tasarrufu ve verimli olan PoS konsensüs mekanizmasını kullanır. Yükseltmeden sonra, Ethereum bir "işaret zinciri + parça zinciri + katman 2" yapısı oluşturacaktır. İşaret zinciri bloğu, doğrudan işlem bilgilerini içerecektir. Yükseltmeden önce, PoW zincirindeki içerik sorunsuz bir şekilde işaret zincirine aktarılacaktır. Bu işleme "Birleştirme" denir. Birleşmeden sonra, Ethereum tamamen PoS konsensüs mekanizmasına dönecek.

Bununla birlikte, Ethereum 1.0 ve Ethereum 2.0, ikincisi ile birincisi arasındaki, genellikle yanlış anlaşılan ve hatta kanun kaçakları tarafından aldatılan basit bir ilişki değildir.

Birleşme yaklaştıkça, Ethereum vakfı da yakın zamanda "Ethereum 1.0" (ETH1) ve Ethereum 2.0 (ETH2) terimlerinin kullanımını yasaklayacağını ve sırasıyla "yürütme katmanı" ve "konsensüs katmanı" kullanacağını duyurdu.

Bunlar arasında yürütme katmanı, Ethereum üzerindeki tüm akıllı sözleşmeleri ve ağ kurallarını depolar ve fikir birliği katmanı, PoS konsensüsünü yönetmekten sorumludur. Birleşmeden sonra, iki zincir tek bir zincirde birleştirilecek ve gelecekte tam bir Ethereum olacak.


Ethereum yükseltme işlemi adım adım tamamlanacak. Aralık 2020'de PoS mekanizmasına dayalı beacon zinciri (önceden Ethereum 2.0 olarak biliniyordu) piyasaya sürüldü ve kullanıcılar gelir elde etmek için ETH'yi bunun üzerine stake etti. Berlin ve Londra'nın 2021'de yükseltilmesi, işaret zincirini ayarladı ve gaz ücretlerini geçici olarak kontrol etmek için bir ücret imha mekanizması getirdi. 2022'de mevcut Ethereum ana ağı beacon zinciri, yani yukarıda bahsedilen "yürütme katmanı" ve "konsensüs katmanı" ile birleştirilecek ve orijinal ana ağın geçmişi, durumu ve akıllı sözleşmesi tamamen miras alınacak. Sharding, birleşmeden sonra gerçekleşebilir ve 2022 veya 2023'te gerçekleşmesi bekleniyor.

Bu, esas olarak, Ethereum'un performans baskısını hafifleten katman2'nin güçlü gelişiminden kaynaklanmaktadır. Sharding'in temel amacı, Ethereum'un performansını daha da iyileştirmek ve ağ tıkanıklığını azaltmaktır. O sırada toplam 64 parça zinciri başlatılacak.

Ethereum yükseltmesinin ayrıntılı açıklaması için lütfen önceki blog gönderimize bakın:
Endgame: Vitalik Buterin ile Blok Zinciri Ölçeklendirmesinin Optimal Çözümünü Keşfetmek
Katman 2 ve 2022'de Etkinleştirilecek Gelecekteki Sharding Güncellemesi, Ölçeklenebilirliği Artırmak için Ethereum'un Nihai Çözümü Olacak mı?

Beacon Zinciri PoS Mekanizmasına Giriş: Slot, Epoch ve Validator

Vitalik'in makalesinde bahsedilen Slot, Epoch ve Validator, Beacon zinciri PoS mekanizmasındaki anahtar terimlerdir.

Beacon zinciri gelecekte Ethereum'un çekirdeği olacak. Tüm Ethereum için hisse kanıtı (PoS) sağlamanın ve bir konsensüs katmanı oluşturmanın yanı sıra, diğer kırık zincir çapraz bağlantılarıyla senkronizasyon rolünü de oynayacak. Kullanıcılar daha sonra Beacon zincirinde ETH'yi stake edebilir, Ethereum 1.0'daki mevduat sözleşmesi hesabına 32 eth yatırabilir ve Ethereum'un doğrulayıcısı olabilir. Bu doğrulayıcılar, Ethereum'daki "sanal madencilerdir" ve bu, Ethereum'un bloke edilmesi için özellikle önemlidir.

Beacon zincirini yeni nesil Ethereum'un kalbi ile karşılaştırırsak, slot ve epoch, kalbin atış döngüleridir. Her slot 12 saniye sürer ve her epoch 32 slottan oluşur (önceki teknik şartnamenin başka bir versiyonu, tek bir slotun 6 saniye sürdüğünü ve 64 slotun bir epoch oluşturduğunu söylemiştir). Tüm parça zincirlerinin, Beacon zincirinin slot ve epoch ile senkronize edilmesi gerekir. Bu nedenle, her dönem yaklaşık 6.4 dakika sürer.


Halihazırda PoW mekanizmasını kullanan Ethereum'da (Ethereum 1.0), sistem her 15 saniyede bir blok oluşturur. Gelecekte yükseltilmiş Ethereum'da, her blok arasındaki zaman aralığı belirsizdir; bununla birlikte, PoS mekanizması altında, her Slot için Beacon zinciri, onaylayıcıdan rastgele bir düğüm seçerek blok teklifçisi olur. Shard zinciri için, her Slot aynı zamanda bir blok öneren oluşturacaktır.


Ek olarak, her Epoch’da, Beacon zinciri Validatorleri her Slota eşit olarak dağıtacak ve ardından Komiteler olmak için her yuvanın doğrulayıcılarından dizi düğümlerini (her grupta en az 128) rastgele seçecektir. Komite düğümleri, işaret zinciri ve parça zinciri tarafından oluşturulan blokların tasdikinden sorumlu olacak, dengesine göre tartılacak, işaret zinciri bloklarının geçerliliği ve parça blokları oylama ile değerlendirilecek. Komite, bloğun geçerliliği konusunda fikir birliğine varırsa, blok zincir üzerinde onaylanacak, bu yuvada bir düğüm başarıyla çıkarılacak, onaylayıcının oylama verileri zincire kaydedilecek ve doğrulayıcı ödüllendirildi.

Aksine, fikir birliğine varılmazsa, slot boş olacaktır. Ayrıca, slottaki blok öneren kişi çevrimdışıysa, boş bir slot da olacaktır. Boş slotların varlığı nedeniyle, blok tarafından oluşturulan slot sabit değildir. Tam bir çağdan sonra (yani 32 slot veya yaklaşık 6.4 dakika), sistem doğrulayıcılardan düğümleri yeniden seçecek, yeniden bir doğrulama komitesi düzenleyecek ve oluşturacaktır. Parçalamalar resmi olarak başlatıldıktan sonra, her parçalamanın ayrıca her yuva ve çağda kendi blok teklifçisi ve doğrulama komitesi olacaktır. Doğrulamayı tamamladıktan sonra, parça zincirindeki üyelerin de parça zinciri kafasını işaret zincirine bağlaması gerekir. Bu işleme çapraz bağlama veya çapraz bağlar oluşturma denir.


Mevcut PoW konsensüs mekanizmasında, her düğümün ağdaki her işlemi doğrulaması ve yürütmesi gerekir, bu da büyük bir ek yük getirecektir. Nispeten konuşursak, PoS konsensüs mekanizması daha hızlı çalışır ve daha az enerji tüketir. Ayrıca, Ethereum PoS algoritmasının güvenlik tasarımı nedeniyle, bu PoS konsensüs mekanizması çok güvenlidir. Teorik olarak, herhangi bir doğrulayıcı, tüm doğrulayıcıların hisselerinin 1 / 3'ünden daha azına sahip olduğu sürece, her komitedeki potansiyel bilgisayar korsanlarının sayısının 1 / 3'ten az olmasını ve sistemin saldırıya uğramamasını sağlayabilir.

Düğüm sayısı açısından, güvenliği sağlamak için her komite 128 düğüme ihtiyaç duyduğundan, en iyi güvenliği sağlamak için toplam düğüm sayısının 128 * 32 = 4096'ya ulaşması gerekir. Toplam düğüm sayısı 4096 * 2 = 8192'den büyük olduğunda, her yuva doğrulama için iki veya daha fazla komiteye tahsis edilebilir.


Sonuç

Ethereum yükseltmesi, kripto para birimi alanında tarihi bir olay olacak. Bir sonraki yazımızda, Vitalik tarafından yayınlanan Ethereum'un gelişim yönünü tartışmaya devam edeceğiz.
Bizi izlemeye devam edin!


Yazar: Gate.io Gözlemci: Edward.H
Feragatname:
* Bu yazı sadece gözlemcilerin görüşlerini yansıtmakta olup herhangi bir yatırım önerisi niteliği taşımamaktadır.
*Gate.io bu makalenin tüm haklarını saklı tutar. Gate.io'ya atıfta bulunulması koşuluyla makalenin yeniden yayınlanmasına izin verilecektir. Diğer tüm durumlarda, telif hakkı ihlali nedeniyle yasal işlem yapılacaktır.