文章Bitcoin
加密领域七大最难理解的术语: 区块链技术术语指南
check_eligibility

获得Yellow Network等待名单的独家访问权限

立即加入
check_eligibility
最新文章
查看所有文章

加密领域七大最难理解的术语: 区块链技术术语指南

profile-alexey-bondarev
Alexey BondarevOct, 02 2024 11:03
article img

即便是经验丰富的用户可能也会发现理解某些复杂的加密术语颇为困难。 有时候,当有人随意提及 "blobs" 和 "拜占庭容错" 时,你只能一边点头。 比特币行业以其快速创新而闻名,所创造的复杂词汇有时甚至对专家都是一种考验。 让我们一次性解决这个问题。

本文将拆解区块链环境中七个最复杂且常被误解的短语, 以便对其意义、用途和未来对数字货币的影响进行深入研究。

拜占庭容错:区块链安全的基石

大多数数以百万计的加密爱好者可能听说过拜占庭容错。 然而,其中 99.9% 的人无法合理地定义它是什么。

通常,那些研究比特币创造历史并发现中本聪使用挖矿来解决拜占庭容错问题的人也没有明晰的理解。

我们是否常认为这个问题与挖矿有关?不,真的不是。

拜占庭容错(BFT),来自一个理论计算机科学问题,称为拜占庭将军问题,对区块链技术至关重要。 该问题最早由 Leslie Lamport、Robert Shostak 和 Marshall Pease 于 1982 年提出, 重点解决在分布式系统中成员可能具有敌意或不可靠情况下达成一致的问题。

在拜占庭将军问题中,多个将军必须协调攻击一座城市。 他们只能通过使者互动;某些将军可能是试图破坏策略的叛徒。 难点在于如何让忠实的将军们即使在叛徒的存在下也达成一致。

在区块链中,拜占庭容错是指系统在部分组件失败或行为恶意的情况下, 仍能如期望般运行并达成共识的能力。维护分布式网络的完整性和安全性取决于此。

通过工作量证明(PoW)共识机制,中本聪,假名的比特币作者,从本质上解决了数字货币中拜占庭将军问题。 PoW 中的矿工竞争解决复杂数学问题;胜者有机会把即将到来的区块附加到区块链。 由于此方法计算代价高昂,矿工有重大财务动机诚实行动。

PoW 解决方案有效因为:

  1. 参与成本高,阻止良性或负面活动。
  2. 谜题的难度确保没有一个实体能轻易操控网络。
  3. 最长链规则提供了简单的方式找到合适的区块链版本。

然而,PoW 不是区块链上拜占庭将军问题的唯一答案。 其他共识系统如委托权益证明(DPoS)和权益证明(PoS)也被创造以更节能的方式解决 BFT。

示例, 以太坊 在从 PoW 到 PoS 转变时使用了 一个叫 Gasper 的 BFT 共识方法,亦称为 "The Merge"。 将 Casper FFG(基于 PoS 的最终确定系统)与 LMD-GHOST 分叉选择规则结合, 获得强有力的拜占庭容错保证,从而大幅降低能源消耗。

理解 BFT 是获取保障区块链系统可靠性与安全性基本概念的关键。 随着技术的发展,新方法不断浮现,进而决定着分布式系统的方向。

Crypto terms you need to know

Nonce:加密拼图的一块

Nonce 在某种程度上,就是区块链的废话。抱歉这个笑话。 虽然其他人可能听说过一两次,且简单认为它是安全代码的一部分,但矿工和开发者们知道它是什么。 确实就是这样。

看似简单,不过,nonce 的概念在区块链技术中尤其是工作量证明系统如比特币中相当重要。 "Nonce" 代表 "只使用一次的数字",在确保和验证区块链交易的过程中是一个基本组件。

在比特币挖矿过程中,nonce 是块头中一个 32 位(4 字节)的字段。 矿工控制这个数字,努力生成符合特定要求的块头哈希,特别是低于网络当前难度程度所确定的目标值的哈希。

... security breach is reduced. Even if one operator's system is compromised, the validator's key remains secure.

  1. Improved Uptime: With multiple nodes participating in validation, DVT systems can achieve higher uptime and reliability, as the failure of a single node does not incapacitate the validator.

  2. Reduced Centralization: DVT encourages greater decentralization by lowering barriers to entry for smaller participants, enabling more individuals and entities to take part in validation.

  3. Fault Tolerance: The distributed nature of DVT allows for better fault tolerance and network resilience, as the system can continue to function even if some nodes go offline.

However, DVT also brings challenges:

  1. Complexity: Implementing DVT adds complexity to the validator setup, requiring sophisticated coordination and communication protocols among operators.

  2. Increased Latency: The need for multiple parties to coordinate and sign messages can introduce slight delays in block proposal and attestation.

  3. Operational Risks: The collaboration among multiple operators necessitates careful management to prevent disputes or malfunctioning of the distributed validator.

Despite these challenges, DVT plays a crucial role in enhancing the security and decentralization of proof-of-stake networks like Ethereum 2.0. By distributing the responsibilities of validation across multiple participants, DVT promotes a more robust and resilient network, essential for Ethereum's ongoing transition toward a more scalable and secure blockchain ecosystem.

In conclusion, as Ethereum progresses towards Ethereum 2.0, innovations such as blobs, proto-danksharding, and distributed validator technology demonstrate the network's commitment to addressing scalability and security challenges. These developments highlight Ethereum's continuous evolution as it strives to create a more efficient and inclusive blockchain environment.

Content (Chinese Translation):

以太坊宇宙。与此同时,许多消费者并不能真正理解什么是blob。最后,这个词成为你希望了解但一直没有好时机去探索技术规格的术语之一。

那么让我们来修复它吧。

尤其是在即将到来的Dencun升级(Deneb和Cancun升级的结合)中,blob,即Binary Large Objects的缩写,标志着以太坊扩展路线图中的重大转变。

理解blob需要探索以太坊的数据管理和通向更高可扩展性的路径。

在以太坊的背景下,blob是大量的数据,它们远离执行层(智能合约运行的地方),但仍然是以太坊生态系统的一部分。设计为过渡性,它们在网络上保留18到25天后被丢弃。

blob的关键特性包括:

  1. 大小:每个blob的大小可达128 KB,远远大于通常包含在以太坊交易中的数据。
  2. 目的:blob主要旨在为layer-2解决方案,特别是rollup提供一种更具成本效益的方式将数据发布到以太坊主网上。
  3. 验证:尽管以太坊虚拟机(EVM)不处理blob,其完整性是通过一种称为KZG承诺的加密技术验证的。
  4. 暂时性:与传统的区块链数据永久存储不同,blob被设计为暂时性的,从而减少长期存储需求。

blob与“proto-danksharding”的概念密切相关,这是以太坊完全分片的中介阶段(我们将在一分钟内讨论这个)。此提案名为proto-danksharding,由提议者Protolambda和Dankrad Feist命名,提出了一种新颖的交易类型(EIP-4844),允许插入blob。

以下是blob在proto-danksharding中的工作原理:

  1. Layer-2解决方案(如rollup)生成交易数据。
  2. 这些数据格式化成blob。
  3. 这些blob被附加到以太坊主网上的特殊交易中。
  4. 验证者和节点使用KZG承诺验证blob的完整性,而不需要处理整个blob数据。
  5. blob数据在有限的时间内可用,以便在需要时任何人都能重构layer-2状态。
  6. 在18-25天后,blob数据被丢弃,但对数据的承诺永久保留在链上。

引入blob有各种优势:

  1. 费用降低:通过为rollup提供一种更有效的数据发布方式,blob交易可以显著减少layer-2用户的费用。
  2. 增加可扩展性:blob允许在每个以太坊区块中包含更多数据,而不增加网络的计算负担。
  3. 改进数据可用性:虽然blob数据是暂时性的,它确保了在乐观rollup中的挑战期以及需要重构layer-2状态的用户的数据可用。
  4. 为分片做准备:proto-danksharding作为通向完整分片的踏脚石,允许以太坊生态系统逐步适应新数据管理范式。

同时引入blob也带来了诸多困难:

  1. 增加带宽和存储要求:即使是短期内,节点也需要处理更多的数据。
  2. 复杂性:增加一种新交易类型和数据结构增加了以太坊协议的整体复杂性。
  3. 潜在的中心化压力:增加的资源要求可能使得个体运行完整节点更具挑战性。

盲文和proto-danksharding是以太坊在向以太坊2.0发展过程中,在可扩展性、去中心化和安全性之间取得平衡的关键组成部分。通过提供更高效的数据可用性层,求助于layer-2解决方案,blob引导出一种更可扩展的以太坊生态系统。

原型danksharding:以太坊可扩展性的踏脚石

前面已经提到proto-danksharding。让我们更详细地研究一下。

以太坊可扩展性路线图中的一个重大转折点,有时称为EIP-4844(以太坊改进提案4844)。旨在显著降低rollup和其他layer-2扩展解决方案的数据成本,该提案以其提议者Protolambda和Dankrad Feist命名,作为迈向真正分片的中间环节。

首先,人们必须了解分片才能理解proto-danksharding。

分片是一种数据库分区方法,在这种方法中,区块链被分解为更小,更易于管理的分片。通过并行数据存储和交易处理,每个分片理论上可以提高网络的容量。然而,实施完整分片是一项困难的任务,需要对以太坊协议进行重大修改。

Proto-danksharding引入了许多重要的概念:

  1. Blob携带交易:一种新交易类型,可以携带与执行层分离的大量数据(blob)。

  2. 数据可用性采样:一种技术,允许节点在不下载整个blob的情况下验证blob数据的可用性。

  3. KZG承诺:一种加密方法,用于创建简洁的blob内容证明,使验证更加高效。

  4. 暂时的数据存储:Blob数据仅由网络存储有限的一段时间(18-25天),之后可以丢弃,同时在链上保留对数据的承诺。

Proto-danksharding以这种方式运作:

  1. Layer-2解决方案(如rollup)生成交易数据。
  2. 这些数据格式化为blob(二进制大型对象)。
  3. 这些blob被附加到以太坊主网上的特殊交易中。
  4. 验证者和节点使用KZG承诺验证blob的完整性,而不需要处理整个blob数据。
  5. blob数据在有限的时间内可用,以便在需要时任何人都能重构layer-2状态。
  6. 在保留期限后,blob数据被丢弃,但对数据的承诺永久保留在链上。

Proto-danksharding具有许多重大优势:

  1. 费用降低:通过提供更高效的方式将数据发布到以太坊上,blob交易可以显著减少layer-2用户的费用。这可能会将成本减少10-100倍。

  2. 增加可扩展性:Blob允许在每个以太坊区块中包含更多数据,而不增加网络的计算负担。以太坊的数据容量可能因此增加高达100倍。

  3. 改进数据可用性:虽然blob数据是暂时性的,但它确保在乐观rollup中的挑战期以及需要重构layer-2状态的用户的数据可用。

  4. 逐步协议演进:Proto-danksharding允许以太坊生态系统逐步适应新的数据管理范式,为未来的完整分片铺平道路。

然而,实施proto-danksharding也带来了挑战:

  1. 复杂性增加:增加一种新交易类型和数据结构增加了以太坊协议的整体复杂性。

  2. 节点要求:节点需要处理更多的数据,即使是短期的,可能会增加硬件要求。

  3. 潜在的中心化压力:增加的资源要求可能使得个体运行完整节点更具挑战性,潜在地导致某种程度的中心化。

  4. 生态系统适应:Layer-2解决方案和其他以太坊工具需要被更新以充分利用proto-danksharding的优势。

Proto-danksharding在以太坊的发展中处于一个关键阶段,它平衡了对更多可扩展性的需求与实施复杂协议升级的困难。通过提供更高效的数据可用性层,它使得实现一个更可扩展的以太坊环境成为可能。

分布式验证者技术(DVT):增强权益证明的安全性

自2022年以太坊合并以来,验证者技术在以太坊的世界中已经成为一个热门话题,在权益证明取代工作量证明协议后。

但许多人仍不理解这种技术是如何运作的。

维持网络的安全性和去中心化在于分布式验证者技术(DVT)的概念。这种方法特别在以太坊2.0这样的网络中,表明了验证者在权益证明系统内行为的巨大变化。

从根本上说,DVT允许一个验证者运营多个节点,因此分担验证任务和风险给多个参与者。这种方法与传统验证者配置不同,后者中的一个实体负责验证过程的所有方面。

DVT的基本要素包括:

  1. 验证者客户端:负责提出和见证区块的软件。
  2. 分布式密钥生成(DKG):一种加密协议,允许多方共同生成共享的私钥。
  3. 阈值签名:一种加密技术,允许一组方共同签署消息,需要一定数量的参与者才能创建有效的签名。

通常情况下,DVT过程如下进行:

  1. 一组运营商聚集在一起,形成一个分布式验证者。
  2. 他们使用DKG生成一个共享验证者密钥,每个运营商持有密钥的一部分。
  3. 当验证者需要执行某个动作(如区块的提议或证明)时,需要一组运营商合作签署消息。
  4. 生成的签名与由单个验证者生成的签名无法区分,因此保持兼容性。

DVT具有重要的好处:

  1. 增强的安全性:通过将验证者密钥分布给多个运营商,减少了安全漏洞的风险。即使一个运营商的系统被入侵,验证者的密钥仍然保持安全。

  2. 改进的运行时间:由于有多个节点参与验证,DVT系统可以实现更高的运行时间和可靠性,因为单个节点的故障不会导致验证者瘫痪。

  3. 降低的中心化趋势:DVT通过降低准入门槛,鼓励更大的去中心化,使更多的个人和实体能够参与验证。

  4. 故障容忍:DVT的分布式特性允许更好的故障容忍和网络的弹性,因为系统即使在一些节点离线的情况下也能继续运作。

然而,DVT也带来了挑战:

  1. 复杂性:实施DVT为验证者配置增加了复杂性,需要参与者之间协调和通信协议的成熟。

  2. 增加的延迟:需要多个方协调和签署消息可能导致数据块提议和证明的稍微延迟。

  3. 操作风险:在多个运营商间的协作需要仔细管理,以防止争议或分布式验证者的故障。

尽管存在这些挑战,DVT在增强像以太坊2.0这样的权益证明网络的安全性和去中心化方面发挥了关键作用。通过将验证责任分布到多个参与者,DVT促进了一个更稳健和有弹性的网络,这对于以太坊在向更具扩展性和安全的区块链生态系统发展的过程中是至关重要的。

总结,随着以太坊向以太坊2.0的进展,盲文、proto-danksharding和分布式验证者技术这些创新展示了网络对可扩展性和安全性挑战的承诺。这些发展凸显了以太坊在寻求创建一个更高效和包容性区块链环境过程中不断的演变。跳过对Markdown链接的翻译。

内容:单点故障显著减少。即使一个操作员被攻破或离线,验证者也可以继续运行。

  1. 增加运行时间:使用多个操作员,验证者可以始终履行其职责的概率大大提高,可能会导致更高的奖励和更好的网络性能。

  2. 去中心化:DVT允许更去中心化的网络,通过让较小的操作员参与验证,而不承担独立运行验证者的全部风险和责任。

  3. 惩罚保护:在权益证明系统中,验证者可能因不当行为被惩罚(削减)。通过要求多个操作员就活动达成一致,DVT可以帮助避免不慎的削减。

然而,DVT也带来了一些挑战:

  1. 复杂性:实施DVT需要复杂的密码协议和多个参与方之间的协调,这增加了验证者操作的复杂性。

  2. 延迟:多个操作员需要协调,可能会在验证者操作中引入延迟,尽管这可以通过适当的实施来缓解。

  3. 信任假设:虽然DVT减少了单点故障,但它引入了对分布式验证者的操作员之间的信任需求。

  4. 监管考虑:DVT的分布式性质可能在某些司法管辖区引发关于合规和责任的疑问。

随着权益证明网络的发展,DVT可能会在维护其安全性和去中心化方面变得更加重要。虽然各种实施目前处于开发阶段或早期部署中,但像以太坊2.0这样的项目正在积极探索纳入DVT。

DVT的采用可能会对权益证明网络的架构产生广泛影响,从而启用新的类型的验证者池和委托,这些都在安全性、去中心化和可访问性之间取得平衡。

动态重分片:自适应区块链分区

最后但同样重要的是,让我们讨论动态重分片。基于分片的概念,但增加了一层灵活性,让网络能够实时反应变化的需求,它提供了一种新的区块链扩展性方法。

一些区块链爱好者称之为“分片的圣杯”,这项技术承诺解决区块链设计中最持久的问题之一:平衡网络容量与资源使用。听起来很复杂,对吧?

理解动态重分片首先需要理解分片的基础知识:

适用于区块链系统,分片是一种数据库分区方法。它涉及将区块链分解为更小、更可控的分片。每个分片可以并行存储数据和处理交易,因此理论上可以提高网络的容量。

动态重分片通过让网络根据当前网络状态改变分片的数量和安排来推进这一想法。

这种灵活的策略带来了许多潜在的好处。

网络可以通过在高需求期间构建新的分片以及在低需求期间合并未使用的分片来保证网络资源的有效使用。

随着网络使用的增加,动态重分片允许区块链扩展其容量而无需使用硬分叉或重大协议更新。重新分配数据和交易在分片之间帮助网络在整个区块链中保持更一致的性能。

动态重分片还可以让网络适应意料外的事件,例如分片崩溃或需求激增。

动态重分片的过程通常涉及几个关键组件。

监控系统持续分析网络指标,如交易量、分片使用和节点性能。决策引擎使用预定义的算法并可能使用机器学习技术来确定何时以及如何对网络进行重分片。协调协议确保网络中的所有节点都同意新的分片配置,并一致执行重分片过程。当分片被拆分或合并时,安全地移动数据和状态信息。

以下是可能的动态重分片应用的简要概述:

  1. 监控系统检测到特定分片始终接近其最大容量进行处理。

  2. 决策引擎确定应该将此分片拆分为两个以平衡负载。

  3. 协调协议启动重分片过程,确保所有节点都了解即将发生的更改。

  4. 网络执行精心编排的过程来创建新的分片,迁移相关数据并更新路由信息。

  5. 完成后,网络现在有了一个额外的分片来处理增加的负载。

虽然动态重分片提供了令人兴奋的可能性,但它也带来了重大技术挑战。

实施一个可以安全有效地对活跃的区块链网络进行重分片的系统极其复杂,需要复杂的共识和协调机制。此外,确保当数据在分片之间流动时,所有相关的状态信息都准确保留并易于获取是状态管理中的一个非平凡的问题。

动态重分片需要考虑跨多个分片的交易,这可能会根据分片安排变得更加复杂。然后是安全问题。重分片过程本身必须防范在这一可能脆弱的操作期间攻击者瞄准网络操纵的攻击。动态重分片监控和决策过程增加了网络的计算负担。

尽管面临这些困难,各种区块链项目正在积极研究和创建动态重分片技术。例如,NEAR Protocol在其主网上实施了一种动态重分片,以便网络可以根据需求更改分片的数量。

随着区块链技术的发展,动态重分片在构建可扩展、灵活的网络中可能变得越来越重要,以支持分布式应用和服务的一般采用。

关于 Bitcoin 的更多文章
查看所有文章