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Ethereum Overview

kaiwei edited this page Nov 18, 2024 · 5 revisions

Ethereum Overview

Bitcoin vs Ethereum

Smallest Denomination

  • Bitcoin:1 BTC = 1e8 Satoshi(聰)
  • Ethereum:1 ETH = 1e18 Wei

Mining Puzzle

  • Bitcoin:挖礦設備專業化(ASIC礦機) -> 與區塊鏈去中心化理念不符合
  • Ethereum:memory hard mining puzzle -> ASIC resistance
  • Ethereum採用全新的共識機制(ghost協議共識機制),出塊時間約15秒。
  • 目前Ethereum已改為POS。

LMD-GHOST

以太坊在轉為權益證明(Proof of Stake, PoS)後,採用了 Casper FFG(Finality Gadget) 和 LMD-GHOST(Latest Message Driven Greedy Heaviest Observed Subtree) 作為其共識機制的重要部分。

  1. 協議核心轉換到 PoS:在 PoW 中,GHOST 是用於解決「孤塊」的處理問題,在 PoS 中,由於不存在挖礦競爭,LMD-GHOST 的核心工作變成基於驗證者的最新投票(最新訊息)來判斷「最重」子樹。
  2. 結合 Casper FFG 提供終結性:LMD-GHOST 用於選擇檢查點之間的區塊(即動態分叉選擇),Casper FFG 用於提供檢查點之間的最終確定性。

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https://news.cnyes.com/news/id/4978319

Proof of Stake(權益證明)

  • 在 PoS 權益證明機制中,會根據節點質押的代幣數量和質押代幣的時間長短進行評分,評分最高的節點有更大的機會被選中來驗證交易並獲得獎勵。
  • PoS運作方式
  1. 參與者質押權益:參與者需要將一定數量的虛擬貨幣質押(stake)在區塊鏈網絡中,作為他們參與共識的證明。
  2. 選擇區塊創建者:根據參與者押注的數量,共識算法將選擇下一個負責創建新區塊的節點,通常稱為 “鑄造者” 或 “驗證者”。
  3. 確定權益:選中的鑄造者將獲得權益,例如區塊獎勵和交易手續費。
  4. 驗證交易:鑄造者負責驗證新交易,確保它們的有效性和合法性,然後將它們打包到新區塊中。
  5. 隨機性和權益考量:共識算法會考慮參與者的押注數量來選擇下一個鑄造者,通常是根據權益數量的隨機算法,但也可能考慮其他因素,如參與時間長短。
  6. 惩罰機制:如果鑄造者不遵守協議規則或作弊,他們的權益可能會被削減或凍結,以激勵參與者遵守規則。
  • PoS的優點:節能環保、安全性高、驗證快速
  • PoS的缺點:通膨風險、中心化風險、資金風險
  • 常見的PoS貨幣:ETH、ADA、SOL、MATIC...

https://coindada.com/article/what-is-pos-proof-of-stake/

Smart Contract

  • Bitcoin:decentralized currency
  • Ethereum:decentralized contract
  • 把合約以程式碼呈現,接著把這些程式碼放到區塊鏈上,依靠區塊鏈的不可竄改性,保證這個程式碼的正確運行。
  • 一旦部署上區塊鏈,沒有任何人能修改這份程式碼。
  • 常見程式語言:Solidity、Move

*Ethereum Roadmap Update

1-1

  • The Merge:已於2022年完成,將以太坊從工作量證明 (PoW) 共識轉移到權益證明 (PoS)。
  • The Surge:引入分片 (Sharding) 技術,以提高網路的擴展性。分片將區塊鏈分割成小型的分片 (Shards),使每秒交易量提升至100,000筆。
  • The Scourge:這個階段的核心目標是減少 MEV(最大可提取價值)所帶來的中心化風險,並確保交易納入具備「中立性」的特性,防止區塊驗證和提案中出現的偏見和操控現象。
  • The Verge:此階段將採用 Verkle Trees 結構,優化數據存儲並減少節點對歷史數據的依賴。
  • The Purge:計劃進一步減少節點的數據存儲需求,簡化以太坊協議,使節點無需儲存完整的歷史數據,進一步提升網路性能。
  • The Splurge:最後一階段包含一些關鍵的小更新,確保在完成前四個升級後網絡的穩定運行。

https://www.blocktempo.com/updated-eth-roadmap-diagram/

Verkle Tree (The Verge)

  • Verkle Trees 透過使用橢圓曲線向量 (elliptic curve-based vector) 確保生成更短的證明。
  • 這種技術可以讓節點之間傳輸更少的數據,從而大幅降低節點同步和驗證的成本。
  • 缺點:對抗量子計算機的安全性較差

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https://abmedia.io/vitalik-the-verge-verkle-trees-stateless-validation

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