Ethereum Casper 101

Casper 将在以太上坊上实现 POS (权益证明) 协议。这篇文章首先回顾了 POS 的重要性及其存在的优缺点, 并且对 Casper 进行了广泛的概述,澄清了与 Casper 相关的两个协议设计上的一些混淆。这两种提议在实现上使用了相同的核心设计原则:应用数字货币经济机制设计来保护网络,同时处理关于活跃度,安全性和同步假设上的挑战。这篇文章还概述了迄今取得的进展和未来的挑战。最重要的是,对于初学者,本文将各种有用的资源结合在一起,对关键概念进行了说明和定义。

文中如有不当之处,请随时向我联系提出问题、更正或反馈。

Ethereum Casper 101

Outline | 大纲

介绍

权益证明

两个 Caspers 的故事

为什么 Casper 重要

设计原则

挑战

未来的工作

词汇表

结论

介绍

Casper 最早从2014年出现,并不能算是一个新的项目,所以幸运的在网上能找到很多有关于它的文章。虽然有关的信息非常多,但初学者却没有一个足够简明的学习起点来参与到这个项目中。这就是我写这篇文章的原因。

不同于其它的文章、视频和论文主要集中讨论有关 Casper 的规范、实施和验证。这篇文章着重介绍 Casper 的各种指导性设计原则;它与其它竞争替代方案的差异;以及为什么我们要关注它;如何为这个项目做出贡献等内容。

此外,Casper 的保持着了非常开放和相互协作的文化,它由以太坊研究人员,开发人员和社区成员共同维护。我希望这篇文章可以继续保持这个传统,向你介绍 Casper, 并试图阐述 Casper 对于以太坊以及更大的公链生态系统的重要性。

总而言之,这篇文章是:

对 PoS 和 Casper 的快速和广泛的介绍。

讨论为什么 Casper 重要,其设计原则及其面对的挑战。

能让你开始学习使用 PoS 和 Casper 的一系列关键资源和术语的列表。

而不是:

Casper 的完整历史。

Casper 规范。

Casper 的实现细节。

Casper 形式化验证。

注意:文章中随处可见相关资源列表的链接。

通过这个,我希望你喜欢这个适合初学者的 Casper 的介绍:以太坊 POS (权益证明)的研究和实现。

权益证明

(如果您已经对 PoS 了如指掌,请阅读下一节:“Casper 是什么?”)

权益证明(PoS)是公链的一种共识算法,其实现依赖于验证人在网络中的经济利益。

在基于工作量证明(PoW)的公链(如比特币和当前实施的以太坊)中,通过对解加密算数题的参与者进行奖励,来验证交易并创建新的块(即采矿)。而在基于 PoS 共识的公共块(如以太坊即将推出的 Casper )中,验证人轮流提议新块并对下一个块投票,每个验证人的投票权重取决于其持币量的大小(即股权)。验证人对于区块链网络提供服务是有奖励的,而且这种奖励也实现了对攻击者的的经济制约。

PoS 的明确优点包括安全性、降低集权风险和提高能源效率。

明确的经济安全

PoW 工作量证明受到你能承受多少电力成本和硬件折旧的限制,所以具有一个动态调整(通过10分钟出块的目标)的隐性成本。虽然 PoS 有自己的挑战(在后面有讨论),其主要优点之一是可以灵活地明确地设计对拜占庭行为(即不遵循协议)进行的惩罚。 这使得协议设计者能够对网络中各种行为的不对称风险和收益回报情况进行更多的控制。 安全性的另一个方面是对软件和网络精密性进行破坏的成本,因此具有明确惩罚(可能在比PoW 更严重的级别上)的能力可以增加网络的安全性(意即经济安全)。

相关说明,Vitalik 进一步认为,PoS 具有更好的恢复属性。在 PoW 中,存在一个可以使块链不可用的“51%算力攻击问题。在 PoS 中,网络可以处罚没收攻击者的股权,防止重放攻击。经济分析进一步澄清了这一概念。重放攻击的边际成本与 PoS 的第一轮相同。而在 PoW 中,51% 攻击期间另一轮的主要边际成本是电力成本(重放攻击引起的的硬件折旧和物理空间成本增加很小)。简明如 Vlad Zamfir所说,在 PoS 中重复的 51% 的攻击成本就好像每一轮都要“你的 ASIC 矿场烧毁”一样。

减少集中化

为了达成共识,PoS 权益证明减轻了规模经济的影响。在 PoW 工作量证明中,我们已经看到,为保护网络安全,相对集中的矿池(例如 AntPool)比规模小的更受到信任。大矿池可以通过(1)在较大的运营中摊销固定成本,(2)通过运营较大的实体来提高议价能力,来降低其技术和运营基础设施(如数据中心成本,电力成本,人员成本)的单位成本。

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