【币圈必读】以太坊能否突破公链之战？

依托于其上构建的众多Dapps和ICO，以太坊的2017年可以说是光彩照人。 然而，在2018年这个公链争霸之年，以太坊虽然依旧稳坐宝座，但实际上已经“狼群包围”。

不仅有EOS，还有ADA、ZIL、NEO等等，都在大声叫嚣要干掉以太坊取而代之。 与这些币价飞涨、宣传惊人的后起之秀相比，以太坊显然要低调得多。

但低调不代表无所作为。 事实上，Vitalik 和他的团队一直非常乐于改变——与相对保守的比特币核心开发团队 core 相比。 许多关于以太坊未来的重大变化已经部署和实施，尽管可能无法在短时间内看到结果。

了解了这些，就相当于看到了以太坊未来2-3年甚至更长时间的发展路线图。

1个

Casper FFG 和 Casper CBC

2017 年 10 月，以太坊进入第三个发展阶段：Metropolis。 目前我们即将迎接的是这个阶段的后半段：《君士坦丁堡》，然后走向最后的《宁静》（Serenity）。

你和我一样觉得这些话听起来很文艺吗？ 但这不是重点。 重点是，按照计划，在“安静”阶段，以太坊的共识机制将完全转变为POS。 Casper 是将以太坊主网共识算法从工作量证明 (POW) 更改为权益证明 (POS) 的项目。

先明白一个问题：POS和POW有什么区别？ 为什么必须进行这种转移？

从算法上讲，POW以矿工算力贡献率作为权重，赋予挖矿收益； POS以矿工持币数量乘以持币时间作为权重，给出挖矿收益。

POS 相对于 POW 的优势在于：

安全性：类比POW的语境，POS相当于节点一旦作恶，矿机和硬件设施将被直接烧毁。

避免过度中心化：避免POW矿池的规模效应和中心化以太坊币怎么购买，公平的挖矿产出。

节能：POW消耗的硬件和电力是巨大的。

当然POS也有Nothing at stake等自身的问题，这里（后面）就不重点说了。

那么为什么要分为两种Casper呢？

Casper FFG——又名“Vitalik 的 Casper”——是一种混合 PoW/PoS 共识机制，是以太坊即将推出的第一个权益证明候选机制。 简单来说，区块链会使用大家熟悉的 PoW 算法来添加区块，但每 50 个区块会有一个 POS“检查点”，区块的最终有效性将由网络验证者进行评估。

可以看出，Casper FFG 并不是一个纯 POS 协议，它实际上相当于 POS 的初级阶段，目标是让人们逐渐脱离 POW 机制。 它目前处于测试阶段，我们希望它在稍后的日期作为“君士坦丁堡”阶段的一部分在主网上线。 最有可能在今年夏天。

如果届时还没有上线，很有可能要等到后面的《宁静》版本——关于这个阶段，目前还没有人给出时间表。 最有可能在 2018 年底，甚至 2019 年。

Casper CBC，也称为 Vlad 版本的 Casper，使用构造正确 (CBC) 协议。 要了解它的特点，我们来做个比较。

这是一个常见的协议设计的样子：

您正式指定协议。

定义此协议必须满足的属性。

证明协议满足给定的属性。

CBC 协议如下所示：

您正式但仅部分指定协议。

定义必须为此协议指定的属性。

该协议源于满足它指定要指定的所有属性。

用简单的英语来说，您可以动态地派生协议。

获得完整协议的一种方法是运行 Vald 所谓的“理想对手”估计安全预言机，它运行：

1. 为合理的错误估计引发异常。

2. 列出将来可能发生的所有错误。

看起来复杂吗？ 总之，这个理想的对手要做的就是不断地进行微调，让这个部分构建的协议更加完善，直到成为一个完整的版本。

正如刚才提到的，Vitalik 的 Casper 最初将运行以缓冲从 POW 到 POS 的过渡。 Vlad 的 Casper 不仅仅是基于 POS 机制的微调，而是对共识机制的彻底重新思考。 未来还有很长的路要走，可能要到2019年甚至更晚才能落地。

也有可能是Casper FFG最后运行的很好，所以一直运行到Casper CBC完全准备好。

可以看出，以太坊开发团队一直在努力开发这两个 Casper 项目。 无论这个最终版本是什么，它肯定会深受 Vlad 和 Vitalik 的 Casper 的影响。

2个

扩张

首先卡住以太坊咽喉的就是扩容问题。

目前以太坊日均交易量超过500万笔，是比特币网络的十倍。 然而与此同时，以太坊每秒只能处理 15 笔交易 (tps)。 在高峰时段需要更长的时间。 而这意味着这种巨大的堵塞也是极其高昂的交易成本。

相比之下，Square 和 Visa 等服务的交易是即时确认的。 即便不和它们相比，EOS、ADA等公链在测试中所展现的速度，似乎也足以毁掉以太坊的生命。

为什么以太坊不快速扩张？ 因为扩展不是那么简单。

这个问题可能很多人都知道，我们再复习一遍~

目前公链的共识协议有这样一个局限性：网络中的所有节点（通常是每台计算机）都必须参与处理每一笔交易。

这种去中心化共识机制的主要优势在于安全保障、政治中立和抗审查等。 然而，这是以可扩展性为代价的，因为它也限制了区块链中一个完整节点可以处理的交易数量。

本质上这会带来两个影响：低吞吐量和慢交易速度。

但是，如果我们随意扩大区块大小，那么随着区块链的不断扩大，网络中每个节点所需的存储、带宽和计算能力也会增加。 当达到某个点时，只有少数节点可以提供足够的资源来处理区块——这意味着我们普通人的计算机无法运行——这就带来了中心化风险。

（Vitalik 和 EOS 的 BM 经常互相争斗的原因之一是 EOS 的 21 个超级节点被认为是以提高可扩展性为代价牺牲去中心化。）

因此，以太坊等公链需要在低交易吞吐量和高中心化之间做出权衡。 理想的系统是：每秒可以处理数千笔交易，并保持一定程度的去中心化——显然Vitalik对去中心化是相当坚持的。

对此，以太坊目前正在运行以下计划，当当当当！

主链扩容方案：Sharding（分片）

首先，就不得不提到前面提到的Casper。 因为在某种程度上，Casper可以说是分片的基石。

这里首先要引入一个Finality的概念。 Finality是指一项操作或交易在链上完成并被确认为不可逆的状态。

在以太坊目前的 POW 机制下，Finality 需要等待多长时间并没有明确的约定。

例如，一笔交易完成后，通常的做法是等待6个区块被确认。 但严格来说，6个区块确认后，交易完成且不可逆的概率非常非常高，但不能100%确定。 （这里涉及到最长链的法则，后面会讲到）

如果你要求更高的确认概率，可以等待12个区块确认（比如Binance的充值确认），但无论确认多少个区块，交易失败的概率始终存在，只是趋于无穷小。

在Casper的设计中，Finality等待显示的最大长度约定为50，即50个区块后，交易100%确认完成。 如果此时有两条长度相同的主链，则任何一条链上的交易都不会最终确定。

在这种设计下，每笔交易都必须在一定的时间长度而不是概率值内得到确认，节点不再需要考虑从创世块到现在的所有交易。 每个节点需要承担的工作更少，需要获取的信息更少。 这对于分片扩展场景很重要。

那么分片扩展解决方案是如何工作的呢？

将每个区块（block）划分为不同的分片（shards），每个分片独立并行处理一组不同的交易，以提高整个网络交易吞吐量的可扩展性协议。

简单来说，每条分片链就是一个区块链小世界，不用担心全网共识造成的拥堵。 分片链中的区块更名为collat​​ion，矿工，即validator，更名为collat​​or。 同时，多条分片链并行工作，将最终确认的交易聚合到区块中并集成到主链中，从而扩大交易吞吐量。

这里涉及的另一个问题是如何保证安全？ 比如，如果矿工能够提前知道自己会被分配到哪条分片链上，那他们不就可以串通作恶，甚至发起51%攻击吗？

Vitalik 也想到了这一点。 分片链中收集人的选择由主链上的矿工管理合约（VMC）决定。 VMC是分片机制的核心，POS充值机制和投票机制都将在VMC上完成。

VMC合约中特别关键的一点是保证每个矿工不能提前预测自己将被随机分配到哪条分片链上。 因此，就安全性而言，这听起来不是一个大问题。

侧链扩容方案：Plasma 和 Raiden（雷电网络）

之所以将这两者放在一起，是因为相对于主链扩容的分片，Plasma和Raiden Network都属于侧链扩容。

Plasma 允许在主链上建立子链。 可以为每个 DApp 专门设置子链。 子链数量不受限制，每个DApp上的共识机制可以单独设计。 DApp可以在子链上完成各种交互行为，而且会比主链更快更便宜。

雷电网络是以太坊中的闪电网络以太坊币怎么购买，允许节点相互通信而无需确认主链上的每笔交易。 两个节点之间可以打通双向“通道”，交易由双方私钥签名，保证不可逆。 通过记录和验证这两个节点之间的交易，而不是在每个区块上，大量的主链流量可以转移到链下。

这些都是很好的解决方案，但是这些侧链方案只适用于部分支付场景，而这些侧链最终都依赖于主链获得“Finality”，所以主链扩容方案（目前是分片）还是不可避免的。

同时，所有这些新技术——分片、等离子和雷电网络——都太新了，短期内很难真正落地。 虽然已经有很多试验在进行中，但真正的主网启动应用很可能要等到 2019 年。

3个

其他

除了以太坊之外，还有一些其他的变化。

首先是隐私。

以太坊上的每一笔交易都是广播的，每一笔交易都是透明的，但这并不总是人们想要的。 这也是 Zerocoin 和 Monero 等隐私硬币所满足的需求。 但在以太坊上，其实也有相应的技术部署来解决隐私问题。 那就是 CK snarks 和零知识证明。 （不明白的，后面我们会继续普及这些术语。）

其次是安全。

以太坊经历过多次漏洞事件和黑客攻击事件，导致巨额资产丢失或被锁仓。 比如我们前面提到的误删Parity钱包代码的事件，导致很多人的资金被锁仓，其中包括巨额的ICO资金。

这个问题的根源与以太坊智能合约当前的编程语言有关。 目前以太坊智能合约的编程语言是solidity。 它的优点之一是初学者容易上手，但同时也给黑客留下了很多攻击的可能，使智能合约容易受到攻击。

现在已经开发出一种新的编程语言，称为 VIPRE，它提供了 solidity 的替代方案。 VIPRE 的特点之一是安全性，它限制了使用的方法，从本质上使程序员不太可能犯错误。 但遗憾的是，使用它的人还是比较少。

此外，还有一种方法叫做形式验证（formal verification）。 简单的说就是代码用数学的方法来证明它的逻辑是安全的。 它还可以很好地提高智能合约的安全性。 我们也将在未来为您深入介绍该计划。

总的来说，未来几年，从协议层到主链再到侧链乃至编程语言，以太坊都会发生很多变化。 昔日的无限辉煌让全世界的目光都投向了以太坊，现在考验其背后的开发团队，能否带领以太坊披荆斩棘，成功卫冕的时刻到了。 我们拭目以待！

现在区块链行业真正优质有价值的内容非常稀缺，除了我，也都不错。