以太坊創始人Vitalik Buterin：Casper與分片技術最新進展

文/姚宏澤

2018年6月3日，以太坊技術及應用大會於北京舉辦。本次大會由CSDN和靈鈦科技主辦，金色財經等單位協辦。以太坊創始人、核心技術開發者、海內外知名項目負責人、行業領軍人物及以太坊生態精英專家將齊聚於此，共同助力中國以太坊技術深度交流和社區發展。

以太坊創始人Vitalik Buterin進行以《Casper與分片技術最新進展》為題的現場演講，以下是演講實錄。

（以太坊創始人Vitalik Buterin）

今天我和大家分享Casper Pos/分片技術，尤其是作為驗證者角度參與驗證本身工作分享Casper技術。

Casper有一個全新的演算法，演算法的分片是解決方案，我會具體跟大家闡述一下這兩種技術的流程。大家如果參與到Casper和分片，從節點角度來說要做什麼？第一步是存款，Casper是個驗證系統，換句話說，為了加入其中，需要在權益當中有所存款，需要發送存款的交易，這是在以太坊上正常的交易。包括一個公鑰，有32個以太幣並且驗證，首先規定你使用的公鑰，用它做信息的簽名。也要有一個取款地址，在驗證的時候有相應的獎勵措施。

這裡大家要注意，簽名公鑰和取款地址並非完全一致，這意味著：首先可以把簽名的權利分配給其他人，比如像我在全世界旅行，不可能一直帶著電腦，就可以把這個key給你的朋友，讓你的朋友為你簽名驗證，幫助你參與到演算法中。但你不會把所有資金託付給一個朋友，即便你的朋友能代替你做簽名 ，但他也不能把你的錢取出來，你的錢僅僅能轉入之前提供的取款地址，這意味著你可以使用熱錢包來簽名 。我們剛才提到狀態驗證的機制，公鑰是在一個在線的電腦上，但資金永遠會留在冷錢包里，這個公鑰可以激活這部分資金，防止資金髮送給其他人，並讓你的資金留在自己的電腦上。這種情況下，作為驗證者，就可以使交易更加安全、有保障。

一旦完成了取款交易之後，就進入了第二步：等待加入驗證者行列。這可能需要一天的時間，這部分協議還沒有完全被確定，但要等待這個協議把你加入了驗證者池。

第三步是參加驗證機制，有了存款等待了一天時間加入這個機制，你現在已經進入了活躍驗證者池，你就是個驗證者了，這是個好消息。作為驗證者，在網路中有兩個關鍵功能：第一個是Casper的過程，來參與並且敲定主鏈，這意味著它可以保證主鏈上的區塊，超過一定點之後，主鏈上的區塊是不可逆轉的。一旦完成之後，主鏈就被敲定了，你就完成了工作。第二個是驗證分片上的區塊，我們的系統中不會是所有人一起做區塊驗證，這些區塊可能被分配到100甚至更多的分片中，交易也是分開的，有不同的驗證者來驗證不同的區塊和交易。

這是驗證者有兩個功能。Casper這個工具的主要目的是成為鏈上共識機制的一部分，用於區塊的敲定，它可以為區塊帶來更多的安全性。

以太坊的分片提案包含100個子鏈，帳戶交易信息都是儲存在子鏈上的。主鏈完成一些工作，子鏈完成一些工作，主鏈負責生成隨機數，隨機選擇哪個驗證者進入哪個分片、誰可以創立一個分區，並且保持對驗證節點的追蹤，如果你是一個驗證者的話，它會一直追蹤你驗證節點的相關信息，比如你分配到什麼分片、你現在的獎勵和懲罰是什麼，所有這些信息都是由主鏈完成的，除此之外，它可以追蹤子鏈上的區塊。

子鏈的責任比較簡單，主要做交易處理，並且存儲帳戶狀態、合約狀態，它可以存儲絕大多數用戶比較關注的信息，每個階段是差不多1個小時左右，每個驗證節點由系統隨機分配一個分片，驗證節點的工作就是要驗證，並且幫助確認這個區塊是在這個分片之上的。在任何的時間點，如果驗證節點被分配到某個特殊的分片上，比如我們一共有100個分片，有些人隨機選擇1%的驗證節點，來確認任意一個分片上的區塊。

這個是系統的可擴展性，我們假設一個計算機可以來處理N個交易，主鏈可以來追蹤N個分片，每個分片本身都能夠處理N個交易。系統可以處理的是2*N的交易，所以它叫「2次性分片」，如果你電腦的計算能力翻一番，這時主鏈可以來追蹤2倍的分片，那麼系統能處理的交易是之前的4倍。

接下來看Cross-links，交聯是彼此間溝通的方式，並且是主鏈追蹤分片的方式，主鏈不會追蹤每個分片中的每個區塊，只會追蹤交聯。每個交聯大概是100個左右為這個分片分配節點的簽名 ，並且在主鏈上確認這個分片節點的區塊。

這個驗證節點有以下職責，首先，作為驗證節點工作，做主鏈驗證，並且驗證主鏈上的每個區塊，主鏈包括副聯、交易以及對驗證節點的獎勵和罰款 。會驗證兩個節點的區塊，時間更久做區塊的生成。我們也可以經常在不同的分片中來回交換，做區塊的確認，還有分片和主鏈之間的交聯。作為驗證節點，它必須要在分片上做區塊的生成，主鏈區塊的生成，並且確認分片上的區塊已經交聯。這些都是大家作為驗證節點的主要責任，也是大家在一個分片系統當中主要的工作。

在線正常運行的狀況發出了應該發出的信息，所有都是正常的，這種情況下會發現其他的三分之二節點正常，就可以拿到利息，如果沒有的話就拿不到利息。如果大部分其他節點都在線，會有一些小小的懲罰。第三種情況是最差的情況了，如果你有這個簽名 ，這個簽名是錯誤或者有衝突，你可能是在線的，但簽名的信息是不正確的。

當我說到你簽的這個信息不對，我可以更深入的講一下。這種情況是你要攻擊網路，或者你被黑了，如果有這樣的情況發生，你會有一些懲罰，而這個懲罰是按比例的，這個比例是按照其他的在線簽名的驗證節點的比例做到的，也就是說你的罰款與其他犯錯節點的罰款數量是成正比的。

另外，如果你是無辜的，有這種情況出現是因為你被黑了，或者電腦有問題，或者數據有問題，這時你受的懲罰就會比較小。如果真的有攻擊發生，需要非常多的驗證節點，這時你的罰款數額就會非常大。攻擊系統的成本非常高，如果你作為個人的驗證節點出現了問題，成本是沒有那麼高的，這是公正的。

這個機制希望激勵大家做驗證節點，也希望大家去設置時，能夠更好的保護自己的機制，不要和其他的驗證節點同時有不成功的感覺。比如你是一個高度多中心化的網路，不同的節點會在不同時間上線或離線，不同的節點會在不同的時間被黑。如果是一個多中心化網路，大家都有同樣的權益池，所有人都用不一樣的權益池，如果權益池被黑了的話，假設我們非常集中，所有人都會有非常高的罰款 。

但是這就是說明不要與大家用一樣的權益池、不要與別人用一樣的VPS，如果你所有的節點都在這上面，就要避免跟其他人撞車，一旦被黑，大家都要面臨懲罰。這個機制是希望大家更好的配置自己，不讓網路面臨高風險。

現在假設大家已經拿到自己的獎勵了，你希望能夠把這個以太幣提出來，該怎麼做？

私鑰或提款地址其中的一個都可以觸發取款過程，一旦觸發了取款過程，驗證節點會在大概7天左右關閉，你一旦退出了之後就要等待4個月，4個月之後就可以提取太幣了。

這就是如何在系統中成為驗證者驗證節點。

主持人：非常感謝！大家有什麼問題嗎？

提問1：我們做了四個應用都是以太幣的，你的新客戶計劃是什麼？

V神：我們希望幫助用戶。

提問1：對我們來說挺沮喪的，要重寫很多東西。

V神：其實很多是相同的，我們希望在合約設計中有相同東西，即便有變化，但很多也是相似的。比較大的差異是考慮使用web S（音譯），有些合約需要重新撰寫。當然，我們還有其他的項目可以幫助你自動轉化以前的合約，都是有自動程序的。

提問1：你希望把延遲代碼用自動應用程序進行轉變嗎？

V神：是的。如果你有製作應用，這個應用可能會放在一個分片上，這個系統和現在的系統比較相似。如果你使用的是一個翻譯器，這個過程應該不會太難。

提問1：我想跟你說最後一句話——「我超愛你」。

提問2：你好！非常感謝你的分享！我的問題是什麼才能用，什麼時候才能做分片的驗證者？

V神：我們希望在1、2個月之後完成這個工作。現在團隊已經開始了對它進行落地使用，但可能花上一年時間才進行推廣，我們希望一部分系統用大家用到，但現在來說還為時過早。非常感謝！

提問3：你好，我特別崇拜你！我的問題是什麼時候能夠漲到1萬？

V神：我不知道。

主持人：謝謝！「我愛你」、「我喜歡你」的都會記錄在鏈上。

提問4：您說到了交聯，我也對它非常感興趣。像我們這樣的開發者看的是關於以太坊的更新 ，您說到了很多新的名字，我們想知道它的能力能不能跑在不同的區塊鏈上？如果我們在其他區塊鏈上用其他代碼，您說的交叉聯接的互操作性是不是非常強？

V神：有很多團隊在這方面努力，希望提高互操作性。不同的項目在不同的區塊鏈上同時跑代碼。還有交聯的多中心化的項目，一旦看到多功能的區塊鏈，上面可以同時進行多種應用，有很多人希望將這些不同的區塊鏈合在一起。所以總的來說，我覺得它的互操作性可以實現。

提問5：很榮幸在這裡見到你，我來自區塊鏈媒體。之前在韓國我看到了一些圓桌討論，有非常多參與者都是來自區塊鏈領域地。我的問題是：什麼時候區塊鏈才能夠和某個特定領域、行業結合在一起？現在有很多應用跑在以太坊上面，您認為哪個行業能夠走在其他行業的最前面成為領跑者，最有希望把區塊鏈用在自己的行業中？

V神：我覺得金融行業可能應用得最早，另外還有遊戲行業，遊戲行業也在快速應用它。我們當然也看到了很多其他的行業有各種各樣不同的想法，比如身份認證、價值鏈等等，有很多能力擴展的應用。

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