什么是以太坊Casper它的工作原理和優(yōu)點(diǎn)有哪些

什么是以太坊Casper？

Casper的實(shí)施標(biāo)志著以太坊已經(jīng)轉(zhuǎn)換為Proof of Stake（PoS）區(qū)塊鏈（也稱為以太坊2.0）。雖然在2015年夏，以太坊于作為工作權(quán)益證明（PoW）協(xié)議的區(qū)塊鏈問世，但開發(fā)人員早已計(jì)劃將其過渡到PoS模型中。在完成轉(zhuǎn)換后，挖礦將不再是以太坊網(wǎng)絡(luò)的一部分。

目前為止，在以太坊生態(tài)系統(tǒng)中已經(jīng)有兩個(gè)共同開發(fā)的Casper版本：Casper CBC和Casper FFG。CBC版本最初由以太坊基金會(huì)研究員Vlad Zamfir提出。盡管對(duì)CBC的研究最初側(cè)重于公共區(qū)塊鏈的PoS協(xié)議，但它已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)更廣泛的研究領(lǐng)域，其中就包括一系列的PoS模型。

Casper FFG的研究由以太坊聯(lián)合創(chuàng)始人Vitalik Buterin主導(dǎo)。最初的提議包括混合PoW/PoS系統(tǒng)，但實(shí)施仍在討論中，新提案最終可能僅使用PoS模型取而代之。

值得注意的是，Casper FFG正計(jì)劃推出以太坊2.0。但是，這并不意味著Casper CBC就沒有任何動(dòng)作。事實(shí)上，它可能會(huì)在未來取代Casper FFG。

雖然兩個(gè)版本都是為以太坊開發(fā)的，但Casper是一種PoS模型，也可以在其他區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中推廣和使用。

Casper工作原理

從以太坊1.0到2.0的過渡被稱為“Serenity”升級(jí)。它包括三個(gè)不同的階段。在其初始階段（階段0），啟動(dòng)了名為Beacon Chain的新區(qū)塊鏈。 Casper FFG將制定規(guī)則推動(dòng)這種全新的基于PoS區(qū)塊鏈的共識(shí)機(jī)制。

與PoW挖礦所不同，PoW協(xié)議中礦工需要運(yùn)行昂貴且專業(yè)的設(shè)備來創(chuàng)建和驗(yàn)證交易區(qū)塊，隨著Casper的實(shí)施，以太坊將不再需要挖礦的過程。新交易區(qū)塊的驗(yàn)證和確認(rèn)將由塊驗(yàn)證器來完成，區(qū)塊驗(yàn)證器將根據(jù)其股權(quán)進(jìn)行選擇。

換句話說，每個(gè)驗(yàn)證人的投票權(quán)將由他們持有的ETH數(shù)量決定。例如，持有64 ETH的用戶所擁有的投票權(quán)重將比僅持有最小金額的用戶高兩倍。要成為Serenity升級(jí)第一階段的區(qū)塊驗(yàn)證器，用戶將需要存入32 etether（ETH）的最低股權(quán)，將其存入基于以太坊區(qū)塊鏈（1.0）的特殊智能合約。

如果一切正常，將選擇隨機(jī)的驗(yàn)證器提交新產(chǎn)生的區(qū)塊，并最終獲得塊獎(jiǎng)勵(lì)。區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)可能僅包括交易費(fèi)用，因?yàn)椴淮嬖谟袇^(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)。

然而，需要注意的是，每種PoS協(xié)議的實(shí)現(xiàn)方式可以不同，分為不同的獎(jiǎng)勵(lì)模型。 Casper模型仍處于開發(fā)中，還有很多細(xì)節(jié)尚未明確。

Casper的優(yōu)點(diǎn)

Casper的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是使權(quán)益證明成為可能，它將有助于以太坊變得更加節(jié)能及友好。在電力和計(jì)算資源方面，基于PoW的模型對(duì)系統(tǒng)硬件的要求很高。相比之下，PoS模型在該方面的需求就很低。而當(dāng)以太坊在最后實(shí)施了完整的PoS模型時(shí)，將不再需要礦工來維持區(qū)塊鏈的運(yùn)行，因此所需的資源將更低。

Casper的另一個(gè)潛在優(yōu)勢(shì)與安全性有關(guān)。實(shí)質(zhì)上，Casper將用作篩選器，負(fù)責(zé)對(duì)鏈中的區(qū)塊進(jìn)行排序。從根本上說，它將成為以太坊2.0分布式賬本的記賬員。因此，如果有驗(yàn)證者想要篡改數(shù)據(jù)，他們將會(huì)從網(wǎng)絡(luò)中被迅速刪除并受到懲罰。懲罰規(guī)則是扣除驗(yàn)證者的抵押（ETH），這意味著違規(guī)的成本將非常高昂。但是，開發(fā)人員仍在討論發(fā)生51％攻擊的可能性。

最后，有解釋說Casper將使以太坊具有更高的去中心化。目前，那些在網(wǎng)絡(luò)上具有強(qiáng)大統(tǒng)治能力的節(jié)點(diǎn)是擁有大量挖礦資源的用戶。而將來，任何能夠持有適量ETH的用戶，都能夠幫助確保以太坊區(qū)塊鏈的安全。

局限性

要想最終開發(fā)和實(shí)施Casper，還有很長(zhǎng)的路要走。目前，其效率和安全性仍未得到證實(shí)。有許多細(xì)節(jié)還需要重新定義和調(diào)整。新版本在Serenity升級(jí)的第0階段上線前，我們都無法確定它的功能和表現(xiàn)。

理論上的局限性也依然存在，如果以太坊的驗(yàn)證系統(tǒng)遭到破壞，Casper將無法產(chǎn)生新的區(qū)塊。鑒于目前的架構(gòu)，Caspe無法完全抵抗51％的攻擊。除此之外，還需要一個(gè)正式的規(guī)范來概述響應(yīng)攻擊時(shí)可能需要的fork規(guī)則。

總結(jié)

以太坊正在逐漸摒棄挖礦而選擇使用權(quán)益證明的方式，用戶可以在相應(yīng)的充值地址中存入以太幣（ETH）來維持區(qū)塊鏈運(yùn)行。Casper是一種用于產(chǎn)出區(qū)塊的技術(shù)，可以促成以太坊的這一轉(zhuǎn)變。

Casper將有助于創(chuàng)建基于以太網(wǎng)2.0升級(jí)的基礎(chǔ)設(shè)施，并將使其更為順暢地過渡到PoS模型中。此外，區(qū)塊鏈領(lǐng)域的開源特性也意味著Casper的顯著優(yōu)勢(shì)可以被其他項(xiàng)目進(jìn)行分叉、修改和重構(gòu)。

當(dāng)Casper正式推出時(shí)，它將標(biāo)志著以太坊進(jìn)入史上另一個(gè)重要的里程碑。至于Casper何時(shí)能夠發(fā)布，以太坊研究員Justin Drake此前曾透露，可能將在2020年1月3日（比特幣11歲生日時(shí)）發(fā)布Casper第一階段。然而，該日期仍充滿不確定性。此次版本發(fā)布可能會(huì)在2020年的任何時(shí)刻。