چگونه ادغام بر لایه برنامه اتریوم تأثیر می گذارد

انتقال اتریوم به اثبات سهام – The Merge – نزدیک است: شبکه‌های توسعه‌یافته در حال تقویت هستند، مشخصات در حال نهایی شدن هستند و دسترسی به جامعه به طور جدی آغاز شده است. ادغام به گونه‌ای طراحی شده است که تأثیر کمتری بر نحوه عملکرد اتریوم برای کاربران نهایی، قراردادهای هوشمند و برنامه‌های کاربردی داشته باشد. با این حال، برخی تغییرات جزئی وجود دارد که ارزش برجسته کردن دارد. قبل از اینکه به آنها بپردازیم، در اینجا چند پیوند برای ارائه زمینه در مورد معماری کلی Merge وجود دارد:

در ادامه این پست فرض بر این است که خواننده با موارد فوق آشنا است. برای کسانی که می‌خواهند حتی عمیق‌تر کاوش کنند، مشخصات کامل The Merge در اینجا موجود است:

ساختار بلوک

پس از The Merge، بلوک های اثبات کار دیگر در شبکه وجود نخواهد داشت. در عوض، محتویات قبلی اثبات کار جزء بلوک های ایجاد شده در زنجیره بیکن می شود. سپس می توانید تصور کنید که Beacon Chain به لایه اجماع اثبات سهام اتریوم تبدیل می شود، که جایگزین لایه توافق قبلی اثبات کار می شود. بلوک های زنجیره ای بیکن شامل ExecutionPayloads، که معادل بلوک های پس از ادغام در زنجیره کار اثبات فعلی هستند. تصویر زیر این رابطه را نشان می دهد:

برای کاربران نهایی و توسعه دهندگان برنامه، اینها ExecutionPayloads جایی که تعامل با اتریوم اتفاق می افتد. تراکنش‌های این لایه همچنان توسط کلاینت‌های لایه اجرا (Besu، Erigon، Geth، Nethermind و غیره) پردازش می‌شوند. خوشبختانه، به دلیل پایداری لایه اجرا، The Merge تنها حداقل تغییرات شکست را معرفی می کند.

میدان های معدن و بلوک Ommer

پس از ادغام، چندین فیلد که قبلاً در سرصفحه‌های بلوک اثبات کار وجود داشت، استفاده نمی‌شوند، زیرا به اثبات سهام ارتباطی ندارند. به منظور به حداقل رساندن اختلال در ابزار و زیرساخت، این فیلدها به جای حذف کامل از ساختار داده، روی 0 یا معادل ساختار داده آنها تنظیم می شوند. تغییرات کامل در فیلدهای مسدود را می توان در EIP-3675 یافت.

از آنجایی که اثبات سهام به طور طبیعی مانند اثبات کار، Ommers (با نام مستعار بلوک های عمو) تولید نمی کند، فهرست این موارد در هر بلوک (ommers) خالی خواهد بود و هش این لیست (ommersHash) به هش کدگذاری شده با RLP یک لیست خالی تبدیل می شود. به همین ترتیب، زیرا difficulty و nonce از ویژگی های اثبات کار هستند، اینها تنظیم خواهند شد 0، در حالی که به مقادیر اندازه بایت آنها احترام می گذارد.

mixHash، یکی دیگر از فیلدهای مرتبط با ماینینگ، روی 0 تنظیم نمی شود، بلکه حاوی مقدار RANDAO زنجیره بیکن است. بیشتر در این مورد در زیر.

BLOCKHASH & DIFFICULTY کدهای عملیاتی تغییر می کند

پس از ادغام، BLOCKHASH opcode همچنان برای استفاده در دسترس خواهد بود، اما با توجه به اینکه دیگر از طریق فرآیند هش اثبات کار جعل نمی شود، شبه تصادفی ارائه شده توسط این کد بسیار ضعیف تر خواهد بود.

مربوطه، DIFFICULTY اپکد (0x44) به روز می شود و نام آن تغییر می کند RANDOM. پس از ادغام، خروجی بیکن تصادفی ارائه شده توسط زنجیره بیکن را برمی گرداند. بنابراین، این اپکد منبع تصادفی قوی‌تر، هرچند هنوز هم قابل تعصب برای توسعه‌دهندگان برنامه خواهد بود. BLOCKHASH.

ارزشی که توسط RANDOM ذخیره خواهد شد در ExecutionPayload جایی که mixHash، یک مقدار مرتبط با اثبات محاسبات کار، ذخیره شد. محموله mixHash فیلد نیز تغییر نام خواهد داد random.

در اینجا یک تصویر از چگونگی DIFFICULTY & RANDOM کدهای عملیاتی قبل و بعد از ادغام کار می کنند:

قبل از ادغام، ما می بینیم 0x44 opcode را برمی گرداند difficulty فیلد در هدر بلوک پس از ادغام، opcode، به تغییر نام داد RANDOM، به فیلد سرصفحه ای که قبلاً وجود داشت اشاره می کند mixHash و در حال حاضر ذخیره می کند random ارزش از حالت زنجیره فانوس دریایی.

این تغییر، که در EIP-4399 رسمیت یافته است، همچنین راهی برای ارزیابی اینکه آیا ادغام اتفاق افتاده است، به برنامه های کاربردی زنجیره ای ارائه می دهد. از EIP:

علاوه بر این، تغییرات ارائه شده توسط این EIP به قراردادهای هوشمند اجازه می دهد تا تعیین کنند که آیا ارتقا به PoS قبلاً انجام شده است یا خیر. این را می توان با تجزیه و تحلیل مقدار بازگشتی کد DIFFICULTY انجام داد. ارزشی بیشتر از 2**64 نشان می دهد که تراکنش در بلوک PoS در حال انجام است.

زمان را مسدود کنید

ادغام بر میانگین زمان بلاک در اتریوم تأثیر می گذارد. در حال حاضر بر اساس اثبات کار، بلوک ها به طور متوسط ​​هر 13 ثانیه یکبار با مقدار واریانس نسبتاً زیادی در زمان های بلوک واقعی وارد می شوند. بر اساس اثبات شرط، بلاک‌ها دقیقاً در هر 12 ثانیه می‌آیند، به جز زمانی که یک اسلات از دست می‌رود یا به دلیل آفلاین بودن اعتبارسنجی یا عدم ارسال بلاک به موقع. در عمل، این در حال حاضر در کمتر از 1٪ از اسلات ها اتفاق می افتد.

این به معنای کاهش ~ 1 ثانیه ای از میانگین زمان بلوک در شبکه است. قراردادهای هوشمند که میانگین زمان بلوک مشخصی را در محاسبات خود فرض می کنند، باید این را در نظر بگیرند.

سر ایمن و بلوک های نهایی شده

تحت اثبات کار همیشه پتانسیل برای سازماندهی مجدد وجود دارد. برنامه‌های کاربردی معمولاً منتظر می‌مانند تا چندین بلوک در بالای یک هد جدید استخراج شود و آن را به عنوان بعید به نظر می‌رسد که از زنجیره متعارف حذف شود یا «تأیید شود». بعد از The Merge، ما به جای آن مفاهیم را داریم نهایی شد و سر امن بلوک ها این بلوک‌ها می‌توانند حتی با اطمینان‌تر از اثبات «تأیید شده» بلوک‌های کاری مورد استفاده قرار گیرند، اما برای استفاده صحیح نیاز به تغییر در درک دارند.

بلوک نهایی بلوکی است که توسط بیش از 2/3 اعتبار سنجی ها به عنوان متعارف پذیرفته شده است. برای ایجاد یک بلوک متضاد، مهاجم باید حداقل 1/3 از کل سهام را بسوزاند. در زمان نگارش این مقاله، این مبلغ بیش از 10 میلیارد دلار (یا بیش از 2.5 میلیون ETH) در اتریوم است.

آ سر امن بلوک یکی از مواردی است که در شرایط عادی شبکه، انتظار داریم در زنجیره متعارف گنجانده شود. با فرض تأخیر شبکه کمتر از 4 ثانیه، اکثریت صادقانه اعتباردهنده ها و عدم حمله به قانون فورک انتخاب، سر امن هرگز یتیم نخواهد شد ارائه جزئیات نحوه محاسبه سر ایمن تحت سناریوهای مختلف در اینجا موجود است. علاوه بر این، مفروضات و تضمین های سر امن در مقاله آتی به طور رسمی تعریف و تحلیل می شوند.

پس از ادغام، APIهای لایه اجرا (به عنوان مثال JSON RPC) را برمی گرداند سر امن به طور پیش فرض هنگامی که برای latest مسدود کردن. تحت شرایط عادی شبکه سر امن و نوک واقعی زنجیر معادل خواهد بود (با پشت سر امن فقط چند ثانیه). سرهای امن نسبت به مدرک کار فعلی کمتر احتمال دارد دوباره مرتب شود latest بلوک ها برای افشای نوک واقعی اثبات زنجیره سهام، یک unsafe پرچم به JSON RPC اضافه خواهد شد.

بلوک های نهایی نیز از طریق JSON RPC، از طریق یک جدید، در معرض دید قرار خواهند گرفت finalized پرچم. سپس اینها می توانند به عنوان جایگزین قوی تری برای اثبات تاییدیه های کار عمل کنند. جدول زیر به طور خلاصه این موضوع را نشان می دهد:

مراحل بعدی

امیدواریم این پست به توسعه دهندگان برنامه کمک کند تا برای انتقال مورد انتظار به اثبات سهام آماده شوند. در چند هفته آینده، یک شبکه آزمایشی با عمر طولانی برای آزمایش توسط جامعه گسترده‌تر در دسترس خواهد بود. همچنین یک فراخوان آتی انجمن Merge برای توسعه‌دهندگان زیرساخت، ابزار و برنامه‌ها برای پرسیدن سؤالات و شنیدن آخرین به‌روزرسانی‌های فنی درباره The Merge وجود دارد. اونجا میبینمت :wave:

از میخائیل کالینین برای ارائه محتوای اصلی بخش “سر ایمن” و از دنی رایان و مت گارنت برای بررسی پیش‌نویس‌های این پست تشکر می‌کنیم.