چگونه ادغام بر لایه کاربردی اتریوم تأثیر می گذارد

توجه: این پست در مارس 2022 به روز شد تا آخرین تغییرات مشخصات را منعکس کند.
اینها شامل تغییر نام مشخصات لایه اجماع به “Bellatrix”، تغییر نام تصادفی اپکد به PREVRANDO و مشخصات JSON RPC تغییر می کند.

انتقال اتریوم به اثبات سهام – The Merge – نزدیک است: شبکه‌های devnet 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 بلوک‌های اثبات کار، جزء بلوک‌های ایجاد شده در زنجیره Beacon می‌شوند. سپس می‌توانید فکر کنید که Beacon Chain به لایه اجماع اثبات سهام اتریوم تبدیل می‌شود و جایگزین لایه توافق قبلی اثبات کار می‌شود. 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.

معدن و میدان های بلوک Ommer

پس از ادغام، چندین فیلد که قبلاً در سرصفحه‌های بلوک اثبات کار وجود داشت، استفاده نمی‌شوند زیرا به اثبات سهام بی‌ربط هستند. 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 مربوط به فیلدهای مسدود را می توان در اینجا یافت EIP-3675.

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 (اومرها) خالی خواهد بود و هش این لیست (ommersHash) به هش کدگذاری شده با RLP یک لیست خالی تبدیل می شود. به همین ترتیب، زیرا دشواری و هیچ 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 & مشکل 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، مشکل اپکد (0x44) به روز می شود و نام آن تغییر می کند PREVRANDAO. 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 تا از آن استفاده کنند. BLOCKHASH.

ارزشی که توسط PREVRANDAO 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 prevRandao.

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

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

این تغییر، رسمیت یافت EIP-4399، همچنین برنامه های کاربردی زنجیره ای را برای ارزیابی اینکه آیا ادغام اتفاق افتاده است 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 انجام داد مشکل opcode 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 یک بار 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 در محاسبات خود میانگین زمان بلاک را در نظر می گیرند، باید این را در نظر بگیرند.

سر ایمن و بلوک های نهایی شده

تحت اثبات کار، همیشه امکان تجدید سازمان وجود دارد. برنامه‌های کاربردی معمولاً منتظر می‌مانند تا چندین بلوک در بالای یک سر 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 مطمئن‌تر از اثبات «تأیید شده» بلوک‌های کاری مورد استفاده قرار گیرند، اما برای استفاده صحیح نیاز به تغییر درک دارند.

بلوک نهایی بلوکی است که توسط > 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 فوک انتخاب، سر امن هرگز یتیم نخواهد شد ارائه جزئیات نحوه محاسبه سر ایمن تحت سناریوهای مختلف در دسترس است اینجا. 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) در معرض نمایش قرار خواهند داد سر امن با استفاده از a بی خطر برچسب زدن 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 آخرین بلوک ها

بلوک های نهایی نیز از طریق JSON RPC، از طریق یک جدید، در معرض دید قرار خواهند گرفت نهایی شد 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:

توجه: مشخصات JSON RPC هنوز در حال توسعه فعال است. هنوز باید انتظار تغییرات نام‌گذاری را داشت.

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 در آینده وجود دارد تماس جامعه را ادغام کنید برای توسعه‌دهندگان زیرساخت، ابزار و برنامه‌ها برای پرسیدن سؤال و شنیدن آخرین به‌روزرسانی‌های فنی درباره The Merge. اونجا میبینمت 👋🏻

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