Por que a Rede de Teste Ethereum 2.0 Sapphire é importante e quais recursos ela implementa?

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No início deste mês, a equipe do Prysmatic Labs lançou a rede de testes públicos Ethereum, usando o cliente Prysm para desenvolver a primeira fase do Ethereum 2.0.

Esta versão foi bem recebida pela comunidade Ethereum, e logo muitas pessoas começaram a executar o cliente e relataram o problema para a equipe de desenvolvimento. O número de nós de verificação na rede de teste logo excedeu 800. Isso mostra que a comunidade Ethereum está ansiosa para contribuir para a atualização do Ethereum 2.0, que é altamente esperado.

É necessário explicar à vasta comunidade Ethereum o que é a rede de testes Ethereum 2.0 e por que seu lançamento é um marco importante e por que demorou tanto para chegar a este lançamento? Este artigo tentará ilustrar detalhes técnicos em linguagem simples. Primeiro, discutiremos as diferenças entre o Ethereum 2.0 e o atual Ethereum e, em segundo lugar, explicaremos a função da rede de testes.

Por que a atualização Ethereum 2.0 está demorando?

Para responder a essa pergunta, vamos primeiro esclarecer um conceito simples, porém importante:

O Ethereum 2.0 não é uma atualização da rede Ethereum existente, mas sim uma revisão e um novo design mais amplo.

Muitas pessoas não conhecem nem discordam disso, por isso é necessário esclarecer.

  1. A nova rede Ethereum 2.0 se distancia do consenso PoW e usa um mecanismo de consenso Proof-of-Stake (PoS) completamente novo e inovador conhecido como Casper .
  2. Em redes PoW, uma maneira simples é usada para escolher como a blockchain avança e qual rede seguir em caso de desacordos (garfos). Os blocos de chumbo constroem a corrente com a maior parte do trabalho acumulado ou, em outras palavras, a corrente que usou a maior quantidade de hash. Como o Ethereum 2.0 usa o PoS, ele introduziu um conjunto de regras de seleção de forks , conhecido como LMD GHOST, para identificar a rede correta a ser construída.
  3. A rede atual da Ethereum usa uma única rede (DAG) de blocos. A rede Ethereum 2.0 usará 1024 redes paralelas. Esse é o núcleo do ambicioso plano da Ethereum para melhorar a escalabilidade, conhecida como sharding. Essas redes diferentes (shards) podem se comunicar juntas e todas elas serão controladas e validadas por uma única rede mestra conhecida como Chain de Beacon. Esta rede Beacon se assemelha ao caule de uma planta que possui 1024 ramificações idênticas.
  4. Como resultado dessas mudanças radicais, os donos de ETH não poderão simplesmente usar suas moedas ETH na nova rede Ethereum 2.0. Em vez disso, eles terão que queimar sua ETH atual e, em troca, receberão a mesma quantidade de ETH na nova rede. Este mecanismo de transferência é tratado por um contrato inteligente na rede Ethereum 1.0, que é monitorado pela cadeia de sinais.

Embora existam muitas diferenças entre o Ethereum 1.0 e o 2.0, discutiremos apenas a parte principal aqui. Isso ajudará a ilustrar a quantidade de trabalho necessária para concluir o Ethereum 2.0.

Por que o lançamento da rede de testes Ethereum 2.0 é tão importante?

Das diferenças entre as redes 1.0 e 2.0 discutidas acima, o Ethereum 2.0 também requer muita integração e ajuste das funções para funcionar adequadamente. E muitos dos conceitos do Ethereum 2.0 são novos e nunca foram testados por outras blockchains, como o mecanismo de consenso do Casper.

Demorou mais de dois anos para que os protocolos Cosmos e Polkadot atingissem um objetivo semelhante ao da Ethereum 2.0 para obter um design funcional (desenvolvido a partir do 0, totalmente flexível). Além disso, esses projetos não precisam se preocupar sobre como mover ETH e outros tokens ERC-20 da cadeia antiga para a nova cadeia, e não há necessidade de se preocupar em como reduzir o impacto de alterações de protocolo nos desenvolvedores do dApp. Portanto, a comunidade Ethereum precisa ver passos tangíveis e concretos no processo de migração de redes novas e antigas para aumentar a confiança na implementação do roteiro.

Quais funções a rede de teste Ethereum 2.0 Sapphire implementa?

Olhando para os quatro pontos diferentes do Ethereum 1.0 e 2.0 mencionados acima, a rede de testes implementou # 1, # 2 e # 4, e implementou parcialmente # 3. Especificamente, a Sapphire Test Network implementa o mecanismo de consenso Casper PoS (usando a nova regra de seleção do fork), implementa a cadeia Beacon, implementa o token ETH 2.0 que transfere o token ETH 1.0 para a rede de teste. A rede de teste não implementou 1024 fragmentos e o mecanismo de comunicação entre as fatias (comunicação entre chips).

Outro recurso notável na rede de testes é o contrato inteligente, que deve ser implementado na terceira fase do roteiro. Para completar a função de contrato inteligente, você precisa migrar a Ethereum Virtual Machine (EVM) para o Ethereum 2.0 ou reimplementar uma máquina virtual (WASM) como alternativa ao EVM no protocolo Ethereum 2.0.

Como funciona a rede de testes Ethereum 2.0?

O Ethereum 2.0 é uma rede PoS que usa o de verificação do token de garantia para produzir blocos e manter a operação da rede. Portanto, o primeiro problema a ser resolvido é como atribuir tokens ao de verificação para executar a rede.

Na rede Ethereum 2.0, os tokens ETH que são tão valiosos quanto a nossa rede 1.0 acabarão sendo usados, portanto os tokens ETH precisam ser transferidos para a nova rede Ethereum 2.0. Para implementar e testar essa função de transferência, a Prysmatic Labs desenvolveu uma rede de testes chamada Ethereum 1.0 para Goerli e um contrato inteligente chamado contrato de depósito. Na rede Goerli, qualquer pessoa pode obter qualquer pseudo ETH e depósito. O contrato pode armazenar tokens ilimitados de ETH. Quando a moeda é cobrada no contrato de depósito, a cadeia Beacon da rede de teste gera a quantidade equivalente de tokens ETH 2.0. Para simplificar, nos referimos ao token ETH 2.0 como a cadeia de Beacon ETH (bETH).

A transferência de ETH 1.0 para bETH é executada usando as seguintes etapas:

  1. O validador primeiro instala o software Prysm para a rede Ethereum 2.0 e cria uma conta no Ethereum 2.0. A criação da conta gerará “Dados de Depósito”, usados ​​para vincular a carteira Ethereum 1.0 à conta gerada pelo Ethereum 2.0.
  2. No site Goerli de teste Ethereum 1.0, o usuário envia 3,2 ETHs (na verdade 32 ETHs) para o contrato de depósito, afim de participar da validação do Ethereum 2.0. Isso efetivamente queima os tokens ETH 1.0.
  3. A Ethereum 2.0 Beacon Chain verifica o depósito no Contrato de Depósito e emite o mesmo número de tokens bETH para a conta recém-criada do validador. Agora, o validador está pronto para participar do processo de validação após a aprovação. Há um atraso nesse processo de validação, esse atraso é usado para fortalecer a segurança da Cadeia de Beacon.
  4. Verifique se o cliente começa a participar do mecanismo de consenso e recebe um prêmio de verificação. Se você não seguir as regras do contrato, o bETH será multado.

O que exatamente o nó de verificação faz?

No Ethereum 2.0, um novo bloco é gerado a cada 6 segundos (de ~ 15 segundos na atual rede PoW). Em cada bloco, um validador do conjunto propõe um bloco. Diversos outros validadores verificam o bloco e atestam sua correção. Para cada bloco seguinte, um validador diferente propõe o bloco e um grupo diferente de validadores atesta a correção do bloco.

Cada período de 64 blocos (chamado epoch ), todos os validadores são embaralhados para selecionar novos proponentes de bloco e atestadores para cada bloco. Há uma geração de números aleatórios durante a seleção de validadores, o embaralhamento essencialmente impede o conluio do validador e aumenta a segurança do protocolo.

Os validadores precisam estar online o tempo todo para executar as tarefas atribuídas a eles. Quando eles fazem essas tarefas de maneira honesta, são recompensados ​​com tokens bETH recém-criados. Se os validadores se comportarem mal, conspirarem ou ficarem offline, seus tokens serão cortados ou vazados. Quando o saldo de um validador diminui abaixo do limite de validação (3.2 bETH na rede de teste), ele é expulso do pool de validação e não pode participar do processo de validação.

Próximo passo?

O testnet Sapphire é apenas um passo em um longo caminho para chegar ao destino Ethereum 2.0. Implementa a Fase 0 do roteiro Ethereum 2.0. Existem mais duas fases que precisam ser concluídas antes que o Ethereum 2.0 se torne totalmente funcional.

Mas mesmo para a fase 0 (zero), ainda há muito trabalho pela frente antes que a fase 0 possa ser lançada na mainnet. Primeiro de tudo, estamos nos primórdios da rede de teste e há muitos problemas, erros e otimizações que precisam ser resolvidos. Em segundo lugar, esta é uma única rede de teste do cliente, somente o cliente Prysm pode ser usado para o testnet. Outras equipes estão trabalhando para implementar outros clientes na rede Ethereum 2.0, como Nimbus e Lighthouse.

A compatibilidade entre os diferentes clientes é um pré-requisito para a realização de um testnet de múltiplos clientes. Em terceiro lugar, as especificações da Fase 0 permitem a transferência de bETH entre diferentes contas, essa funcionalidade ainda não está disponível. Finalmente, ainda há pequenas alterações em andamento nas especificações da Fase 0 pela equipe de pesquisa da Fundação Ethereum. Essas especificações precisam ser finalizadas, completamente implementadas e auditadas nos vários clientes Ethereum 2.0 antes do lançamento da mainnet da Fase 0, espera-se que seja antes do final de 2019.

Em conclusão, o lançamento do teste foi um passo crucial no roteiro de entrega do Ethereum 2.0. Sua importância decorre da participação pública da comunidade Ethereum para testar a rede, identificar os problemas e os gargalos e, consequentemente, orientar os desenvolvedores do Ethereum 2.0 a abordá-los. O lançamento aumentou significativamente a confiança da comunidade no roteiro do Ethereum 2.0. Além disso, a Fundação Ethereum anunciou que está alocando US $ 19 milhões para apoiar o desenvolvimento do Ethereum 2.0 e outras soluções de escalabilidade Ethereum. Esses recursos permitiriam um progresso mais rápido dos esforços de desenvolvimento e teste.

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