Bloki

Bloki to pakiety transakcji zawierające hash poprzedniego bloku w łańcuchu. Łączy to bloki ze sobą (w łańcuch), ponieważ hashe są kryptograficznie wyprowadzane z danych bloku. Zapobiega to oszustwom, ponieważ jedna zmiana w jakimkolwiek bloku w historii unieważniłaby wszystkie następne bloki, jako że wszystkie kolejne hashe uległyby zmianie, a każdy, kto uruchamia blockchain, by to zauważył.

Wymagania wstępne

Bloki to temat bardzo przyjazny dla początkujących. Aby jednak pomóc Ci lepiej zrozumieć tę stronę, zalecamy najpierw przeczytać o kontach, transakcjach oraz nasze wprowadzenie do Ethereum.

Dlaczego bloki?

Aby upewnić się, że wszyscy uczestnicy w sieci Ethereum utrzymują zsynchronizowany stan i zgadzają się co do dokładnej historii transakcji, grupujemy transakcje w bloki. Oznacza to, że dziesiątki (lub setki) transakcji są zatwierdzane, uzgadniane i synchronizowane jednocześnie.

Diagram zaadaptowany z Ethereum EVM illustrated (opens in a new tab)

Rozkładając zatwierdzenia w czasie, dajemy wszystkim uczestnikom sieci wystarczająco dużo czasu na osiągnięcie konsensusu: chociaż żądania transakcji pojawiają się dziesiątki razy na sekundę, bloki są tworzone i zatwierdzane w Ethereum tylko raz na dwanaście sekund.

Jak działają bloki

Aby zachować historię transakcji, bloki są ściśle uporządkowane (każdy nowo utworzony blok zawiera odniesienie do swojego bloku nadrzędnego), a transakcje wewnątrz bloków również są ściśle uporządkowane. Z wyjątkiem rzadkich przypadków, w dowolnym momencie wszyscy uczestnicy sieci zgadzają się co do dokładnej liczby i historii bloków oraz pracują nad zgrupowaniem bieżących żądań transakcji w następny blok.

Gdy blok zostanie złożony przez losowo wybranego walidatora w sieci, jest on propagowany do reszty sieci; wszystkie węzły dodają ten blok na koniec swojego blockchaina, a nowy walidator jest wybierany do utworzenia następnego bloku. Dokładny proces składania bloków oraz proces zatwierdzania/konsensusu jest obecnie określony przez protokół „dowodu stawki (PoS)” Ethereum.

Protokół dowodu stawki (PoS)

Dowód stawki (PoS) oznacza co następuje:

• Węzły walidujące muszą stakować 32 ETH w kontrakcie depozytowym jako zabezpieczenie przed złym zachowaniem. Pomaga to chronić sieć, ponieważ udowodniona nieuczciwa aktywność prowadzi do zniszczenia części lub całości tej stawki.
• W każdym slocie (oddalonym od siebie o dwanaście sekund) walidator jest losowo wybierany jako proponujący blok. Grupuje on transakcje, wykonuje je i określa nowy „stan”. Opakowuje te informacje w blok i przekazuje je innym walidatorom.
• Inni walidatorzy, którzy dowiadują się o nowym bloku, ponownie wykonują transakcje, aby upewnić się, że zgadzają się z proponowaną zmianą globalnego stanu. Zakładając, że blok jest ważny, dodają go do własnej bazy danych.
• Jeśli walidator dowie się o dwóch sprzecznych blokach dla tego samego slotu, używa swojego algorytmu wyboru rozwidlenia, aby wybrać ten, który jest poparty największą ilością stakowanego ETH.

Więcej o dowodzie stawki (PoS)

Co znajduje się w bloku?

Blok zawiera wiele informacji. Na najwyższym poziomie blok zawiera następujące pola:

Obiekt body bloku zawiera kilka własnych pól:

Pole attestations zawiera listę wszystkich poświadczeń w bloku. Poświadczenia mają swój własny typ danych, który zawiera kilka informacji. Każde poświadczenie zawiera:

Pole data w attestation zawiera następujące elementy:

Wykonanie transakcji w execution_payload aktualizuje globalny stan. Wszyscy klienci ponownie wykonują transakcje w execution_payload, aby upewnić się, że nowy stan pasuje do tego w polu state_root nowego bloku. W ten sposób klienci mogą stwierdzić, że nowy blok jest ważny i bezpieczny do dodania do ich blockchaina. Sam execution payload jest obiektem z kilkoma polami. Istnieje również execution_payload_header, który zawiera ważne informacje podsumowujące o danych wykonawczych. Te struktury danych są zorganizowane w następujący sposób:

execution_payload_header zawiera następujące pola:

Sam execution_payload zawiera następujące elementy (zauważ, że jest to identyczne z nagłówkiem, z tą różnicą, że zamiast hasha głównego transakcji zawiera rzeczywistą listę transakcji i informacje o wypłatach):

Lista withdrawals zawiera obiekty withdrawal o następującej strukturze:

Czas bloku

Czas bloku odnosi się do czasu oddzielającego bloki. W Ethereum czas jest podzielony na dwunastosekundowe jednostki zwane „slotami”. W każdym slocie wybierany jest jeden walidator, który ma zaproponować blok. Zakładając, że wszyscy walidatorzy są online i w pełni funkcjonalni, w każdym slocie pojawi się blok, co oznacza, że czas bloku wynosi 12 s. Jednak czasami walidatorzy mogą być offline, gdy zostaną wezwani do zaproponowania bloku, co oznacza, że sloty mogą czasami pozostać puste.

Ta implementacja różni się od systemów opartych na dowodzie pracy (PoW), w których czasy bloków są probabilistyczne i dostrajane przez docelową trudność kopania protokołu. Średni czas bloku (opens in a new tab) w Ethereum jest tego doskonałym przykładem, gdzie przejście z dowodu pracy (PoW) na dowód stawki (PoS) można wyraźnie wywnioskować na podstawie spójności nowego 12-sekundowego czasu bloku.

Rozmiar bloku

Ostatnią ważną uwagą jest to, że same bloki mają ograniczony rozmiar. Każdy blok ma docelowy rozmiar 30 milionów gazu, ale rozmiar bloków będzie rósł lub malał zgodnie z wymaganiami sieci, aż do limitu bloku wynoszącego 60 milionów gazu (2x docelowy rozmiar bloku). Limit gazu bloku może być korygowany w górę lub w dół o współczynnik 1/1024 w stosunku do limitu gazu poprzedniego bloku. W rezultacie walidatorzy mogą zmieniać limit gazu bloku poprzez konsensus. Całkowita ilość gazu zużyta przez wszystkie transakcje w bloku musi być mniejsza niż limit gazu bloku. Jest to ważne, ponieważ gwarantuje, że bloki nie mogą być dowolnie duże. Gdyby bloki mogły być dowolnie duże, mniej wydajne pełne węzły stopniowo przestałyby nadążać za siecią ze względu na wymagania dotyczące przestrzeni i szybkości. Im większy blok, tym większa moc obliczeniowa jest wymagana do przetworzenia go na czas przed następnym slotem. Jest to siła centralizująca, której przeciwdziała się poprzez ograniczanie rozmiarów bloków.

Dalsza lektura

Znasz zasób społeczności, który Ci pomógł? Edytuj tę stronę i dodaj go!

Powiązane tematy

• Transakcje
• Gaz
• Dowód stawki (PoS)