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📜 [專欄新文章] 2019 台北以太坊社群回顧
✍️ Juin Chiu
📥 歡迎投稿： https://medium.com/taipei-ethereum-meetup #徵技術分享文 #使用心得 #教學文 #medium
很快地，2019 年過去了，台北以太坊社群（TEM）也滿 3 歲了，過去一年，TEM 完成了許多重大的里程碑：
舉辦台灣最大的區塊鏈技術研討會 Crosslink
主持台灣開源界最大的研討會 COSCUP 的區塊鏈議程
參加世界最大的區塊鏈技術研討會 DEVCON
Medium 專欄累積 30+ 篇優質文章
Youtube 頻道累積 50+ 個技術演講
在這篇文章中，我們首先來審視 2019 年以太坊取得重大進展的技術：以太坊2.0與零知識證明，接著再回顧 TEM 於 2019 的優質專欄文章。
*本文由 Juin Chiu 與 Chih-Cheng Liang 共同整理
以太坊重大進展
以太坊2.0的信標鏈
對一般大眾最重要最能吸收的事情大概是 Eth2.0 的信標鏈有測試網路了。透過儀表板網站 www.beaconcha.in 可以看見 Prysmatic Labs 團隊的測試網路的動態。細節很多，但本文就只談這張圖最上面有出現的東西。
在 Eth2.0 沒有挖礦和礦工了，取而代之的是抵押以太幣的驗證者（Validator）來成為資料的寫入者。因此也沒有「區塊時間」這個詞了，新協定以 12 秒為一個「時段」（Slot），信標鏈隨機分配驗證者在指定的時間點產出區塊。在 32 個時段的時間，稱為一個「時期」（Epoch），約 6.4 分鐘，信標鏈會處理驗證者的賞、罰、進、出。在儀表板的左上角可以看到 Epoch 與 Slot 的數字，代表距離最早最古老的區塊多久了。
要怎麼成為驗證者呢？首先要在以太坊 1.0 主網路的抵押合約上，送出一筆交易（在信標鏈測試網路則是送到 Goerli 測試網路）。這筆交易會註冊驗證者的公鑰，並且存入押金（在正式網路是 32 ETH ，測試網路則是 3.2 ETH）。送完之後就排隊等待信標鏈激活驗證者，驗證者就需要開始執行信標鏈分配的任務了。在畫面中間可以看到左邊是 27539 個活躍的驗證者，右邊則是有 4623 個排隊進入的。
在這種基於押金的網路，系統的威脅來自於攻擊者買通大量驗證者，送出矛盾訊息，致使於系統不同節點無法取得共識，鏈資料不可挽回的分叉為兩條。因此系統累積的總押金越多，代表攻擊者成本越高。畫面最右上角左邊即為總押金，右邊為平均一個驗證者的餘額。
假期間和親朋好友一起跑一個驗證者節點，是個活絡氣氛的好活動。要做到這件事，目前 Prysm 客戶端有最友善的介面，請點 連結。程式也用 Docker 包好了，免煩惱安裝。
也記得 Eth2.0 協定有 9 個團隊 用不同程式語言實作。例如：有 Python 語言的客戶端 Trinity ，以及 Rust 語言客戶端 Lighthouse。基本上不用擔心找不到自己喜歡的程式語言的實作。
零知識證明
2019 年，零知識證明的理論與應用也突飛猛進，Kimi Wu 剛好寫了一篇很棒的文獻調查。
前年底提出的 zk rollup，目前由 Matter Labs 在開發，Matter Labs更在上個月（2019/12）發表了 ZK Sync，解決了因為產生證明（proof）而延伸的延遲問題。
此外 Iden3 跟 ConsenSys 也有 zk rollup 的專案。在以太坊研究論壇有基於 zk rollup 的一個提案，是可以達到 匿名性的 zk rollup。
Semaphore是一個基於零知識證明的一個訊號系統，發送者可以不揭露身份的狀況下廣播任何訊息(an arbitrary string)。 Semaphorejs 延續 Semaphore 的核心概念，並將整個概念更加完整化，從前端網頁到後端服務。
這兩年才發表的 zk-STARKs，也在去年年初跟 0x 合作，推出基於 zk-STARKs 的 去中心化交易所。
在技術上，去年下半年有新的論文，使用 DARK compiler 可以讓 SNARKs 達到公開性（Transparent）。還有 MARLIN, SONIC, PLONK 等可通用且可更新的可信設定（trusted setup）。STARKs 的 FRI 驗證方式也默默地跟 SNARKs 做結合。（東西越來越多，根本看不完 QQ）
零知識證明在區塊鏈的重要用途就是「擴展」和「隱私」。技術上的進展，一般可以觀察證明方產出證明的時間、證明的資料大小、驗證方驗證的時間、需不需要可信設定、可信設定有什麼限制、以及抵抗量子電腦的能力。
社群專欄優質文章
Crossslink 2019
Crosslink 2019 Taiwan｜以太坊 2.0 的未來藍圖及挑戰
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libp2p — 模組化的點對點網路協議
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若想搞懂區塊鏈就不能忽視的經典：PBFT
密碼學（Cryptography）
Ethereum RNG (RANDAO & VDF)
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新一代加密貨幣Grin和MimbleWimble區塊鏈解析
Monero.門羅幣 隱匿交易的基礎介紹
隱私、區塊鏈與洋蔥路由
資料可得性（Data Availability）
Data Availability on Ethereum 2.0 Light Node
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點對點網路（p2p Network）
連Ethereum都在用！用一個例子徹底理解DHT
針對DHT的花式攻擊與精簡對策
智能合約（Smart Contract）
深入解析Solidity合約
Upgradable Smart Contracts using zos
Reason Why You Should Use EIP1167 Proxy Contract. (With Tutorial)
去中心化金融（DeFi）
DeFi 項目《Uniswap》完整解析（一）Uniswap 是什麼？
解析 DeFi 項目《Uniswap》（二）Uniswap 如何使用？
去中心化身份（DID）
我們與「身份自主」的距離
其他（Miscellaneous）
論言論自由
作為負債的控制
0x 黑客松 — 獲獎作品回顧與分析
技術解析台灣交易所BitoPro駭客攻擊
總結
2019 是個樸實無華但充實的一年，除了在底層技術方面有所進展，在應用方面，例如去中心化金融（DeFi）與去中心化身份（DID），也逐漸獲得大眾的興趣，期待 2020 年區塊鏈能為這世界帶來更多驚奇！
2019 台北以太坊社群回顧 was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.
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📜 [專欄新文章] libp2p — 模組化的點對點網路協議
✍️ Ken Lin
📥 歡迎投稿： https://medium.com/taipei-ethereum-meetup #徵技術分享文 #使用心得 #教學文 #medium
libp2p — 模組化的點對點網路協議
可重用的輪子
『不要重複造輪子』，是在軟體開發時，經常被引用的一句話。
這句話隱含的意義是，盡可能的去重用（reuse）其他人分享的開發成果，因為很多的經驗及知識，就是在這樣的重用過程中，逐漸的被累積及驗證。而許多被廣泛重用的輪子，往往就這樣成為某個特殊領域中共用的基石，進而加速了其他專案開發時的迭代過程。
本次CrossLink Taipei 2019的研討會中，也出現了一個這樣的輪子，那就是libp2p專案。
分佈式應用的共業
傳統的中心化網路架構當中，每一個參與的節點，其Server與Client的角色是確立的，因此封包在路由傳遞時也相對單純，對於開發者而言，大家也都非常熟稔這樣的架構。
而在分佈式的網路架構當中，每一個節點都同時肩負了Server與Client的角色(或者換一個說法，不再有Server-Client的區別)，再加上各種異質的網路環境與網路通訊協議，開發者往往要耗費許多資源來解決這些網路底層的通訊問題，例如NAT穿透、加密傳輸等等。
如果這些難題，一再的困擾著不同的開發者，那麼有沒有一種可能，可以把這些難題所需要的解決方案集合在一起，方便大家去重複使用並改進？libp2p的出現，便是這個問題的答案。藉由高度模組化的設計，開發者可以方便的取用自己所需要的部分模組，並在現有的模組上疊加自己額外的應用邏輯，以適應各種不同的應用場景。
由於其高度模組化的特性，使得libp2p受到許多知名專案的青睞，紛紛使用了libp2p作為其底層網路框架，例如Ethereum 2.0、Palkadot、Filecoin、0X等等。
libp2p原先是IPFS專案中的網路框架，後來抽出變成一個獨立的專案。
libp2p的特色
以下所提到的各種libp2p特色，很多都以模組的形式被實作，開發者可選擇適合的模組，進而開發出符合其應用場景的服務。
具有兼容性的定址方式
libp2p使用了類似檔案路徑的概念(PLAN9 Ubiquitous Filesystem)，為每一個行程(process)定義了專屬的位址。這種定址方式，可以增加行程定址的兼容性，假設某個行程改用了新的網路傳輸協議(例如從ipv4改為bluetooth)，可以很方便的以相同的定址結構去表達新的位址。
以目前常見的ipv4位址為例，假設某個節點是以ip 1.2.3.4以及port 80提供了服務，在libp2p中其位址可表示為/ip4/1.2.3.4/tcp/80。
支援多種傳輸協議
針對目前常見的傳輸協議，libp2p也實作了相對應的模組，例如：TCP、QUIC、WebSockets、WebRTC。在未來，libp2p預計還會支援Bluetooth、uTP、UDP，或者目前尚未發明的新協議(歸功其兼容性的定址方式)。
可升級的傳輸協議
在libp2p的設計當中，一個行程與另一個行程建立連線時，首先會以某個底層協議作為原始連線(raw connection，例如TCP協議)。一旦原始連線建立完畢，兩個行程可以進一步依據他們的需求進行協調，決定是否將原始協議升級(upgrade)為另一個協議連線(capable connection)，例如將單純的TCP協議升級為具有加密性質的連線。
多路複用
有時候在兩個節點之間建立一個連線，需要不少的成本(像是需要穿透NAT、經過多次的交握確認後才能建立連線)，如果能夠重複使用已經成功建立的連線，兩個節點之間就能以更有效率的方式實現異質的資料傳輸。舉例來說，兩個節點可以在同一個TCP連線上，進一步的產生不同的串流(stream)。
協議協調
由於libp2p支援多種傳輸協議，並且能夠多路複用，兩個節點在互相傳輸資料之前，便需要有一套機制去互相溝通，確定兩者要以哪種協議進行資料的傳輸，這便是協議協調。
目前的協議協調機制是multiselect 1.0，libp2p接下來會將協議協調機制升級為更有效率的multiselect 2.0。
節點發現與訊息傳播
在建立分佈式應用的時候，如何有效率的尋找節點(節點發現)是建立一切服務的起點，能夠找到節點，才能進一步和節點建立連線，接著才能建構其上的應用。libp2p提供了數種節點發現的實作(DHT、Randezvous、mDNS等等)。
除了節點發現，如何進行訊息傳播也是建立一個分佈式應用必須考慮的事情。在這邊要特別提起PubSub這個訊息傳播模式。這是一種類似MQTT的發布-訂閱(Publish-Subscribe)模式，允許訊息以M-to-N的方式在網路中傳遞，這種傳播模式是非同步(asynchronous)。和MQTT不同的是，libp2p是分散式的，並不需要一個中心化的broker來負責訊息的路由(routing)。
目前PubSub提供數種訊息路由演算法，包括floodsub、gossipsub等等。在Ethereum 2.0也將會採用PubSub作為其訊息傳播模式。
NAT穿透及中繼
現今的網路架構中，NAT無所不在，而這也是點對點連線時最大的困擾。libp2p實作了NAT穿透，而對於那些無法進行NAT穿透的節點，libp2p另外提供了中繼技術(relay)來作為補強方案。
結語及後記
以上所描述的libp2p特色，是在參與CrossLink Taipei 2019研討會時，印象較為深刻的幾點，尚有其他特色沒有節錄於本文之中。除此之外，各項特色的描述多半以重點式的形式紀錄，很多細節仍有待深入挖掘。
在撰寫本文時，筆者參考了許多前人的貢獻，其中有不少是來自於CrossLink Taipei 2019 的線上共筆，謝謝這些參與共筆的志工。除此之外，也要特別感謝Taipei Ethereum Meetup的朋友Kevin，提供了不少寶貴的建議以及實作經驗。
參考資料
https://segmentfault.com/a/1190000015410582
https://zhuanlan.zhihu.com/p/33535984
https://ethfans.org/posts/why-libp2p
https://medium.com/r/?url=https%3A%2F%2Fgithub.com%2Fmultiformats%2Fmultiaddr
libp2p — 模組化的點對點網路協議 was originally published in Taipei Ethereum Meetup on Medium, where people are continuing the conversation by highlighting and responding to this story.
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(三) 可以用藥物治療嗎？是否需長期服藥？1:54
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