ONKELBLOKKER I ETHEREUM FORKLART

I Ethereum refererer begrepet «onkelblokker» til gyldige blokker som ble utvunnet nesten samtidig med den kanoniske blokken, men som ikke ble en del av den viktigste blokkjeden. I stedet for å bli foreldreløse som i Bitcoin, mottar disse blokkene fortsatt delvise belønninger for å bidra til desentraliseringen og sikkerheten til nettverket.

For å forstå formålet med onkelblokker, bør du vurdere hvordan desentraliserte systemer som Ethereum fungerer. Minere konkurrerer om å løse kryptografiske gåter og kringkaste blokken sin til nettverket. På grunn av nettverkslatens kan forskjellige minere løse gåten nesten samtidig og spre sine forskjellige versjoner av blokken til omkringliggende noder. Til slutt blir nettverket enige om én blokk for å fortsette kjeden, og de andre blir henvist til som onkler.

Ideen om å inkludere onkelblokker oppsto fra et behov for å løse sentraliseringsproblemet forårsaket av forsinkelser i blokkforplantning. I desentralisert mining hadde noder nærmere blokkopphavsmannen større sjanser for å legge til den neste blokken før andre mottok den. Denne ujevnheten undergravde rettferdigheten og oppmuntret til sentralisering rundt knutepunkter med lav latens. Ethereums løsning var å inkludere uncle-blokker i kjedestrukturen ved å gjenkjenne deres beregningsinnsats og integrere dem i vanskelighets- og belønningssystemet.

I henhold til Ethereums protokolldesign (opprinnelig under Proof-of-Work), kunne en kanonisk blokk referere til opptil to uncle-blokker fra de foregående syv generasjonene. Inkluderingen av disse uncle-blokkene ga ikke bare mindre ekstra belønninger til minere (opptil 87,5 % av hovedblokkbelønningen), men bidro også til den generelle kjedesikkerheten ved å øke den effektive hashingkraften som er innlemmet i nettverkets vanskelighetsberegning.

Utover belønninger og rettferdighet har uncle-blokker en rolle i sikkerhet mot egoistisk mining. I egoistiske miningstrategier prøver ondsinnede aktører å holde tilbake funnede blokker for å oppnå fordeler. Ved å integrere unkler reduserte Ethereum effektiviteten av slike angrep ved å anerkjenne de ærlige nesten-uhell-innsatsene til minere som kringkastet blokker uten ondsinnet hensikt, men tapte forplantningskappløpet.

Ethereums holdning til unklerblokker er forskjellig fra Bitcoins behandling av foreldede blokker. I Bitcoin blir disse foreldreløse – uten belønning eller anerkjennelse – og bidrar dermed til bortkastet energi og sentraliseringsinsentiver. I motsetning til dette representerer Ethereums unkler en anerkjennelse av en blokks delvise bidrag til systemets sikkerhets- og desentraliseringsmål.

Det er viktig å merke seg at bruken av unkler er direkte knyttet til Proof-of-Work-modellen, og Ethereums overgang til Proof-of-Stake under «The Merge» i september 2022 gjorde unklerblokker effektivt foreldet. Deres historiske funksjon gir imidlertid en viktig innsikt i hvordan Ethereum prioriterte inkludering og nettverkslikhet i sine tidlige driftsår.

Onkelblokker genereres ikke lenger i Ethereum i dag, men å forstå deres formål gir grunnleggende kunnskap om Ethereums konsensusutvikling og nettverkets mål om rettferdig deltakelse, desentralisering og robusthet.

Ethereum introduserte formelt uncle-blokker som en del av sitt konsensus- og blokkbelønningssystem for å håndtere ineffektiviteten i gruvebaserte nettverk. Inkluderingen av dem var viktig i Ethereums tidlige år, spesielt under Proof-of-Work (PoW)-modellen før 2022. La oss utforske hvordan uncle-blokker teknisk sett ble integrert i Ethereums arkitektur.

Uncle-blokker henter veiledning fra GHOST-protokollen (Greedy Heaviest Observed SubTree). I motsetning til Bitcoins lineære kjedevalgregel tillater GHOST delvis vurdering av grener som ikke blir hovedkjeden, og gjenspeiler dermed den nettverksomfattende innsatsen mer rettferdig. Ethereum tok i bruk en forenklet versjon ved å la uncles bidra til sikkerheten til hovedkjeden og spille en rolle i beregningen av den totale vanskelighetsgraden.

Viktige krav og betingelser

• Uncle-blokker må være gyldige og utvinnes samtidig eller kort tid før foreldreblokken.
• De må være innenfor seks generasjoner bakover fra referanseblokken.
• De kan ikke refereres til mer enn én gang; inkludering er kun tillatt én gang per kanonisk kjede.
• Maksimalt to uncle-blokker per blokk var tillatt.

I henhold til Ethereums regler før overgangen til Proof-of-Stake, mottok en miner en ekstra belønning når de inkluderte uncle-blokker. Denne belønningen var 1/32 ETH til 7/8 ETH avhengig av avstanden mellom uncle-blokken og den kanoniske blokken. Dessuten mottok uncle miner selv en belønning, som insentiverte dem til å publisere blokken sin selv om den risikerte å bli satt på sidelinjen på grunn av forplantningsforsinkelse.

Teknisk sett ble uncle-blokker referert til i blokkhodets «unclesHash»-felt. Blokken som inkluderte uncle(s) førte en liste som, uten å utvide den kanoniske kjeden, ble en del av den offisielle tilstandshistorien.

Støtten fra fellesskap og utviklere for dette systemet var betydelig, spesielt for å redusere sentralisering. Nettverksarkitekter som Vitalik Buterin fremhevet ofte Ethereums mål om å legemliggjøre en mer rettferdig, desentralisert ressursfordeling – der geografiske eller maskinvarefordeler ikke ble unødig belønnet gjennom urettferdig forplantningsledelse.

Statistisk relevans

I løpet av Ethereums PoW-æra var inkludering av uncle relativt hyppig, spesielt i perioder med høy nettverksbelastning eller utdatert klientbruk. Faktisk hadde eldre mining-klienter eller de med mindre optimal nettverkstilkobling en tendens til å ha høyere produksjonsrater for uncle-blokker. Metrikkplattformer som Etherscan ga live sporing av uncle rate, som vanligvis varierte mellom 5 % og 20 %, hovedsakelig avhengig av nettverksforhold og hash rate-fordeling.

I tillegg brukte minere ofte uncle mining-strategier i pool-dynamikk for å maksimere belønningen på tvers av deltakerne. Slike strategier var godartede og innenfor protokollstandarder, noe som gjenspeiler en tilpasningsevne til Ethereums inkluderende økosystemdesign.

Til tross for noen tekniske kompleksiteter, demonstrerte Ethereums uncle block-policy en fremtidsrettet holdning til å fremme nettverksomfattende engasjement og minimere orphan rates som er vanlige i tradisjonelle PoW-strukturer.

Etter Ethereums overgang til Proof-of-Stake (PoS) i september 2022 – en hendelse kjent som «*The Merge** – gjennomgikk de underliggende mekanismene som styrer blokkproduksjon et monumentalt skifte. Ethereum, som ikke lenger er avhengig av energikrevende gruvedrift, erstattet gruvearbeidere med validatorer og eliminerte behovet for uncles helt. Arven etter uncle-blokker er imidlertid fortsatt dypt forankret i Ethereums utviklingshistorie.

Under PoS følger nominasjonen og valideringen av blokker deterministiske algoritmer snarere enn brute-force-beregning. Som sådan er det ingen samtidige «nesten-vinn»-situasjoner på grunn av hash-kollisjoner eller forsinkelser i nettverksforplantning. Derfor har blokksluttgjøringsprosessen ikke lenger plass til uncles – den er lineær og endelig av natur, koordinert via metoder som attesteringer og slot timing i *Ethereums Beacon Chain*.

Likevel lærte uncle-blokker viktige leksjoner om kjedesikkerhet, rettferdighet og nettverksdeltakelse. De fungerte som Ethereums løsning på *orphan block*-problemet som Bitcoins struktur utgjør, og forsterket prinsippet om at delvise bidrag til nettverksinnsatsen fortjente anerkjennelse. Dessuten kan insentiver knyttet til onkelblokker ha bidratt til å holde Ethereum-gruvedrift desentralisert lenger, sammenlignet med Bitcoins svært sentraliserte gruvedriftsbassengdynamikk.

Retrospektive diskusjoner blant Ethereum-kjerneutviklere refererer ofte til onkelblokker i debatter om belønningspolitikk og nettverksinkludering. For eksempel videreførte utviklingen av EIP-politikker (Ethereum Improvement Proposals) den etiske begrunnelsen som er innebygd i onkelblokkbehandling til nye valideringsinsentivmodeller – noe som sikrer at en etos av anerkjennelse forblir til stede selv i PoS-designrammeverk.

Pedagogisk og historisk betydning

For lærere, studenter og utviklere som studerer Ethereums utvikling, gir onkelblokker en casestudie fra den virkelige verden i desentraliseringsteori og protokolltilpasning. De innkapsler Ethereums iboende ønske om å fremme egalitære nettverkspolitikker ved å adressere latens- og desentraliseringsskjevheter som lammet tidlige blokkjederammeverk.

I tillegg, for nettverksanalytikere eller blokkjedehistorikere, fungerer onkelblokker som indikatorer på Ethereums nettverkstilstand over tid. For eksempel kan en *økning i onkelrate* indikere økt overbelastning, ujevn forplantning eller ulikheter i programvareversjoner. Disse beregningene fortsetter å bli brukt i retrospektive analyser av nettverksatferd fra før-Merge-æraen.

Til slutt, selv om de er foreldet i operasjonelle termer, har onkelblokker påvirket andre blokkjededesign. Noen Ethereum-baserte eller inspirerte prosjekter har beholdt lignende inkluderingsstrategier for foreldede blokker, og viser til fordelene med desentralisering og rettferdighet. Som sådan fortsetter ideene som først ble implementert gjennom Ethereums onkelmodell å informere bredere konsensusdesign- og blokkjedearkitekturdiskusjoner over hele verden.

Avslutningsvis er onkelblokker ikke bare en løst teknisk detalj – de er et symbolsk og funksjonelt bevis på Ethereums proaktive styring og forpliktelse til rettferdig deltakelse i tillatelsesløse systemer.