以太坊2.0與其它Layer1擴容方案有何異同？_ETH

編者按：本文來自加密谷Live，作者：MikaHonkasalo，翻譯：李翰博，Odaily星球日報經授權轉載。摘要大多數下一代區塊鏈的layer1以并行架構進行擴展，把交易處理分配給不同的節點根據如何處理跨分片通信的安全性，這被稱為分片互操作性。分片化生態系統的挑戰在于它們打破了可組成性--除非智能合約部署在同一個分片或區塊鏈上，否則它們無法同步地相互調用大多數著名的下一代區塊鏈項目都計劃采用并行化的擴展架構進行擴展。對于Ethereum2.0和NEAR的情況，被稱作分片，而對于Polkadot和Cosmos的情況，它更經常被稱為區塊鏈之間的互操作性。從自上而下的角度來看，這些解決方案中的每一個看起來都很相似。交易用不同的驗證器集進行處理，不同環境之間有一些類似的通信方法。這對于Ethereum2.0上的分片和Cosmos上的特定應用鏈是一樣的。設計中的一些權衡：

共享安全vs.主權：其中每個節點都從全局的驗證器集中獲得安全性，或者對自己的安全性負責。異質性vs.同質性：其中每個連接的分片都和其他分片一樣，或者連接的鏈可以有不同的屬性。Ethereum2.0

Ethereum2.0的分片基于簡單的目標，即在分片之間劃分交易處理和存儲需求。在當前版本的Ethereum中，每個節點都需要驗證所有交易并存儲Ethereum的所有歷史信息。在實踐中，這意味著從Ethereum2.0上作為驗證者的Proof-of-Stake節點中，有一個子集被分配給一個分片。一個領導者會被隨機選出，承擔類似于比特幣工作證明中獲勝礦工的角色--打包一個區塊，同時由其他驗證者組成的委員會證明該區塊的有效性。一旦委員會證明了一個區塊的有效性，它就可以被納入"主鏈"。這個證明就會被存儲在BeaconChain中，而不是存儲分片的全部交易歷史。

以太坊未確認交易為242632筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易242632筆，當前全網算力為905.69TH/s，全網難度為12.09P，當前持幣地址為73,251,023

個，同比增加121,357個，24h鏈上交易量為1,777,472ETH，當前平均出塊時間為14s。[2022/1/13 8:44:58]

委員會會創建分片區塊的時間框架，稱為"slot"。32個slot形成一個"epoch"，之后委員會解散，并以新的參與者重新組建分片。每個epoch的第一個slot是一個檢查點，之前的區塊可以在這里實現最終確定。epoch每6.4分鐘循環一次。拆分驗證器似乎會產生一個明顯的安全問題。例如，如果有64個分片，全局驗證器集就會被分割成至少64個委員會--可能會使每個分片的驗證器相對較少。此外，單個分片上的交易數據的損壞可能會產生巨大的后果。如果其他分片建立在虛假的交易基礎上，整個系統就會被破壞。解決方案是隨機抽樣和定期輪換驗證者。每個分片委員會至少要有128個成員，如果你從全球隨機選擇驗證者，被挑選者的分布遵循二項式分布。例如，如果您假設從全球貢獻者池中選出150名成員，且誠實度為75%，那么該分片也誠實的概率為99.999999998%。不頻繁的隨機抽樣會存在一個新的攻擊方法，即驗證者知道他們在給定的時間段內處于哪個分片上，并可以開始賄賂同一分片上的其他委員會成員。而抽樣是有開銷的，因為每次驗證者被選入一個新的分片時，他們需要下載整個分片的數據。Polkadot

數據：以太坊網絡當前已銷毀超57萬枚ETH:金色財經報道，據Ultrasound數據顯示，截止目前，以太坊網絡總共銷毀570970.03枚ETH。其中以OpenSea開頭地址銷毀846.97枚ETH，ETHtransfers銷毀767.24枚ETH，UniswapV2銷毀698.75枚。

注：自以太坊倫敦升級引入EIP-1559后，以太坊網絡會根據交易需求和區塊大小動態調整每筆交易的BaseFee，而這部分的費用將直接燃燒銷毀。[2021/10/19 20:38:45]

Ethereum2.0通過共享安全，ETH持有者在有著同樣分片的情況下對交易進行驗證。Polkadot也實現了共享安全，但采用不同分片，允許每個分片有自己的token和治理規則。通常情況下，這些分片或并行的鏈建立在Substrate上。如果一條鏈決定連接到中繼鏈，DOT持有者就會成為平行鏈的安全提供者。如果某條鏈想成為Polkadot共識的一部分，他們必須通過拍賣租賃一個平行鏈插槽。Polkadot使用了一種名為NominatedProof-of-Stake的變體。提名者是DOT持有人，他們為驗證者投票。目前，該網絡在啟動階段正在將驗證者的規模從20人擴大到100人。

V神呼吁以太坊用戶轉向第二層擴容解決方案:金色財經報道，以太坊創始人兼首席科學家V神（Vitalik Buterin）在CoinDesk的以太坊經濟虛擬會議上重申了他對“第二層擴容”解決方案（例如rollups）的熱情。V神呼吁以太坊用戶轉向擴容解決方案，并稱當務之急是用戶開始支持rollups。此外，V神沒有詳細說明以太坊何時將真正轉向PoS，只是說第0階段將“很快”發生。V神也對EIP1559提案充滿熱情，該提案將嘗試采用靈活的區塊大小上限。V神稱，這將使費用的波動性有所降低，而區塊大小的波動性會略微增加。[2020/10/15]

連接到中繼鏈的每個平行鏈都有collators，他們運行平行鏈的一個完整節點，并將其交易打包成區塊。然后，這些區塊被提交給中繼鏈上的驗證者，這些驗證者已經被分配到一個給定的平行鏈。與Ethereum2.0類似，這些驗證者會定期隨機輪換到新的平行鏈上。如何激勵這些驗證者由平行鏈決定--例如，給定平行鏈的驗證者可以通過給予平行鏈的原生token來激勵。Collators為平行鏈的驗證者提供最新狀態轉換的Merkle樹--區塊鏈中給定區塊的種類摘要和唯一指紋。然后，中繼鏈驗證者會檢查該區塊是否遵循了平行鏈的狀態轉換規則。需要注意的是，Polkadot并不保證狀態有效，只是檢查狀態轉換。在實踐中，這意味著當一個平行鏈加入Polkadot的共識時，它之前的狀態被認為是有效的。一旦分配給平行鏈的驗證者達成共識，認為狀態轉換是有效的，他們就會構建一個"候選收據"，并最終包含在中繼鏈的狀態中。在中繼鏈上，一個最終確定的區塊的預計時間是12-60秒。Polkadot還在研究一種跨鏈消息傳遞協議，它可以讓平行鏈之間不通過中繼鏈進行通信。與Ethereum相比，給予平行鏈負責自己的token的權利帶來的一個不同之處是，平行鏈上的交易費用是可以定制的。平行鏈可以在系統內自行選擇費用，而中繼鏈的安全和資源是通過拍賣機制來支付的。Cosmos

動態 | 以太坊鏈上發生一筆超過10000枚ETH的大額轉賬:Tokenview數據顯示，今日01:15，以太坊鏈上發生一筆超過10000枚ETH的大額轉賬。0xe88打頭地址向0xa35打頭地址轉入11745枚ETH，按照當前207美元價格計算，約為243.12萬美元，Gas使用量為21000 (100.00%)，Gas價格0.000000017242 ETH，交易費0.0003620859375 ETH。交易哈希:?

0xe0e4f7103b587abf6e4b2833866c3cf686ec021d544dca9cf94ed9ac2f419d26。[2019/8/11]

與Polkadot和Ethereum相比，Cosmos采取了"lightest"的跨鏈通信方式，將自身的安全性從整個系統的安全性中分割開來。CosmosHubs只對連接的區塊鏈之間的消息進行驗證。CosmosSDK是一個用于構建特定應用區塊鏈的框架，這些區塊鏈可與Cosmos生態系統的其余部分互操作。

連接到CosmosHubs的特定應用區塊鏈被設計為保持其完全主權。設計目標是，主權增加了token持有人對其協議的決定權力。如果發現了一個bug或者需要一個新的功能，可以不用說服另一條鏈token持有者就可以引入。例如，如果MakerDAO今天被黑客攻擊，MKR持有者將不得不說服ETH所有者分叉區塊鏈。與MakerDAO是自己的區塊鏈相比，這樣做的門檻要高得多。Cosmos的特別之處在于增加了開發者的靈活性--他們可以完全控制自己想要的虛擬機、共識機制或治理方法。Cosmos所需要的只是一個輕客戶端證明。然而，Cosmos模式要求市場在處理失敗的風險方面承擔更大的作用。例如，一個快速確認版本的錨定token可能與同一token的慢速版本有不同的價格。從本質上講，安全性可以被定價為資產，而不是區塊鏈的設計。NEARProtocol

動態 | Tornado.Cash推出在以太坊上完全隱私交易功能工具Tornado.cash:為了能在以太坊上實現徹底的隱私交易，Tornado團隊推出Tornado.cash工具，不需要集中托管，可以用以太坊實現隱私交易。在Tornado.cash里，一個地址可以向一個智能合約存款，隨后另一個地址可以把這筆款取出來，基于零知識證明，其他人無法把判斷這筆交易的雙方是誰。而且這個過程中沒有任何托管行為，用戶可以時刻控制自己的資產[2019/8/7]

NEAR協議的分片設計與Ethereum2.0一樣，具有核心屬性。NEAR持有者負責所有分片的安全，這些分片是同質的。兩者的主要區別是Near取消了beaconchain。NEAR沒有一條主鏈，而是有一個包含區塊的單鏈，承載所有已經發生的交易。然而，從物理上講，每個驗證者只維護他們驗證交易的一個分片所對應的狀態。一個塊中的交易被分配在不同的chunk。區塊本身只包含這些chunks。與Polkadot和Ethereum2.0中的主鏈和分片鏈有兩個獨立的共識進程運行不同，NEAR只有一個共識進程來維護鏈。

這是由驗證者同時被分配到區塊生產和一些子集的分片中來實現的。在這些分片中，驗證者輪流生產塊。然后，每個區塊生產者等待區塊生產者將區塊的糾刪碼版本發送給他們--然后這些區塊被用來創建下一個區塊。NEAR在具有接收事務的合約之間保持快速的跨分片調用。當一個交易影響到另一個chunk的狀態時，會向區塊鏈發送一個收據。每個chunk觀察最近的區塊和指定給它們的收據，并在自己的交易中應用這些收據。問題是，NEAR以某種方式必須確保收據被各分塊實際應用--否則，一個分塊會執行一個交易并將其包含在一個chunk中，但另一個chunk不會。這將導致該chunk破壞鏈的其他部分。為了打擊無效chunk的產生，NEAR使用了一個漁夫系統，在這個系統中，有一個挑戰期，任何人都可以對一個chunk發布挑戰。在這期間，任何誠實的驗證者都可以提供一個證明，證明某個chunk是無效的。然后，該證明會被下一個區塊的區塊生產者驗證，不誠實的區塊生產者的NEAR會被部分罰沒。在這種情況下，整個NEAR區塊鏈會被回變到最新的有效狀態。NEAR的權衡是，目前的設計最多可以處理約200個驗證者，而Ethereum可以讓任何擁有32個ETH的用戶作為驗證者。這是因為Chunk生產者和區塊生產者之間的不斷通信要求。不過，NEAR的分片設計的主要優勢在于，相比Ethereum2.0和Polkadot，NEAR的分片設計相對容易實現。結論

對分片或類似區塊鏈生態系統的擔憂是，它們限制了可組合性。其無法支持不同合約的交互和以及交易的升級。經過權衡之后，Cosmos的跨鏈事務可能是最慢的，而具有同質安全性的分片鏈是最快的。在有限的可組合性的前提下，像Ethereum2.0這樣的分片設計確實提供了潛在的大規模可擴展性。Ethereum2.0將分三個階段推出，其中最后一個階段將啟用智能合約。然而，第二階段之后，使用Ethereum作為數據層，通過Optimistic或ZKRollup可以將交易處理能力提高到每秒5萬筆。總的來說，這些layer1構造中的每一個都能在可擴展性上比現在有指數級的提升。然而，值得注意的是，它們的相似程度也很高。不同區塊鏈之間有意義的差異可能更多的是與時間有關--即項目何時能夠推出對Ethereum有競爭力的版本。今天，大多數項目都建立在Ethereum上，因為它可用，而且所有的資產和其他開發者都在那里。如今，Ethereum用戶為常見的智能合約交互支付10-50美元Gas費，而提供更多交易處理的競賽正在進行，無論是layer1還是layer2擴展解決方案，如Optimistic和ZKRollup。現有的高Gas費或許是啟動另一個成功生態系統的最佳機會。到目前為止，只有比特幣和Ethereum鏈看到了有意義的推動力。"無限智能合約能力"論點的一個有趣的例外是，有目的地限制這些能力可能有利于區塊鏈的安全性。成功的應用可以依附區塊鏈的安全性，因為它們除了驗證鏈上交易獲得利潤還能參加其他的項目--例如，通過還原區塊鏈的歷史記錄來進行有利可圖的交易，從而對DEX進行仲裁。Cosmos上的特定應用區塊鏈可以消除無權限代碼部署的能力，從而消除這種寄生攻擊載體。不同區塊鏈應用的架構在最終狀態下是什么樣的，目前還不清楚。可能是應用與其他應用分開，通過跨鏈協議進行通信，也可能是一些一起使用的應用存在于同一個分片上--而更多不頻繁的通信則留給跨鏈或分片協議。同一個應用甚至可以將自己分裂到許多分片或區塊鏈上。

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