以太坊 2.0 你真的知道什么是信標鏈嗎？_以太坊

撰文：肖颯法律團隊

可能很多讀者對區塊鏈的理解還在于比特幣區塊鏈網絡，環環嵌套的公共賬本確實是令人影響深刻，但是如今的區塊鏈網絡早已有了不同的樣態，通過不同的共識機制、網絡結構來達成信任。

22 年 9 月 15 日是令人激動的一天，在這一天以太的信標鏈（Beacon Chain）和原有主鏈合并，標志著以太坊的共識機制（PoW）徹底走向權益證明 (PoS)。

信標鏈為以太坊的共識提供始終時鐘心跳。每個時隙為 12 秒，一個周期為 32 個時隙也就是 6.4 分鐘。每個時隙一個區塊被添加到信標鏈，但是也存在不添加區塊的時隙。所有節點需要有同步的時鐘心跳，信標鏈的創世塊位于 Slot0。

PoW 機制「礦工」緊緊綁定在一起，而 Ethereum 的驗證者是 PoS 機制下的「虛擬礦工」，驗證者節點無需消耗算力和電力便能得到獎勵。之所以說驗證者是「虛擬」的，是因為驗證器由質押者激活。在 PoW 中，用戶購買硬件成為礦工。在以太坊中，用戶質押 32ETH 以激活和控制由信標鏈節點執行的驗證者。

數據：上海升級后一周以太坊單周存款量接近54萬枚ETH，創歷史第二高記錄:金色財經報道，據21Shares分析師Tom Wan披露數據顯示，上海升級后一周，以太坊單周存款量達到了53.99萬枚ETH，創下迄今為止第二大單周存款記錄。流入量最大的單周存款記錄發生在2020年11月23日那一周，當時存入了55.658萬枚ETH。在提供以太坊質押服務的頭部CEX中，幣安質押ETH數量最多，達到10.7萬枚，其他CEX數據為：Huobi：4.52萬枚ETH、Kraken：2.3萬枚ETH、Coinbase：1.19萬枚ETH。[2023/4/24 14:23:01]

在每個周期，一個驗證者被隨機分配給一個槽。一個證明好比驗證者的投票，這個投票的權重由驗證者節點的的余額決定。驗證者將自己的證明在網絡中廣播，這些投票最終被記錄信標鏈中（信標鏈的內容主要是驗證器注冊的地址、每個驗證器的狀態和證明）。同時驗證者之間相互監督，報告投票沖突的情況或者檢舉重復參與投票的作惡驗證者。區塊提議者（proposer）是從驗證者隨機挑選出來的，用于區塊構建。

以太坊跌破1800美元:行情顯示，以太坊跌破1800美元，現報價1796.31美元，24小時跌幅7.79%。行情波動較大，請做好風險控制。[2022/5/26 3:44:05]

委員會是一組驗證者。委員會的選取、提議者的設立、驗證者的安排都是在稱為 RANDAO 的偽隨機過程中實現的。每個時隙有一個提議者和至少 128 個驗證者組成的委員會。一個驗證者每個周期只能在一個委員會中。通常，網絡中有超過 8192 個驗證者，從而保證每個時隙有兩組委員會。

委員會中的驗證者的主要職責是為他們認為的最新區塊進行投票，被稱為 LMD GHOST 投票。在 Slot1 中，一個區塊被提出，然后由兩個驗證者證明；委員會 A 中的一名驗證者離線。Slot1 中的證明和區塊傳播網絡并到達許多驗證器。在 Slot 2 中，又一個區塊，委員會 B 中的驗證者沒有看到它，因此它證明信標鏈頭是 Slot1 中的區塊。注意這個驗證者不同于來自 Slot 1 的離線驗證者。在 Slot3 中，委員會 C 中的所有驗證者都運行 LMD GHOST 投票，并獨立地給出了結果一致的證明。

數據：以太坊前1000大錢包持有超過48.8萬億枚SHIB:數據顯示，Shiba Inu（SHIB）持有者數量接近100萬。以太坊前1000大錢包目前持有超過48.8萬億枚SHIB代幣，相當于當前每日交易量的400%。與此同時，巨鯨并不期待拋售，因為在任何交易所都沒有追蹤到重大拋售訂單。（U.Today）[2021/11/24 7:08:40]

檢查點是周期第一個時隙中的區塊。第一個時隙中若是沒有區塊，則檢查點是前一個最近的區塊。每個周期必定有一個檢查點塊，一個區塊可以是被歸屬于多個周期的檢查點。

注意 Slot65 到 Slot128 沒有區塊。Epoch2 檢查點應該是 Slot128 上的區塊。由于缺少區塊，Epoch2 檢查點是仍然是 Slot64 上的區塊。Epoch 3 的情況類似，Slot192 是空的，因此前一個塊 Slot180 是 Epcoh3 檢查點。

當前以太坊未確認交易約為222830筆:金色財經報道，據btc.com數據顯示，當前以太坊未確認交易約為222830筆。當前全網難度2,415.65T，平均出塊時間為13.7S，每秒交易數約為13.87。截至目前以太坊全球均價為295.01美元，24h漲幅為4.29%。[2020/7/26]

當進行 LMD GHOST 投票時，驗證者也會投票給當前周期中的檢查點，稱為 target。此投票稱為 Casper FFG 投票，還包括一個先前的檢查點，稱為 source。在圖中，Epoch1 中的驗證者投票給創世塊的源檢查點，以及區塊的目標檢查點 Slot 64。在 Epoch2 中，同一驗證者投票給相同的檢查點。只有分配給某個時隙的驗證者才會對該時隙進行 LMD GHOST 投票。然而，所有驗證者都為每個周期檢查點投了 FFG 票。

聲音 | 以太坊客戶端Parity溝通負責人：多數與以太坊相關的資助項目將優先在ETH 2.0上創建:10月8日，以太坊年度開發者大會DevCon 5在日本大阪舉行。活動將持續4天，到10月11日結束。以太坊客戶端Parity溝通負責人Peter Mauric表示，大部分與以太坊相關的資助項目現在將優先在新的區塊鏈（Eth 2.0）上創建。沒有人真正知道一旦 Eth 2.0 到來，Eth 1.0 會是什么樣子。目前的以太坊客戶端，沒有太多的新開發，大部分正在進行的工作是維護。Eth 2.0 的第一階段——Phase 0 將在 2020 年第一季度前上線。移至階段 0 的以太幣將轉換為新代幣。在新幣出來后的至少六個月內，這些代幣都不能在鏈上轉移。在此之前，用戶一直處于鎖倉狀態。關于如何將數百個基于以太坊的代幣和智能合約（包括 DeFi 項目）遷移到新鏈中，目前尚無明確的計劃。在 Eth 1.0 過渡到 Eth 2.0 的小組討論中，V 神說，“最終”將會有一個路線圖來將代幣過渡到新系統，“幾乎不會有任何中斷”。此外，據ConsenSys通信主管ames Beck表示，目前，共有 9 個團隊為 Eth 2.0 客戶端工作，包括 Protocol Labs、Chainsafe 和 ConsenSys 旗下的 PegaSys，但各自為政。（Coindesk）[2019/10/9]

當一個周期結束時，如果它的檢查點獲得了 2/3 投票權重的支持，則該檢查點被認為是合理（justified）狀態。

如果檢查點 B 被證明是合理的，并且緊接的下一個周期中的檢查點被證明是 justified 的，那么 B 將被最終確定為 Finality。通常，一個檢查點會在兩個時期內完成，即 12.8 分鐘。

在上圖中，周期邊緣區塊（epoch boundary block，即上文提到的檢查點）被區塊提議者提出，該區塊記錄了 Slot64 在 Epoch2 中獲得了所有驗證者超過 2/3 的權重投票，且該區塊被委員會通過，即達到了 justified 狀態，因此導致了其前一個檢查點，Epoch1 的 source 檢查點的狀態轉換，Slot32 上的區塊由 justified 轉換到了 finalized，因此在 Slot32 之前的所有區塊也都被確認了，即徹底的完成了上鏈的操作。

在信標鏈的區塊鏈瀏覽器（https://beaconcha.in/）中，我們可以驗證上述共識機制是否如上所述運行，并且進一步加深我們的理解。

左側為誕生出的 Epoch，并且標明了是否達到 Final 狀態，可以發現有兩個 Epoch 中的區塊尚未被最終證明。同時右側標明了最新提案的區塊，可以發現出塊的時間接近 12s，和理論一致，每個區塊都注明了所屬的 Epoch、Slot 以及區塊的提議者。

進入到每個區塊頁面，可以看到證明的次數，投票的次數以及參與投票的驗證者數量（顯然在這個區塊中存在著不符合規則的驗證者，驗證者可以檢舉這些驗證者，從而獲得獎勵）。

颯姐團隊認為，區塊鏈的本質是信任的達成。隨著技術的升級，達成信任的方式愈發多樣，每個鏈都有自己獨特的共識機制來防止節點的作惡，這可能才是區塊鏈的生命力以及技術的魅力所在。

認可技術，擁抱技術！

參考資料：

https://ethos.dev/beacon-chain#beacon-chain-validator-activation-and-lifecycle

https://github.com/ethereum/consensus-specs

肖颯lawyer

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