以太坊如何完成從1到2的轉變？_以太坊

原文標題：引介|eth1->eth2轉換

編者注：本文為Vitalik于2020年10月19日在以太坊研究者論壇上發表的帖子，提議了他所設想的Eth1如何轉換成分片化信標鏈的子系統的過程，并解釋了開發者、用戶對這個過程會有什么知覺。確切來說，這并不是一個針對Eth1的提案，因為提案的內容無涉于Eth1的鏈和生態如何形成廣泛的社會共識來完成這種轉換，相反，它僅僅涉及到了分片化信標鏈的一個子系統要按什么樣的程序選取Eth1上的哪個狀態作為自己的起始狀態。此外，讀者還可借此一窺作者心中一個準備好完成轉換的分片化信標鏈應具備哪些基礎設施，例如，無狀態性和EE；借此可反推分片化信標鏈的開發方向和進度。

本文介紹的路線圖被用來完成從eth1向eth2轉換，如果你是應用開發者或用戶，你所能感受到的變化乃至顛覆實際上非常有限。已有應用將繼續運行，而不會發生任何改變。所有賬戶余額、合約代碼和合約存儲都將繼續存在。

當前以太坊Layer2上總鎖倉量為95.6億美元:金色財經報道，L2BEAT數據顯示，截至目前，以太坊Layer2上總鎖倉量為95.6億美元，近7日跌2%。其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum One，約63.7億美元，占比66.63%，其次是Optimism，鎖倉量19.3億美元，占比20.18%，Dydx網絡總鎖倉量為3.37億美元，占比3.21%。[2023/4/28 14:32:57]

你需要應對以下情況：

IO訪問操作碼的gas成本將增加。CALL的gas成本大概是每訪問1字節的代碼需要消耗1gas。

你需要下載實現網絡升級的代碼。這在根本上與拜占庭和君士坦丁堡等其它升級沒有區別。但是下載量更大一點，因為如果你還沒有eth2客戶端，那你需要下載一個。

以太坊區塊鏈可能會暫停大約1小時。1小時后，“以太坊”看似重新上線了，但是實際上eth1不再是一個獨立的系統，而是成了在eth2內運行的子系統。

以太坊礦工平均交易費收入升至每小時80萬美元:金色財經報道，Glassnode數據顯示，在過去24小時內，以太坊礦工的平均交易費收入已飆升至每小時80萬美元。[2020/9/3]

就是這樣。如果你是開發者，只要你確保自己的應用所需的witness規模不會太高，你的應用因為gas消耗量改變而崩潰的可能性就很小。

轉換將如何發生

假設phase0-2已經完成，并且eth2鏈正在穩定運行。eth1鏈也在穩定運行中。phase0規范已經安排了一個名為?eth1_data?voting的機制。在這個機制中，驗證者會通過投票就eth1主鏈最新的區塊哈希值達成共識；這個機制目前被用來處理押金。我們將重新改變該機制的用途，用它來將eth1的完整狀態傳入eth2。

目前，該機制有大約6小時的延遲，但是在轉換完成前，這些參數會隨著時間的推移而減小，將延遲降至1小時左右。

分析 | 以太坊基本面保持穩定 對BTC匯率再創年內新低:據 TokenGazer 數據分析顯示，截止至 8 月9日 11 時，以太坊價格為$219.03，總市值為$23,431.88M，主流交易所交易量約為$196.32M，保持穩定，在市場波動時，投資人對BTC的信心更強，致使以太坊對比特幣匯率新低；基本面方面，以太坊鏈上交易量輕微下滑，活躍地址數、算力、鏈上DApp交易量保持穩定；以太坊 30 天開發者指數約為 2.37，與 BTC 180 天關聯度近期呈現持續下滑趨勢，目前約為 0.786；以太坊 30 天 ROI 持續下滑；ERC20代幣總市值約為以太坊總市值的 65.52%，持續回升。[2019/8/9]

影響eth1向eth2轉換的基本機制如下圖所示：

指定一個高度?TRANSITION_HEIGHT。高度為?TRANSITION_HEIGHT?的eth1區塊將被視為eth1鏈的“最終”區塊。從該區塊往后，eth1將作為eth2的子系統運行。

分析 | 以太坊市場表現趨好 主流交易所交易量有較大提升:據TokenGazer數據分析顯示，截止至6月17日11時，以太坊價格為$269.03，總市值為$28,676.3M，主流交易所交易量約為$365.8M，大概率受市場上行影響，主流交易所交易量有較大幅度提升，以太坊對比特幣匯率持續下行；基本面方面，以太坊鏈上交易量表現良好，活躍地址數有一定上漲趨勢，算力保持穩定，DApp交易總量沒有較大變化，30天ROI有一定下行趨勢，30天開發者指數約為2.62；目前ERC20代幣總市值約為以太坊總市值的59.23%，環比昨日下降0.6%；ERC20活躍地址數方面，排名前五的代幣為USDC、DAI、LINK、OMG、TUSD。[2019/6/17]

eth2的“誠實驗證者”代碼會根據做出相應調整，不允許驗證者投票給區塊號>?TRANSITION_HEIGHT?的eth1區塊。如果投票算法已經選出了某個區塊編號>?TRANSITION_HEIGHT?的eth1區塊，則改成為?TRANSITION_HEIGHT?的eth1區塊投票。

工信部發布首期全球公有鏈技術評估指數，以太坊排名首位:今天上午，工信部賽迪研究院發布了首期全球公有鏈技術評估指數，當前智能合約應用最為廣泛的以太坊綜合排名位列第1位，總指數達到129.4。第2至5名分別為斯蒂姆鏈、應用鏈、NEO和科莫多，對應的指數分別為115.9、104.8、103.0、101.5和100.7。而當前全球影響力最大的比特幣其評估指數為88.1，僅列第13位。[2018/5/17]

此外，在已觸發的情況下，驗證者會將?deposit_count?設置為比實際值高2**63

當eth2在“eth1已完成”標記開啟的情況下接受?eth1data?時，eth2會執行一次“非常規的狀態變換”，將該eth1區塊的狀態根放到“eth1執行環境”的狀態中。與eth1鏈上的總ETH供應量等量的ETH會添加到這個eth1執行環境的余額中。

在這之后，轉換完成。從技術層面來說，eth1鏈會繼續運行，但它已經變成了一條毫無價值的鏈；等到冰河期到來時，這條eth1鏈將徹底消失。

eth1系統現在位于eth2系統內部。因此，通過在eth2上提交針對eth1執行環境的交易，eth1進一步轉換成eth2的子系統。eth1執行環境擁有可以實現整個eth1EVM和交易處理邏輯的代碼；它有一個?update(state_root,transaction,witness)->new_state_root?功能，可以按照eth1鏈的規則，以交易和見證消息作為輸入處理該交易，并決定更新后的eth1狀態根。關于見證消息和狀態根的運作原理，請閱讀《無狀態客戶端概念》。

eth1執行環境代碼可以添加額外的功能，即，將ETH和消息從eth1執行環境提取到eth2的其它部分，以及其它分片上的eth1執行環境副本中。在默認情況下，所有eth1賬戶/合約都會放在同一個分片上，因此為了利用eth2更大的容量，你需要主動使用這個功能將你的ETH或其它應用轉移到其它分片上，不過難度不大。我們需要通過擴展ERC20標準來支持跨分片代幣轉賬。

用戶客戶端如何運作

在轉換至兩種代碼路徑之前，我們需要對客戶端面向用戶的部分進行修改。客戶端會檢查eth2，來查看轉換是否已經發生。如果轉換尚未發生，客戶端就會像之前那樣使用eth1來發送交易，查看余額等，不同之處在于客戶端會假裝所有區塊編號>?TRANSITION_HEIGHT?的eth1區塊都不存在。如果轉換已經發生，客戶端就會在eth2上查看eth1執行環境。完整的客戶端將按順序處理eth2上所有針對eth1執行環境的交易，以便繼續更新完整的eth1狀態樹。這使得完整的客戶端可以為它們想要發送的交易生成見證消息，并使用eth2格式對其進行“打包”。輕客戶端會將它們的交易廣播給完整的客戶端，由后者為其添加見證數據。

從用戶的角度來看，以太坊能夠“感受到”轉換前和轉換后。雖然打包和廣播交易所使用的代碼路徑區別很大，但是它們所提供的功能都是一樣的。

我們甚至可以對這種轉換進行設計，以便錢包無需經過任何修改，即可通過RPC與客戶端通信。

用戶案例

假設你在MakerDAO上創建了一個質押債倉，然后就去睡覺了。等你醒來時，你發現轉換已經發生了。你可以像以前那樣發送交易來與你的質押債倉交互并將其清算，但是你的客戶端會看到轉換已經發送，于是會將見證數據添加到你的交易上，將其發送至eth2網絡而非eth1網絡上。

潛在優化

在eth1鏈達到?TRANSITION_HEIGHT?至eth2上的eth1執行環境獲取該狀態的這段時間內，我們會對eth1狀態進行一些預處理。特別是，我們可以：

將十六叉帕特里夏樹替換成二叉稀疏默克爾樹和一個專門的哈希函數，以確保分支的哈希開銷保持在O(log(n))。這可以將默克爾樹分支的大小減少4倍左右。

將RLP替換成SSZ哈希樹

將狀態租金相關的數據字段添加到賬戶上

清除“粉塵”賬戶

根據抽象提案修改賬戶結構

我們不會在EE中照搬沿用Eth1的狀態根生成方法，而是以適用上述修改后的方法來計算狀態根。這是確定性計算，因此所有驗證者都可以同時進行計算。這種一次性的計算支出可以大大提高eth1轉換后的效率和可用性。

原文鏈接:

https://ethresear.ch/t/the-eth1-eth2-transition/6265

作者:Vitalik

翻譯&校對:?閔敏&阿劍

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