以太坊 2.0 你真的知道什么是信標鏈嗎？_ETH

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。

Coinbase Prime向美國機構客戶推出以太坊質押服務:金色財經消息，Coinbase周一在一篇博客文章中表示，已在Coinbase Prime上向美國機構客戶推出以太坊質押服務。Coinbase Prime為機構提供端到端的質押體驗，客戶可以從其Coinbase Prime賬戶的ETH資產頁面創建錢包、決定質押數量并啟動質押。

根據公告，Coinbase Prime還提供對包括Solana、Polkadot、Cosmos、Tezos和Celo在內的代幣質押。[2022/8/2 2:52:20]

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。

Cameo推出以太坊NFT通行證:金色財經報道，Cameo宣布進入NFT領域，該公司正式推出了Cameo Pass，這是一種以太坊NFT，就像一張解鎖獨家體驗和特權的門票。Cameo Pass 將于2 月 17 日通過領先的市場OpenSea 推出，售價為 0.2 ETH（目前為 528 美元），并作為 Cameo 新會員俱樂部的通行證。（Decrypt）[2022/2/4 9:30:35]

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。

動態 | 以太坊核心開發人員提出Ethash和ProgPoW算法混合方案:2月27日，以太坊核心開發人員Péter Szilágyi在推特上討論近期于以太坊社區引起爭議的ProgPoW提案，并提出了Ethash算法和ProgPoW算法混合方案的可能性。Péter Szilágyi表示，Ethash算法和ProgPoW算法混合方案將使Ethash/ProgPoW混合（最初為100%Ethash/0%ProgPoW）成為可能。無論哪種方式，每個區塊都可以將比率提高0.1％。而這個比率定義了下一個塊的PoW。這樣做的好處是，Ethash和ProgPoW的礦工可以自己解決問題，而不必分裂以太坊網絡。如果兩種算法一定要爭個高下，那就沒必要冒風險在兩個競爭鏈上投入資金。這種方式甚至有些公平：Ethash礦工擁有ASIC，因此他們擁有更高的算力，但是他們無法在ProgPoW區塊中投票（因為他們無法開采）。 ProgPoW礦工必須依賴于速度較慢的GPU，但是幾乎可以保證所有ProgPoW區塊都能投票。Szilágyi強調，該方案的真正好處是競爭不會危害網絡本身，這是每個人都想避免的事情（注：Péter Szilágyi也明確混合方案暫時只是討論）。[2020/2/27]

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。

分析 | 以太坊主流交易所交易量縮水 ERC20代幣對以太坊市值占比持續下滑:據 TokenGazer 數據分析顯示，截止至 10?月 11?日 11 時，以太坊價格為$190.66，總市值為$20,609.88M，主流交易所24H交易量約為$91.39M，環比昨日縮水48.07%；近期以太坊對比特幣匯率平穩波動；基本面方面，以太坊鏈上交易量略有下滑、鏈上DApp交易量縮量明顯、算力有一定增長、新增地址保持較高速率增長；以太坊 30 天開發者指數約為 2.27；以太坊與 BTC 180 天關聯度平穩波動，30 天 ROI有一定回調；ERC20 代幣總市值約為以太坊總市值的 56.56%，持續下滑。[2019/10/11]

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。

動態 | 成為以太坊信標鏈驗證者僅需經過25.6mins驗證:金色財經現場報道，6月29日在2019以太坊技術及應用大會上，以太坊核心研究員 Hsiao-Wei Wang詳細介紹了成為信標鏈驗證者的步驟。首先質押32ether（或大于），合約驗證余額，再經過4epochs（25.6mins）后即可激活驗證者身份。[2019/6/29]

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。

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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