探索ETH2.0：跨片通信是如何處理的？_區塊鏈

文：頭等艙

隨著Eth2.0的階段深入，研究重點正在轉移到階段2：狀態執行。此階段最重要的一個方面是跨片通信的處理，它影響了分片化區塊鏈系統的可擴展性，執行環境容量以及用戶體驗。這篇文章旨在幫助讀者了解跨片通信的設計，并探討可用方式。

跨片通信的設計可以分為兩層：

1.共識層：用于處理跨片消息傳遞。這個設計會影響分片式區塊鏈系統的可擴展性。

2.執行層：包括跨片傳輸和合約調用的接口。這個設計選擇會影響執行環境的容量。

共識層

跨片通信的共識層負責在區塊鏈系統的各個分區傳遞跨片消息。主要挑戰是在保持可擴展性的同時，為跨片消息的有效性提供強有力的保證。該層可分為兩部分：

鏈上飛：深圳市場擁有巨大的發展潛力 值得行業探索:7月24日，由鏈上ChainUP主辦的“粵夜越上頭—鏈上ChainUP私享酒會”在深圳柏悅酒店池畔廳舉行。

鏈上ChainUP華南區代表鏈上飛表示，從入行開始一直為鏈上駐守深圳，對于深圳行業版圖有著深入的了解和看法。深圳市場擁有巨大的發展潛力，非常值得探索。鏈上ChainUP目前在全球已經發展了超過500家客戶。隨著深圳區塊鏈的發展，深圳客戶增長很多，對于致力于為客戶提供更優質服務的鏈上來說，成立深圳本地化團隊非常有必要。相信此次深圳辦公室的建立將使得鏈上ChainUP在大中華區華南的業務更上一層樓。[2020/7/24]

發送/接收最終確定性數據傳送

動態 | 云南昆明出臺房地產破產案件審理指引，進一步探索區塊鏈等技術司法運用:據昆明市政府網站消息，云南昆明市中級人民法院近期出臺了《昆明市中級人民法院關于規范全市法院房地產企業破產案件審理相關問題的指引（試行）》，以進一步規范昆明市兩級法院對該類案件的受理及審理工作。《指引》進一步探索“互聯網+”及“區塊鏈”的司法運用，提升破產審判信息化、智慧化管理水平。實現審判數據實時同步、全程公開、步步留痕，強化數據統計及數據檢索，構建智能化審理模式，全面提升案件審判及管理水平。[2019/11/19]

發送/接收最終確定性

源分片和目標分片必須分別完成跨片消息的發送和接收。為實現此目標可采用的設計有：

印度財長賈特里：將探索區塊鏈技術的使用:日前，印度財長賈特里表示：將探索區塊鏈技術的使用。[2018/2/1]

異步：源分片發送消息，而目標分片可以在將來的任何時間接收此消息。同步：目標分片在源分片確定發送之后的有限時間內接受消息。有多種方法可以實現此目的：·分片之間運行某種共識協議，并決定同時發送和接收，例如：分片拜占庭式原子提交。·源分片先發送，而相應的目標分片必須在一段時間內接收，例如：CBCCasper跨片消息傳遞。此方法要求在源分片和目標分片之間存在層次結構，否則，由于發送和接收沖突而可能導致僵局。·將跨片消息放置在信標鏈上，并強制目標分片在下一個交叉之前接收它們。同步與Eth2.0的設計不兼容，因為它需要分片以某種方式協調發送和接收最終確定性。

數據傳送

先前的機制涉及發送和接收的最終確定性，這與實際完成消息的發送或接收不同。這是數據傳送機制的任務。

ETH2.0的設計要求所有共識活動僅在信標鏈中發生。這意味著所有跨片消息都必須“流經”信標鏈。這為我們提供了跨片數據傳遞的兩種選擇：

協議交付：協議通過使跨片消息在信標鏈上可用，來交付跨片消息的完整數據。這增加了信標鏈的開銷，并嚴重影響了系統的可擴展性。用戶交付：該協議僅在跨片消息的最少信息上達成共識。然后，用戶負責將與跨片消息關聯的Merkle分支傳遞到目標分片。此方法更適合Eth2.0，因為它遵循僅在信標鏈上的merkle根上形成共識的一般原理。

共識層的擬議設計

為了優先權衡系統可擴展性，異步發送/接收最終確定性和用戶交付數據的解決方案是更可行的。在shard分片A上的用戶1發送Ether給在分片B的用戶2如下：

1.用戶1在shardA上創建事務TX1，從EE1標記余額，并聲明目標是用戶2。

2.當來自shardA的crosslink包含在信標鏈中時，收集最后一個crosslink以來的所有跨片交易的merkle根出現在信標鏈上。這是shardA中包含TX1的證據。

3.shardB發現了信標鏈上的這個merkle根，用戶2創建交易TX2，顯示shardB包含TX1的merkle證明。這允許將適當的金額標記到用戶2在EE2上的余額。

執行層

跨片通信的執行層為用戶和合約提供接口，以進行跨片傳輸和合約調用。該層的設計空間尚未得到很好的探索。關于此層的最新討論包括：

執行環境中的跨片調用分片之間可靠的價值轉移

跨片調用

基本問題是：當不同的分片上調用另一個分片的功能時會發生什么？對于分片式區塊鏈來說，設計并不是唯一的。它與在多個分區中分開執行應用程序的系統相同，例如：

單線程與多線程系統單一算機與網絡應用系統受到上述系統的啟發，簡單設計可以是以下幾種類型的調用：

異步調用，無返回指定了回調的異步調用同步調用

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