LOT:以太坊 2.0 你真的知道什么是信標鏈嗎？

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。

以太坊L2網絡總鎖倉量為45.5億美元:金色財經報道，L2BEAT數據顯示，截至5月31日，以太坊Layer2上總鎖倉量為45.5億美元。其中鎖倉量最高的為擴容方案Arbitrum，約24.7億美元，占比54.33%。其次是dYdX，鎖倉量9.56億美元，占比20.98%。Optimism占據第三，鎖倉量4.78億美元，占比10.5%。[2022/5/31 3:51:51]

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。

數據：過去一周9.13萬ETH被銷毀，以太坊供應量下降1181ETH:據歐科云鏈鏈上大師數據顯示，當前以太坊銷毀量為88.92萬ETH，銷毀速率5.99 ETH/分鐘；過去一周的銷毀量為91325.39 ETH，銷毀量環比上升2.23%。過去一周以太坊銷毀量持續位于高位，以太坊供應量則下降1181 ETH。[2021/11/15 6:52:08]

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。

以太坊市值在全球資產中排名升至第72位:金色財經報道，Asset Dash數據顯示，目前以太坊市值達1367.74億美元，排名升至全球資產第72位，已超越富國銀行、力拓等公司。此前在1月4日，以太坊市值在全球資產中排名第76位。[2021/1/7 16:36:00]

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110552筆:金色財經報道，據btc.com數據顯示，當前以太坊未確認交易110552筆。當前全網難度2,366.24T，平均出塊時間為13.4S，每秒交易數約為10.29。截至目前以太坊全球均價為244.33美元，24h漲幅為1.29%。[2020/6/8]

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。

動態 | 以太坊EIP 2515提議用“難度凍結”取代“難度炸彈”:以太坊硬分叉協調員James Hancock最近發布的EIP 2515試圖用“難度凍結（Difficulty Freeze）”取代長期存在的“難度炸彈（Difficulty Bomb）”。

Hancock表示，“難度凍結是一種易于預測和建模的機制，核心開發人員和客戶端維護人員更容易感受到失去它的壓力。客戶端維護人員也被定位為最有能力應對即將到來的難度凍結的群體。”

EIP 2515提議使用難度凍結替換難度炸彈，主要由于最近硬分叉繆爾冰川面臨的問題。 Hancock解釋，EIP背后的動機是簡單地消除難度炸彈的復雜模型，該模型在意想不到的時間出現，造成了技術困難，對礦工造成了負面影響。

如果實施新的EIP，將簡化區塊時間重定目標機制。Hancock還提到該EIP會對其產生影響的一些安全考慮因素。然而，并非每個人都對新EIP感到滿意，有一些批評者傾向于舊方式。（AMBCrypto）[2020/2/17]

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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