AOFEX解读：以太坊2.0生态—分片机制（四）

目前，以太坊2.0的各个阶段都在有序推进中，以太坊的混合奖励机制也开始过渡成POS权益证明机制。此外，针对Eth1的交易量容积不足的问题，以太坊2.0选择了对主链进行分片的分片链技术，比常规的POS更进一步。常规的POS，交易确认需要全链的所有节点来进行验证，而以太坊2.0则是通过信标链来分配任务，将需要验证的信息打乱分发到不同的分链交给验证者去验证即可，这就是分而治之的概念。

以太坊2.0使用LMD 与GHOST协议作为分叉选择。GHOST协议是一个在 PoW 链上就非常成熟的协议，是一种最长链的原则，和 BTC 上的最长链原则相比，GHOST 选择子树最多的协议，所以最长的链未必是 GHOST所选的链。相比最长链原则，GHOST 原则可以做到：1.减少冗余；2.抗 51% 攻击；3.TPS 和最长链差不多，但是安全性没有下降。GHOST 协议也是目前以太坊 1.0 所使用的协议。

LMD协议是在 2.0 新加入的分叉原则，和 GHOST一起构成了 LMD GHOST。以太坊 2.0 加入了验证者的角色，就是在 GHOST原则里，再加入更多验证者的证明(attestation)，这就使得最长的链变成权威链（canonical chain），根据 Casper 协议拥有最终确定性。

（注：以太坊分片系统中的区块结构）

以太坊2.0中的分片都具有相同的状态转换函数（STF），即管理着区块链如何更改每个区块状态的规则。该 STF 提供了智能合约执行的界面，合约存在于单个分片上（并且可以在分片之间发送异步消息），因此可以通过并行执行分片来进行扩展。以太坊2.0中的每个分片都是具有 Ethereum Wasm（eWasm）接口的区块链。

以太坊 2.0 将仅通过信标链启动阶段 0。在第 1 阶段，它将以简单链的形式启动 64 个分片，以测试信标链的最终性。每个分片都向 “信标链” 提交 “交联（crosslinks）”，其中包含确定分片数据的信息。稍后，在阶段 2 中，分片将实现 eWasm 接口，最终使系统可用。该网络还将具有 “侧链” ，来与不在以太坊 2.0 最终性协议下的链进行交互。

以太坊 2.0 将构建一个权益证明（PoS）网络，每个验证人需要 32 ETH 来进行抵押。验证人将运行一个主要的“信标链”节点和多个验证人客户端。这些验证人被分配给 “委员会（committees）”，“委员会” 是随机选择的组，以验证网络中的分片。以太坊 2.0 依靠大型验证人集合来提供可用性和有效性保证：每个分片至少需要 111 个验证人才能运行网络，每个分片至少需要 256 个验证人才能一个 epoch 之内最终确定所有分片。而 64 个分片就是 16,384 个验证人（每个分片提供 256 个验证人），这个机制将为整个链提供足够的安全保障。

在Eth2阶段，以太坊有了分片基础设施，网络吞吐量可以达到1000-5000。以太坊基础层可扩展性还有很长路要走，很可能在很多年之后都无法实现区块链基础层扩容。在相应技术正式上线前，我们仍需考虑分片技术的复杂性以及风险。目前以太坊上的 DeFi 生态之所以如此繁荣，是因为各个金融协议之间的相互使用和结合，所产生的新的金融产品。也就是常说的以太坊的可组合性。而分片的方案会让以太坊的这种可组合性变得非常不确定性，甚至说是破坏了这种可组合性。此外，分片带来的被集中攻击某一分片的风险也会急剧上涨。以太坊2.0的完整版究竟是什么样的，我们尚可未知；但对其各自技术理念，我们仍抱有极大期待。

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编译者/作者：A网_AOFEX

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