以太坊2.0Phase0:信标链技术解析

导读

以太坊2.0测试网络已于2020年1月3日正式上线，以太坊2.0是今年区块链技术领域最重要的革新。其整体技术部署共分为7个阶段，部署加过渡总体计划约5年。Phase0的信标链(Beacon Chain)，将会在2020年第二季度末或第三季度正式上线。2021年计划将引入Phase1: sharding分片功能，在2022年，Phase2计划推出新的虚拟机eWASM，对Dapp生态会有更好的支撑，让Dapp的用户体验变得更好。Phase2之后(包括)的阶段，目前仍在积极的开发，官方并没有给出明确的路线规划。对于以太坊2.0而言，信标链是整个系统的心脏，它控制着整个系统的脉搏，因此要理解以太坊2.0企图对工程实践和产品设计的造成影响，理解信标链的技术架构至关重要。下面我们就对信标链的技术架构，做详细的解析。

本文所有的参数均来自以太坊2.0官方信标链技术规范，Etherum2.0S?pecifications ? ? ? ? (http://github.com/etherum/eth2.0-specs)。FutureMoney R&D团队对信标链的技术架构进行了深入研究分析。对本文中的技术术语以及分析如有疑问，可以参考官方技术规范，不一致之处以官方技术说明为准。另外需要说明的是本文参考的信标链技术规范版本为v0.10.1，文档版本更新可能导致说明与本文分析有所出入。

我们不仅解析了以太坊2.0中的核心技术原理，还分析了引入各技术对应用层的影响，同时对每个技术在以太坊2.0体系结构中的权重和实现难度进行了简单的评级，供读者参考。

分片

要理解信标链，我们首先了解一下分片技术(sharding computing)，它是以太坊2.0的核心功能。分片链与信标链是相互独立的，它是计划在Phase1才引入的功能。不过首先了解一下它有助于我们理解以太坊2.0的整体技术架构及其设计目的。以太坊1.0中系统每秒处理事务数大约为15，这样的吞吐量对于一个底层系统而言是远远不够的，建立在它之上的Dapp应用，通常会面临拥堵和体验不好的问题，而我们扩展系统时面临的主要困难是：每个节点都要验证和同步链上所有信息，这样的架构显然很容易达到瓶颈。

以太坊2.0中的分片技术就是为了解决这样的扩展问题。以太坊2.0的主要目标就是进行水平扩展，以信标链加上分片链的整体架构，让验证者仅仅处理和验证自己分片上的交易，或者只参与信标链主链上的共识过程。所以每个分片上的交易只会由全网的一个子集来处理，大大减轻了节点的负荷，加上采用权益证明的共识机制，验证者只需要消费级硬件就可以运行节点了。这样的整体架构下，全网的吞吐量将会有一个质的?跃。以太坊2.0的部署计划是在Phase1启动64个分片链。

采用分片技术最大的问题就是安全性问题，因为验证节点被分配到不同分片上且各自为政，因此攻击者攻破单个分片的难度就会大大降低。解决这个问题的核心，是在信标链中采用的随机方法，每个区块都由一组随机选择的验证者(Validator)所组成的委员会(Committee)来处理。只要一个验证者持有的权益少于全部验证者权益的1/3，那么系统被攻击的概率就为0. 这点后面会详细说明。

评论：从生态上分析，分片技术的引入，由于提高了网络并行度，对上层的Dapp有极大的性能优化作用，在以太坊1.0中出现的拥堵和执行效率低下等问题将得到很大的缓解。甚至原本有一些由于效率原因而无法商用的功能，也将得到解锁。由于64个分片是独立执行的，意味着全网最多有64个分片可以并行执行，这类似于计算机由单线程变为了64线程。这无疑会让应用层的Dapp用户体验更加顺畅。我们大胆预测，以太坊2.0中的Dapp的数量和种类会是以太坊1.0上的5~10倍。分片技术将在phase1中引入，目前尚有一些技术细节未公布，不过技术本身是从数 据库物理分片中延伸出来的成熟技术，也有成熟的实现方案。分片技术在生态上带来的革新将非常值得期待。

重要程度：★★★★★? ?实现难度：★★★☆☆

Slot和Epoch

Slot和Epoch是以太坊2.0技术规范里面非常重要的概念，我们翻译为时隙(slot)和时段(epoch)。信标链是以太坊2.0的心跳，而时隙与时段就类似于计算机中的时钟周期，他们是以太坊的时钟周期，所有的分片链都要与信标链的时隙和时段同步，而信标链就是这个脉搏的发生器。时隙的间隔是12秒，每个时段由32个时隙组成，因此每个时段是6.4分钟(根据技术规范v0.10.1, 有的文档认为slot间隔为6秒，64个slot为一个epoch, 我们以这个版本的技术规范为准，具体参数不影响对架构的理解)。

一个时段(epoch)中所包含的32个时隙(slot)

在每个时隙中，信标链上和各分片链上都有可能会产生一个区块。信标链和其他各分片链之间是紧密同步的，也就是说它们的时隙节奏是完全相同的。最理想的情况下，每12秒信标链上就会产生一个区块，而64个分片链上分别同时产生64个分片区块。不过，某个时隙者上信标链或者任意一个分片链上，也可能会出现空块。信标链和各分片链的创世区块是在各自的0号时隙中产生的。信标链技术规范规定，各分片链在信标链的时段(epoch)0完成之后才能开始。而分片链各有各的时段0，它们不必同步(时段0的0号时隙处产生各自的创世区块)。

我们可以简单的理解时隙就是区块时间，是区块的时钟周期，每个周期都有可能产生64+1个区块。而32个时隙周期组成一个时段。一个时段是系统进行一次完整的随机分配和验证的基本单位。所有的验证者在一个时隙内都要完成一次验证投票。

评论：时隙和时段同步了分片链和主链之间的节奏，同步的机制，不仅能够一定程度上更加。比起异步架构来讲，它也省去了大量分片之间和分片主链之间的通信成本，大家使用同一个时钟， 约时间的时候就不用换算了。目前在已上线的Testnet中已经上线了slot和epoch的功能，他们是用户客户端接入主网时，所需要考虑的核心机制。对于应用开发者而言，他们无需过多涉入时隙和时段的技术细节，但是了解slot和epoch的原理，有助于开发者规划自己的应用，需要与主网交互的部分，确定等待时间和安全等级。

重要程度：★★★★☆? ?实现难度：★★★★☆

验证者(Validator)

以太坊2.0的一个核心转变，就是共识机制由POW转向了POS。以太坊2.0权益证明的网络，不再是依靠矿工，而是依靠验证者来维护。验证者是以太坊2.0网络的主动参与者。用户可以质押ETH来获得验证者资格，以此参与到网络建设中。所以说质押者是虚拟矿工，由节点主动质押激活。每个验证者最多的余额为32个ETH，也就是每个验证者的权益有一个上限，这样保证了公平，避免了单个验证者节点权益过大的情况，对安全性也有一定的提高。不过手里有很多ETH的用户可以通过质押，每32个ETH可获得一个完全的验证者资格，以此可以获得多个验证者资格。

对于大多数验证者在大多数时间内，都仅仅是对信标链或分片链产生的最新区块进行投票，这个过程叫做?证(attest)。它们的投票将决定信标链以及各个分片链上的最新区块。而在每个时隙中，系统都会随机选举出来一个验证者作为提议者，将由它来产生一个新的区块，并由其他验证者来?证(attesting), 对于一个提议者，它也可能同时是一个验证者。

在某个时隙中，被选为提议者的g并没有提议产生新的区块，因此这个时隙出的就是空块

在一个时段中(epoch)，一名验证者只会被分配到一个时隙中，也只会被分配到一个分片链或信标链上。验证者会参与该分片的投票过程，以选举出最新的区块。如果它验证的是分片的区块， 那么它同样会在这个时隙内把最新的分片区块链接到信标链上。

验证者节点要在网络中运行起来必须要依靠叫做验证者客户端的工具。信标链节点可以跟踪信标链的运行状况并读取相关信息，这个功能叫做信标链节点功能，验证者客户端可以自己运行信标链节点功能，也可以连接到其他运行此功能的信标链节点上。通过利用信标链节点客户端才能和信标链进行交互，执行验证者的正常功能。目前，以太坊2.0拥有7个核心开发团队，其中之一的Prysmatic Labs团队就是在开发此类客户端程序，Lighthouse同样也是开发客户端程序的团队， 只有通过客户端，验证者才能通过信标链节点执行其功能。

关于更多验证者客户端的技术细节可以参考Prymatic Labs官方网站(https://prsmaticlabs.com)。

总之，验证者通过质押ETH获得验证者资格，并通过运行验证者客户端，运行信标链节点功能， 接入信标链，配合信标链一系列的随机分配算法，参与选举，验证相应的分片或信标链上的最新区块，完成自己验证者的职能。

评论：以太坊2.0中的验证者都会因为参与验证或者举报作弊而获得奖励，这就是所谓的staking挖矿，即通过质押成为验证者参与网络验证以获得奖励。由于单个验证者最大持有权益不能超过32ETH，而且要通过使用验证者客户端进行验证，更不用说还有可能因为slash惩罚而丢失质押 的本金筹码。这就有可能催生出另一个行业，节点管理服务商。以太坊2.0的质押规则让staking具有一定的?槛，单个用户要做staking，最好的策略不是自己成为验证者，而是委托节点服务 商，提供专业的质押服务。节点商可以提供发验证者客户端，管理大量的验证者节点，检测slash?险等服务，与普通用户共享验证者奖励。这有可能成为一个很大的商业模式。

重要程度：★★★★☆? ?实现难度：★★★☆☆

交链(CrossLink)

交链(其他的一些文章也翻译成交联或分片链状态)，是信标链区块内指向某分片区块的数据。信标链就是通过它来获悉各分链上最新区块的信息。因为信标链上最多有64个分片，所以一个信标链区块内最多有64个交链，当然其他分片上也可能在该时隙内没有产生区块，所以交链的数量也可能小于64。按照系统部署的阶段划分，交链的功能应该在phase1中引入，因为phase1阶段的核心是引入分片技术，而交链是分叉选择和跨链通信的核心技术。在这里，我们只要理解它是信标链区块上存放的各分片链的信息即可，详细的细节我们到了phase1时再做讨论。

评论：crosslink是在phase 1阶段才会引入的机制，它是信标链区块内的各分片的信息。上层应 用可以利用信标链节点功能，读取各分片的状态。因此应用层上就拥有了更大的优化空间。crosslink的引入，也使得主链随时能获得各分片链的状态，进行负载均衡。同时，这些信息的存 在也能降低跨链通信的复杂度，提高分叉选择的效率。

重要程度：★★★☆☆? ?实现难度：★★★☆☆

投票委员会(Committee)

委员会就是一批随机选出的验证者，他们被随机分配到某时隙某分片链或信标链上，参与投票验证功能，每个委员会至少应该有128个验证者。信标链最核心的功能就是它的伪随机数算法，“信 标链”这个名字就是来源于它的随机数算法功能，叫做随机性信标。信标链会对一个叫做RANDAO伪随机过程达成共识。在一个时段(epoch)开始的时候，RANDAO会选出该时段内所有时隙的区块提议者，并且将验证者随机分配到各个委员会中去。由于phase0中只上线信标链，而分片链的功能要到phase1中才会引入，因此，目前我们只讨论信标链上的委员会运行机制， 及其投票规则。

在验证者投票的时候，验证者投的是它认为的信标链当前的顶端区块(head of the blockchain)是谁，即它认可的信标链中最新的区块是谁。对信标链顶端区块投票的时候，以太坊2.0使用的是LMD GHOST算法，即基于消息驱动的最重子树选择算法(Last Message Driven Greediest Heaviest Observed SubTree)。这就是以太坊2.0的分叉规则，即出现了不同投票时就要根据LMD Ghost算法进行分叉选择。LMD GHOST在其他区块链系统中非常受欢迎，简单的说就是选出最?子链，本文的重点在于分析信标链机制和技术架构，更多的算法细节在这里就不赘述了， 需要了解更多请参阅相关文档。

在上图中例子中，我们假设在每个时隙内只有一个委员会(事实上同一个时隙内可以有多个委员会)。在时隙1，Alice提议了一个区块，并得到了委员会A中的两个验证者的?证。在时隙2中，Bob提议了一个区块，B委员会有一个验证者错过了，它认为时隙1产生的区块才是最顶端的区块，所以投票给了Alice提议的区块。在时隙3中，委员会C中的验证者要运行LMD GHOST算法，进行分叉选择。并且独立投票自己认可的目前的顶端区块。

委员会的随机过程以及投票的规则可以简单描述如下。在每个时段开始时，所有的验证者被均匀的分配到各个时段内的时隙中，然后在该时隙中再被分配到同样大小的委员会中。每个验证者都要在自己所在的时隙内发出?证消息(即投票，?证消息的详细内容将在后面小节做详细说明)，投票信标链的顶端区块。同时，每个委员会还要在自己所在时隙尝试交链到特定的某分片。随机算法保证每个委员会至少有128个验证者。

例如，整个系统中共有验证者16384个，将这些验证者均匀的分配到32个时隙中，每个时隙分配到512个验证者。我们以时隙1为例，在这个时隙内的512个验证者又被平均分配到4个委员会中， 每个委员会128个验证者。所有时隙1的512个验证者在时隙1都要发起LMD GHOST投票(投票最顶端区块)。另外每128个验证者组成的委员会，可能其中一个尝试交链到分片48，其他三个委员会分别尝试交链到分片21，分片8，和分片16在时隙2，整个过程再重复一遍。这个过程在该时段剩下的时隙中也将一一重复。等到该时段结束的时候，系统中所有的16384个节点都享受了信标链顶端区块的投票和分片的交链。所以在一个时段中，系统中的每个节点都将完成一次验证任务。

评论：委员会(committee)是以太坊2.0的核心技术，每个时段都会产生新的委员会，分别对不同 的分片进行验证。每个验证者只负责验证自己分片的区块，降低了单个节点的负荷，提高了效 率。同时，随机过程RANDAO在每个时段都会重新随机分配一次，选举新的提议者。这样的随机 过程使得网络的安全大大提高，攻击成功的概率不大于万亿分之一。这对于应用层上基于以太坊2.0的Defi类应用至关重要，安全对金融类应用而言是最重要的。

重要程度：★★★★★???实现难度：★★★☆☆

信标链检查点(checkpoint)

上面讨论的委员会是在某个时隙内，完成对该时隙内产生的区块的投票。但是在一个时段内，除了对各时隙发起的投票外，信标链还要求每个验证者在投票的时候，还要为自己所在时段的检查点区块进行投票。

信标链检查点是位于一个时段的第一个时隙内产生的区块，如果这个时段在第一个时隙内没有产生区块，那么往前顺移，前一个时段内产生的最后一个区块就是本时段的检查点区块。每个时段都有一个检查点区块。

验证者在对时隙内产生的区块进行LMD GHOST的投票时，也要为该时段的检查点(checkpoint)区块投票。投票时，验证者需要提供自己认定的上个时段的检查点区块，以及希望确定本时段的检查点区块，前者称为“来源检查点区块”，后者称为“目标检查点区块”。这个投票的形式类似于(Source epoch S --> Target epoch T, 即来源检查点区块S和目标检查点区块T)。

图片来源于Gasper的论文FFG+GHOST

详情请参阅：http://github.com/etherum/research/blob/master/papers/ffg+ghost/paper.p df

上图来源于FFG + GHOST的论文，论文中假设一个时段有64时隙，为了方便讨论我们在此也做这样的假设。在图中，信标链上从时隙65到128之间都是空块，即没有提议者产生区块。时段2中的检查点，本来应该是时隙128处的区块，但因为65到128时隙之间都没有产生区块，所以这个时段的检查点仍然是时隙64产生的区块。时段1中的验证者认为来源检查点是区块0(创世区块)，而目标检查点是区块64，即投票0 --> 64，而时段2的验证者对检查点的投票与时段1时的投票是相同的。同理，在时段3他们认为来源检查点是64，而目标检查点是180，因为本该在192时隙产生的区块是空块。

这种对检查点的投票机制叫做Casper FFG投票。Casper FFG，也就是Casper FFG（Casper, the Friendly Finality Gadget），是以太坊2.0中用于保证确定性的协议。Casper是一种通用的“小工具”，主要用于做合理化(justify)和最终确定(finalized)的算法。他能够应用于任何区块链系统中，而不仅仅是以太坊2.0，不过在POS的共识机制中，它的功能能够充分发挥出来。关于合理化和最终确定将在下一节详细讨论。

评论：以太坊2.0的共识机制中，最重要的是，LMD GHOST 和 Casper FFG，分别代表顶端区块 投票，和检查点投票。他们共同构成了以太坊2.0共识机制的核心算法。他们能够有效的处理一 些突发的情况，如节点宕机， 多重投票，?城攻击等。检查点机制要和下面的合理化和最终确 定一起来讨论，他们共同决定了交易数据的周期。

重要程度：★★★☆☆? ?实现难度：★★★☆☆

合理化(justified)和最终确定(finalized)

只要超过2/3的验证者对同一对epoch(例如上面的Source epoch S --> Target epoch T)进行了投票，那这对epoch就叫做获得了多数票。多数票是根据用户持有的权益来决定的，也就是说是验证者总余额的2/3所支持的投票，注意不是票数，而是票的权重。例如，两个验证者，每个8ETH，另一个32ETH，前两个验证者加起来并不是多数投票，他们的权益只占总权益的1/3，而持有32ETH的验证者自己一个人就占了总权益的2/3，他自己就是多数票。获得了2/3以上权益支持的投票就叫做获得了多数票。

如果一个时段结束的时候，一个检查点得到了2/3的总余额的支持，即形成了多数票。那么这个检查点就被合理化(justified)了。一个检查点被合理化之后，如果下一个检查点也被合理化了， 那么这个检查点就会被最终确定(finalized)。一个最终确定的检查点一定经过了合理化的过程， 而一个合理化的检查点不一定确定了，还存在反转的可能。但是，检查点一旦进入了最终状态， 就不能被修改了，而且一个检查点一旦进入了最终确定状态，它之前的所有区块都进入了最终确定状态，而之后都不可篡改了。

时隙64处的检查点被合理化之后，时隙32处的检查点就被最终确定了，之前的所有区块也就被最终确定了

在以上的例子中，时隙96处产生了一个信标链的顶端区块，即最新区块，它本身是下一个时段的检查点，但是它本身包含的是时段2检查点区块的?证消息，也就是这个时隙还是对时段2的检查点进行投票。当时隙64处的区块获得了2/3的多数票时，它就被合理化(justified)了, 同时上一个合理化的检查点，时隙32处的区块就被最终确定(finalized)了, 此时，时隙32之前的所有区块，都被最终确定了。

因此我们可以看?，一笔交易如果在一个时段的中间进行投票打包。那么从这个区块产生，到最终被确认最多需要2.5个时段，即0.5 + 1+ 1个时段，也就是16分钟。一个区块需要经历，提议者提议产生，到验证者提出?证消息进行投票，再一步步到合理化，最后达到最终确定的状态。用户可以自己决定是否要等到交易确定之后再进行下一步操作，或者更低一点的安全性就足够了。

合理化与最终确定对于分片机制以及以太坊2.0而言极其重要，一旦最终确定，那之前的所有交易就永远写在链上了，不可篡改了。最终确定的机制降低了跨片通信的复杂度。如果没有确定性，分片和跨片交易的rollback将会变得具有破坏性，让以太坊2.0的架构设计的意义将荡然无存。

评论：检查点机制，合理化以及最终确定性算法，让一笔交易要经历区块打包，验证者共识，合理化，最终确定这几个阶段才能永久写入区块链中。这样的过程阶段划分，数据将更“合理”的进入区块链，在永久写入前，有一个缓冲，逐步确定的过程，以回滚突发状况。一旦最终确定便不可篡改，这样的过程不仅使得确认过程更加安全，也使得回滚的过程会更安全，同时提高了突发状况的处理效率。对于上层应用而言，可以根据具体的应用场景选择合适的安全等级，在Dapp认为合适的阶段确认数据，进行下一步操作。应用可以根据自己的需求，在安全和效率之间选择一个合适的点。

重要程度：★★★★★? ?实现难度：★★★★☆

?证消息(attestaion)

在介绍完了前面的各个机制之后，我们再回过头来深入理解一下验证者发送的?证消息。所谓的?证消息(attestation), 也就是验证者发起的投票，它包含该验证者投票的具体信息，并被验证者附加到最新的区块内。在每个时段，每个验证者都会发起一个?证消息，对其分配时隙内的区块进行投票，以及对时段的检查点区块进行投票，另外，所在委员会还要负责交链到随机分配的分片上。(参考前面交链和委员会那两节)

Attestation示意图

所以对于验证者而言，其最重要的职责就是提交?证消息，也就是提交投票。而attestation中的内容实际上包含3种投票，一个是对信标链顶端区块(最新区块)的投票，使用LMD Ghost算法进行分叉选择。第二个是使用Casper FFG算法对自己的epoch进行时段检查点区块投票，合理化检查点，以及最终确定检查点。最终确定的检查点之前的区块都不可篡改，而该检查点将成为新的LMD Ghost算法的起点。第三个就是交链，确定分片链的最新区块。在一个验证者的attestation中，就要包含这三种投票，他们指向的内容不同，对整个系统的贡献也不同。

评论：一个?证消息，就是验证者投票的数据结构。它包含了三种投票，信标链顶端区块，检点区块，分片顶端区块。验证者在每个时段都要进行一次这样的投票。

重要程度：★★★☆☆? ?实现难度：★★★☆☆

新技术将带来的影响

以上我们讨论了以太坊2.0中的核心技术和原理。这些技术将从底层深刻的影响应用层的形态，Dapp的体验，同时也会催生出新的应用场景商业模式。以太坊2.0的技术架构主要解决了1.0所遇到的拥堵和效率问题，通过分片不仅提高了网络并行度，也提高了安全性，网络在吞吐量和可靠性方面将会有一个质的?跃。分片委员会，时段混洗机制，让每个验证者都能公平公正的参与网络验证，单个委员会被控的概率在万亿分之一的量级。在效率和安全方面的提升以及向POS机制的转变为上层Defi应用生态的发展提供了最重要的基础。

在POS共识机制方面，单个节点的权益限制，质押规则，惩罚机制，最大程度的保证了每个验证者公平公正随机的参与验证过程。同时，也提高了验证者接入网络的?槛。验证者客户端，slash检测，海量节点管理，成为了以太坊2.0 staking挖矿必须面对的技术问题，这些需求将形成一个新的商业机会，staking节点服务商。由于?槛较高，单个用户最好的staking策略就是交给专业的staking节点服务商进行拼单。

然而我们认为，staking的节点服务只是一个中间件的服务，他并不是以太坊2.0设计的重点。以太坊2.0的全部设计目的都是为了改善，优化其生态的体验和发展。每个技术上的改进都是在对标上层应用中遇到的问题。整个以太坊2.0的重点，并不在POS，不在staking挖矿，也不在经济模型，甚者不在技术本身，而在于要利用这些技术对上层的应用开发者生态造成深刻的影响，尽可能扩展主网的应用范围。基于2.0的产品技术形态将发生巨大的改变，用户体验也将得到巨大的提升，随之带来的是更广泛的应用落地，更丰富实用场景。

从经济激励上看，以太坊2.0的增发率为0.4%，而以太坊1.0的增发率为3.92%。以太坊2.0在设计上为上层应用留下了巨大的利润空间，它更加鼓励大家在参与在应用生态上的开发和建设，更多的利用以太坊2.0解决实际商业生产中的问题，而不只是挖矿。换句话说，如果一个Dapp足够好，只要能提供超过0.4%的年化收益，理性的用户就应该更倾向于参与这个的应用，而不是staking。在以太坊2.0中，staking是作为一个基本组件提供给上层的应用使用的，而不是主要获取代币的途径。它鼓励更多的用户参与应用生态，而不是单纯参与验证，不然又会重复现在无聊的挖矿游戏，而区块链技术的应用和落地却始终得不到发展。

以太坊2.0技术带来的影响，不是共识机制的转变，不是对ETH币价的巩固和提升，而是在工程领域和技术层面进行改进，“建好更平坦的赛道，吸引更多的赛?”。它的目的并不在区块链领域，而在于扩展区块技术及其适用的范围，提供更完善的基建，用区块链技术支撑应用去解决区块链世界之外的问题。而它要做是提供一个世界计算机。

结语

以上我们讨论了以太坊2.0 Phase0阶段最核心的技术架构和运行机制。重点讨论了验证者的投票机制，LMD Ghost和Casper FFG是以太坊2.0共识机制的核心算法。核心的概念包括时隙(slot)，时段(epoch)，验证者(Validator)，交链(Cross Link)，委员会(Committee), 检查点(Check point), 合理化(justified), 最终确定(finalized), 以及?证消息(attestation)。理解了这些概念以及他们之间如何协同工作的之后，你就大致理解了以太坊2.0的基本工作原理。本文并未对很多技术细节进行讨论，如LMD Ghost算法，Casper FFG算法，以及信标链使用的核心随机数信标算法RANDAO过程，本文旨在整体运行机制上讨论以太坊2.0种信标链的技术架构。对信标链的理解将直接影响到对验证者客户端的使用，开发以及对phase1的分片技术的利用，还有对后续各部署阶段的应用。

同时，我们也讨论了以太坊2.0技术上的改进可能对生态产生的巨大影响。以太坊2.0的设计架构势必使其在吞吐量上有一个质的?跃，使其向其世界计算机的目标更近一步。以太坊2.0在技术架构上的设计目标，已经不再局限于提供一个带智能合约的点对点支付系统，也不是局限在区块链本身。它的所有改进都是针对工程实践和产品体验的，它作为一个区块链的基础设施平台，为上层的应用Dapp提供更好的性能和用户体验，这也是为什么它计划利用整个phase2的阶段来上线调试全新的虚拟机eWASM 。以太坊2.0技术架构的改进将会使得更多的应用落地，优化更多的产品有更好的体验，从而让区块链技术更好的应用到社会和生产当中。它所有的设计目标都是为了优化工程环境。

随着以太坊2.0各部署阶段的逐步展开以及更多技术细节被逐步公布出来，我们将逐步?证一个基础区块链系统的演化过程。我们当前还从未有过一个去中心化的应用可扩展平台。当前最紧迫的工程就是需要点对点的组网。如果你想更深入的研究以太坊2.0的技术细节，权威的参考是Etherum 2.0 Specification，如果有问题也欢迎联系FutureMoney R&D，我们的官网是http://futuremoney.cc, 也可以直接发送邮件到[email protected]，欢迎讨论。

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编译者/作者：FutureMoney

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