以太坊2.0的设计原则

很多文章都在讨论以太坊2.0的路线图、研究方案和现状。然而，关于其内部工作背后的设计原则和不变量的公开写作并不多。对于这种协调多年的努力来说，拥有一套明确的不变量，对其成功至关重要，并且，这会使得执行者思考以太坊哲学的一面。本文将解释其中一些设计决策、背景以及它们对协议未来的重要性。

历史

自从以太坊网络诞生以来，试图将以太坊从PoW转换为PoS，是一个重大的进展。Vitalik Buterin当时正在探索一种可行的解决方案，以防不成熟PoS的缺陷，并提供比PoW更大的安全保障。尤其是，他和以太坊研究小组设计了一种称为slasher的的机制，来惩罚PoS中恶意行为者并削减其全部抵押（Buterin 2014）。

数学家Vlad Zamfir随后加入了该项目，2014年的大部分工作都中心化在解决所谓的PoS的远程攻击。当攻击者可以从头开始创建一个比当前规范区块链更长的全链，以便在新的规范状态下说服网络中的其他人时，远程攻击就会发生。这几乎不可能在PoW中执行，因为它需要大量的复合计算能力。然而，PoS不依赖于计算能力，因此在这种攻击下会崩溃（Zamfir 2014）。

Vitalik和Vlad都赞同：除了“严格阻止客户同步比某个检查点更早的链”之外，没有可行的远程攻击解决方案（Buterin 2015）。这意味着，不需从创世区块同步链，网络中的新节点只需要从最近的“检查点”同步网络中最终确定的其他节点。

也就是说，当新节点加入网络时，旧节点存在固有信任。这种现象后来被称为PoS的弱主观性。当新节点加入时，对于“最终确定的”、“不可逆转的”区块在网络中的参与者之间存在主观信任（Buterin 2018）。

在此期间，来自以太坊基金会的Vitalik和Virgil Griffith致力于在ArXiV上发布Casper PoS白皮书的初始版本（Buterin和Griffith 2015）。

2014-2017年，是一段很长的时期，它标志着以太坊试图在目前运行的PoW链上覆盖基于PoS的终结系统。与此同时，人们正努力实现状态分片，以作为分区方案以扩展以太坊区块链。

然而，在2018年，当这两项举措被结合在一起，并且在3月份的台北标志性研究会议之后，以太坊研究团队提议将Casper PoS 与分片合并为一项名为Ethereum Serenity的计划，也称为作为以太坊2.0。

为什么选择ETH 2.0？

本文要解释核心问题背后的设计理由：“ 为什么要使用以太坊2.0？”。

当然，对现有系统的共识协议和数据完整性进行彻底检查，并不是通过硬分叉就可以轻松完成的—-从头开始简单地创建一个新系统并完全放弃以太坊1.0不是更容易吗？

构建Eth2时，我们面临的一个难题是，需要让社区了解这一挑战，并清楚地了解过渡到Eth2背后的巨大利益和需求。

在理解这种范式转变带来的巨大责任的同时，没有比现在更好的时间来构建Eth2。无论喜欢与否，加密行业仍然处于起步阶段，我们今天做出的决定，将对加速增长和这些年的采用多年的产生复合的效果。

向PoS的迁移，已经等待了足够长的时间，以太坊应用程序的可扩展性也是如此。没有比现在更好的时间来构建Eth2了，团队已经做好了准备。

挑战未来

缺乏经验的Layer 1 扩展可能会带来巨大的安全花费：将区分链分片防止全球交易验证，就像当前比特币和以太坊链所做的那样。

关键问题是：如何在不牺牲去中心化或安全性的同时，获得可扩展性？许多竞争链旨在寻求中心化路线作为解决这一问题的手段。

以太坊选择不同的方法：将网络状态划分为1024个分片，这些分片表现为一组同质的区块链，每个区块链由称为信标链（beacon chain）的单个根链协调。信标链在完整的Casper PoS上运行，没有委托也没有中心化投票权。在这种方法中，每个节点仅负责整个网络中发生的一部分交易，并且许多块可以并行发生，从而线性地增加整体网络吞吐量。

此解决方案旨在回答以下问题：

如果交易未被全局验证，网络的安全配置文件会如何变化？如何在防止卡特尔形成的同时，选择验证参与者？如何设计激励措施，以最大化数据可用性和鼓励积极参与？

经过多年的研究、探索以及对取舍的理解，以太坊寻求PoS作为其共识算法。如前所述，奖励是确定性的，验证实体在协议中具有相同的待遇、参与委员会的概率相同、同样获得奖励/惩罚。全局交易验证变为间接验证。每个分片tx将首先由在信标链上提交检查点的分片验证器验证，并且，信标服务于Eth2上分片信息的“协调器”。

设计不变量

协议设计的一个关键支柱是，理解协议运行的不变量。对于以太坊及其开发者社区而言，拥有一份不可协商的设计决策清单，对项目的未来至关重要。

我们可以将Eth2的核心分解为以下要点：

1.参与网络应该是无需权限的
2.Layer 1 在其范围内应该简洁，抽象和紧凑
3.该协议应该是最具表现力的，而不是假设它的未来用途 - 即，“我们没有任何特征”的旧以太坊的格言
4.网络应该倾向于有生命力，以有效地从任何灾难性场景中恢复
5.将协议的复杂性与应用程序开发的复杂性分开

未完待续

本文尚未取得翻译授权，如有侵权，请告知删除。

作者：Raul Jordan
译者：爱乐牛
原文链接：https://www.tokendaily.co/blog/design-principles-of-ethereum-2-0

【区块链中文字幕组】
致力于前沿区块链知识和信息的传播，为中国融入全球区块链世界贡献一份力量。 如果您懂一些技术、懂一些英文，欢迎加入我们，加微信号: w1791520555。点击查看项目GITHUB，及更多的译文…

【译者简介】
我是爱乐牛，欢迎关注我的主页； 微信号hofolht，欢迎交流

—-

编译者/作者：爱乐牛

玩币族申明：玩币族作为开放的资讯翻译/分享平台，所提供的所有资讯仅代表作者个人观点，与玩币族平台立场无关，且不构成任何投资理财建议。文章版权归原作者所有。