波思路助力以太坊2.0扩容

以太坊2.0使用分片技术把主链切分成64个迷你区块链，并引入在不同分片间轮换的PoS验证人机制。波思路为每个分片扩容，提高他们的交易处理能力，而且完全与以太坊2.0兼容并带来叠加的效果。当波思路加快了连接分片的信标链的通信速度，以太坊2.0便可以增加更多分片。

以太坊2.0概况

明年内以太坊计划把他们的网络升级到以太坊2.0，一个使用权益证明（PoS）共识机制和分片扩容技术的全新网络架构。自从2019年起8个不同的开发团队（ChainSafe Systems、iPegaSys、Harmony、Trinity、Status、Sigma Prime、Prysmatic Labs和Parity Technologies）着手开展以太坊2.0不同部分的开发，并计划于今年晚些时候发布第一个版本。

以太坊升级主要是出于工作量证明（PoW）能耗大的顾虑和网络扩容瓶颈导致的高使用成本。根据Bitinfocharts，自去年9月起以太坊的平均交易手续费几乎达到0.39美金。2017年的加密猫（Cryptokitties）网络拥堵危机说明几千个用户足以形成可导致以太坊网络瘫痪的拥堵，那我们如何指望以太坊去支持拥有百万、千万用户的应用呢？要想大幅降低用户支付的手续费，以太坊必须突破扩容瓶颈。

什么是以太坊2.0

以太坊2.0架构的核心组成包括验证者、质押、信标链和分片。

验证者

验证者会取代现有PoW的框架下的矿池和矿工。验证者会在分片提交新区块，验证其验证者提交的区块、发送见证到信标链，然后定期通过质押的流程来同步分片数据。

质押

质押的概念是让验证者通过抵押ETH的方式来证明自己的诚信，从而获得以太坊奖励。验证者可以从锁定的ETH质押获得年化利息作为回报。以太坊2.0使用了“动态奖励机制”，它会根据验证者的总体质押金额和在线时间长度来调整年度奖励。成为质押者需要质押存入32个ETH。

信标链

信标链是以太坊2.0的PoS主干，它负责维护验证者的登记、随机为分片分配验证者以及保持分片数据的同步。信标链和现以太坊主链平行运行，主链最终会以分片链的形式合并到以太坊2.0。

分片

分片技术把以太坊切分成数个同时平行运行的迷你链，理论上可以帮助以太坊2.0实现扩容。尽管最初的设计包含了成百上千个分片，最新的版本明确分片的数量为64。因为数据被分流，每个分片可以有更高的吞吐量。这些分片会定期把数据同步给被称为以太坊中央数据管理中心的信标链。每个分片有专属的验证者，这些验证者会定期在分片间轮换。

波思路如何扩容以太坊2.0

即便以太坊2.0的变化如此巨大，它仍然需要波思路的协助因为扩容问题的本质是网络问题。波思路是一个优化区块链网络层的零层（网络层）扩容解决方案。波思路可兼容所有共识机制，我们的网络技术，诸如交易高速缓存、直通路由、动态区块、交易广播路径优化，也完全与以太坊2.0兼容。想知道原因，让我们来剖析几个要点。

优化以太坊2.0低效的通信结构

以太坊2.0是一个拥有多元通信架构的动态网络：验证者成立委员会去协同质押ETH、发送区块证明、验证区块和最终添加新区块。这里每一个步骤都离不开节点间的有效数据传播，很容易导致多重通信瓶颈。出于安全考虑，这些节点都是随机分配的，而为了达到去中心化的目的，他们很有可能遍布在世界不同角落：这对快速的数据交互来说是非常不利的。

波思路的BDN部署在所有这些复杂通信的底层，并通过使用优化的拓扑结构和动态路径选择来决定数据传播的最佳方式。

波思路通过部署在全球最佳位置的中继服务器使以太坊2.0数据以尽可能直接和高效的方式进行广播。首先，波思路网关可以通过被动接收信标链信息的方式了解以太坊2.0验证者的分布图。一旦某个验证者的分片分配发生改变，波思路可以快速抓取这个信息并相应更新到分片的路径目录中。假如某条路径的速度太慢，波思路的持续监测功能会对它进行标记并通过动态调整创建更多路径选择。打个比方，如果把数据从A发到B的速度很慢，波思路会添加路径ACB和ADB，并同时用两条路径来传送数据。通过这种方式以太坊2.0可以在不牺牲网络安全和去中心化的情况下把数据快速有效地广播到网络的所有参与者。

解决每个分片各自的瓶颈

以太坊2.0尝试通过分片技术来解决扩容问题。分片通过叠加效果可以实现一定程度的扩容，但这种方法非但没有真正解决扩容问题，反而把问题复制扩散了。每条分片链都有自己的区块验证过程，过程中需要内在连接的全网广播，因此每条分片链仍然无法回避区块广播缓慢的原始问题。事实上，这个问题会比PoW的更严重，因为验证者不仅需要快速同步更新并且在不同的分组间不断轮换。结合之前介绍的先进网络技术，波思路的BDN（区块链分发网络）可以帮助以太坊2.0的验证者和委员会成员以最佳方式进行信息广播，从而消除每个分片的的网络瓶颈。通过这种方式，波思路可以联合分片技术实现倍增的扩容改善。如果分片可使以太坊2.0实现X倍扩容，波思路可实现Y倍扩容，整体的扩容改善效果将为X乘以Y。

造更大的区块

最后不得不提，波思路的BDN可以允许验证者在不牺牲速度或网络性能的前提下，通过使用交易高速缓存和快速全网广播技术发送更大的区块。首先，BDN可以确保所有节点的状态同步和交易池内统一的待确认交易状态。当以太坊节点把一个区块发到BDN网关，网关会把区块内的每笔交易替换为一个4字节的内部ID码，从而有效地把区块尺寸缩小至少100倍。然后，压缩后区块被同步到整个网络并由接收网关进行解压。通过这种方法，波思路减少了网络冗余，从而允许以太坊2.0以更快的速度广播更大的区块。以太坊基金会宣布以太坊2.0的最大区块目标为128 kB，但这完全取决于以太坊社区希望如何调整系统参数来发挥BDN的最大潜力。

总结

以太坊2.0希望通过创建新的分片架构和使用PoS共识机制来改善以太坊的网络和提高扩容能力。然而，由于新的设计没有解决下方网络层的问题，以太坊2.0将仍然无法摆脱扩容瓶颈。波思路正好解决网络层（零层）的优化问题，从而帮助以太坊2.0真正获得最佳的网络基础设施和实现扩容能力最大化。波思路已经搭建了首个与以太坊集成的零层扩容解决方案，在以太坊向2.0的过渡期间，我们仍将一如既往地帮助以太坊社区不断提升1.0网络的性能。

本文来源：bloXroute波思路
原文标题：波思路助力以太坊2.0扩容

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编译者/作者：bloXroute波思路

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