以太坊 2.0 信標鏈如何進行狀態轉換？_EAC

信標鏈由區塊和不斷遞進的狀態組成；區塊被產出、簽名、傳遍網絡，然后用于更新狀態。下圖展示了主要的相互關系：

- 實線表示聚合關系，虛線表示依賴關系。即發出箭頭的部分是 聚合/依賴 于箭頭所指向的內容的 -

此圖基于以太坊 2.0 詳述的 0.10.1 版所繪。與剛發布的 0.11.0 版本相比，上圖描述的內容在計算 Domain 的部分有些微區別，但整體關系與前一版本一致。

創建一個新的區塊

創建區塊，要從當前的區塊鏈頂部開始。

如果當前存在一條短的分叉鏈（例如，某個時隙因為其中的區塊傳播速度太慢而被跳過，導致不同驗證者獲得的最新區塊有所區別），則由分叉選擇算法，幫你選出 “最合適”（獲得的驗證者見證消息權重越大則越 “合適”）的區塊鏈頭。

以太坊信標鏈網絡總質押量突破1000萬枚ETH:2月24日消息，據Ethereum官方網站最新數據顯示，以太坊信標鏈（TheBeaconChain）網絡總質押量已突破1000萬枚ETH，本文撰寫時為10,000,021枚ETH，驗證者總數量為297,961個。今日ETH價格出現大幅下跌，目前為2430.59美元，24小時跌幅高達11.1%。[2022/2/25 10:14:33]

此外，即使某些 slot 被跳過（沒有產生區塊），狀態仍會推進（但不執行任何操作）。

BeaconBlockBody （“信標鏈區塊區塊體”）會包含所有需要被執行的操作（保證金存入、見證消息、驗證者退出，等等）。這些操作會被用于改變狀態、生成新的 BeaconState（“信標鏈狀態”）。

時隙、父區塊根、操作的根哈希（body root，區塊體根）會作為 BeaconBlockHeader（“信標鏈區塊區塊頭”）的組成元素被添加進狀態。要注意的是，BeaconBlockHeader 組成元素之一的狀態根是零（0x000…），因為狀態不能遞歸包含自己的哈希，否則會出現死循環。

分析師：以太坊2.0或無法完全解決網絡擁塞和高gas費用問題:加密貨幣分析師Alex Krüger在推特上表示，單一DeFi地址的數量正在迅速增加，自今年年初以來已經增加了35萬個地址。雖然像Uniswap這樣的DeFi平臺在交易量上超過了Coinbase，但與Coinbase的3200萬用戶相比，它的用戶群仍然很小。假設以太坊網絡gas費用已經達到峰值，現在是一個很好的時間點來實際評估以太坊2.0在gas費用上會有多大的不同。

根據其分析，以太坊2.0最初設置為從64個分片開始，每個分片都可能作為一個獨立的鏈來運行，具有自己的交易歷史。在這種情況下，網絡的交易能力將增加64倍。基于每個DeFi用戶有四個地址的假設，這相當于大約有11.4萬個單一用戶。在每個DeFi用戶只使用兩個地址的樂觀假設下，這個數字接近220000個用戶。有64個分片，這相當于1400萬用戶——仍然沒有達到Coinbase的處理能力。更糟糕的是，Coinbase只是幾個大型交易所之一。遵循這位分析師的邏輯，以太坊2.0上的分片并不能完全解決其擁塞問題。（Crypto Briefing）[2020/9/20]

最終狀態（帶有上述 0x000… 值的狀態）的根哈希被算出并加入區塊，然后區塊哈希得到 Block root（“區塊根”）并跟鏈的 Domain 放在一起，經過簽名后在網絡中傳播。Domain 的意義是防止區塊被傳播到其他主網或測試網上發生碰撞（collision）。

動態 | 開源編程語言Lira2.0在以太坊區塊鏈上撰寫期權合約:據Dailyhodl報道，全球多元資產投資公司eToro近日宣布，由eToroX Labs開發的開源編程語言Lira2.0版，已經進化為在以太坊區塊鏈上為場外衍生品市場撰寫期權合約。[2019/10/9]

執行狀態轉換

節點收到 SignedBeaconBlock （“經過簽名的信標鏈區塊”）后，要執行一些驗證，包含：確認簽名的有效性，及是否有對應父區塊的狀態（父區塊由 parent root “父區塊根” 指出）。

通過將狀態時隙推進到區塊所在時隙（可以是被跳過的時隙），然后執行 BeaconBlockBody 所包含的操作（比如保證金存入、見證消息、驗證者退出等等），我們便可以更新狀態。

要注意的是，出現被跳過的時隙時，也會產生新的內部狀態，并推進當前狀態至下一個時隙，區別只是不會有其他附帶的執行動作。

動態 | 以太坊未確認交易17127筆:Etherscan.io數據顯示，當前以太坊未確認交易數為17127筆，網絡擁堵情況變化不大。行情顯示，ETH于3:30左右出現上行走勢，現價135.11美元，跌幅0.1%。[2019/3/11]

結果狀態應該與區塊生產者得到的狀態相同，因此我們能通過計算新的 BeaconState（包含 0x000...）的哈希值，與收到的區塊所記載的狀態根進行校驗。

BeaconBlockHeader*

信標鏈狀態包含了四個區塊基礎組成信息中的三種 —— 時隙、父區塊根哈希，和 BeaconBlockBody （即要執行的操作）的根哈希。

在計算內部狀態時，最新的區塊時隙要和最新的狀態時隙要有所區別，因為如果出現被跳過的時隙，會使得最新的區塊時隙和狀態時隙不一致。比如，如果時隙 7 被跳過，則我們仍會以時隙 6 作為最新區塊，父區塊根和區塊體根哈希都仍將指向時隙 6 的區塊。

這幾個元素作為一個集群，使用和 BeaconBlockHeader 相同的結構，不過使用的區塊根狀態永遠為零（0x000...），因為狀態不能遞歸包含自己的哈希；在圖中表示為 “BeaconBlockHeader”。

這么做的好處是，我們可以輕易的計算出區塊根的狀態——通過計算狀態的根哈希，然后創建區塊頭的副本并插入正確的根狀態，最后計算整個區塊頭的哈希（這個值會與收到的區塊的哈希值相同）。

鏈接的區塊能增加信任

區塊鏈的重要特征就是，它以系統性信任（經由算法達成的處理器多數）取代了原來個體間的信任（交易對手或第三方）。

系統性信任又可以通過以下幾個特征描述：

1. 大量處理器（例如，公有鏈）—— 這些處理器去中心化程度越高，可信程度也越高。

2. 客戶端多樣性（例如，開發團隊）—— 如果有多種客戶端供使用者選擇，就越能避免算法被集中掌控。

3. 開源 —— 既可以讓公眾檢查算法，又可以進行分叉（如果大多數人都希望改變系統方向）。

將區塊鏈接在一起也可以增強系統信任 —— 因為越早產出的區塊，它具有的權重就越大。在一般的 分布式賬本/分布式數據庫 中，因為不需要系統性信任，所以不需要這種鏈接。

僅對最新區塊發動 51％ 攻擊也許會成功，但是如果你想改動 100 個時隙之前的一個區塊，則攻擊者必須在這 100 個時隙都擁有控制著絕對多數的處理器（因此非常困難）。

對于短程的分叉攻擊，整個網絡可能會對 “哪條鏈才是主鏈” 產生疑惑 —— 例如，兩個競爭的區塊以不同的速度在網絡中傳播。

但好消息是，由于區塊被鏈接在一起，因此真正的主鏈會更快被確認，而其他分叉鏈都不再有機會反客為主。

如此一來，安全性可以得到保證，系統也可從容允許驗證者撤出自己的資金，不必擔心 “無利害關系（nothing at stake）” 攻擊。

原標題：科普 | 以太坊 2.0 信標鏈中的狀態轉換

原文鏈接:

https://sgryphon.wordpress.com/2020/03/17/eth-2-0-state-transition/作者: Sly Gryphon譯者&校對: IAN LIU& 阿劍

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