金色觀察｜以太坊2.0的可執行信標鏈提案_Engine

金色財經報道，北京時間11月26日，以太坊核心開發人員Mikhail Kalinin在以太坊研究者論壇發起了一個從 Eth1 到 Eth2 的過渡提案“可執行信標鏈”提案，根據該提案，這個 eth2 執行模型，可替代可執行的分片，并支持信標鏈中包含的單個執行線程。該提案最初想法由以太坊創始人 Vitalik Buterin 提出，旨在通過將 eth1 數據（交易和狀態根等）嵌入至信標區塊中并讓信標提議者生成可執行的 eth1 數據，以降低復雜性。

以下為該提案內容資料，經金色財經整理，內容有所刪改。

Eth1的分片設計是假設通過信標鏈與數據分片進行通信。如果具有多個執行分片的第2階段順利推出，則此方法有意義。由于以rollup為中心的路線圖，會將Eth1放在專用分片，給共識層增加了不必要的復雜性，并增加了在分片上發布數據和訪問分片之間的延遲。

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所以我們建議通過將eth1數據（交易，狀態根等）嵌入信標塊并讓信標鏈驗證者產生可執行的eth1數據來擺脫這種復雜性。

金色晚報｜7月23日晚間重要動態一覽:12:00-21:00關鍵詞：立陶宛央行、歐盟、以太坊、馬來西亞、螞蟻鏈

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提案概述

Eth1引擎由系統中的每個驗證器維護。當驗證者打算提出一個信標塊時，它要求eth1-engine創建eth1數據。然后將Eth1數據嵌入正在生成的信標塊的主體中。如果eth1數據無效，它也會使攜帶該數據的信標塊無效。

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Eth1引擎修改

根據之前的內容，以Eth1 Shard為中心設計，eth1-engine和eth2-client松散耦合并通過RPC協議進行通信（檢查eth1 + eth2客戶端關系）。Eth1引擎不斷維護需要自己的網絡堆棧的交易池和狀態下載器。它還應保留eth1塊的存儲。

當前的提議刪除了eht1塊的概念，eth1-engine有兩種可能的方式來處理此更改：

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從信標塊攜帶的eth1數據中綜合創建eth1塊

修改引擎，使交易處理不需要eth1塊，而使用eth1數據

我們使用可執行數據來表示包括eth1狀態根，交易列表，coinbase，時間戳，塊散列以及eth1狀態轉換功能所需的所有其他數據位的數據。

eth1-engine責任列表類似于我們以前對Eth1 Shard承擔的責任。它的主要作用為：

交易執行。Eth2客戶端將可執行數據發送到eth1引擎。Eth1引擎通過處理數據來更新其內部狀態。

交易池維護。Eth1引擎使用ETH網絡協議傳播和跟蹤線路中的交易。待處理的交易保留在內存池中，并用于創建新的可執行數據。

可執行數據創建。Eth2-client發送以前的塊哈希和eth1狀態根，coinbase，時間戳和創建可執行數據所需的所有其他信息（交易列表的一部分）。

狀態管理。Eth1引擎維護狀態存儲以能夠運行eth1狀態執行功能。

注意：長時間的不確定性可能導致存儲中產生大量垃圾，從而增加磁盤空間消耗。當無狀態執行和“塊創建”就位時，可以選擇eth1引擎作為純狀態轉換函數運行，并承擔一點責任，即可以禁用狀態存儲，從而減少對磁盤空間的需求。

信標塊處理

ExecutableData結構替換Eth1Data為信標塊主體。此外，信標鏈和eth1的同步處理可實現即時存款。因此，可以從信標塊主體去除沉積物。

在EVM中訪問信標狀態

我們更改了BLOCKHASH用于返回eth1塊哈希的操作碼語義。改為返回信標塊根。這允許檢查信標狀態或塊中包含的那些數據的證明。

異步狀態讀取有一個主要缺點。客戶必須等待一個塊，才能創建帶有鏈接到該塊的證明或它產生的狀態根的交易。簡而言之，異步狀態訪問至少要延遲一個插槽。

直接狀態訪問

假設eth1引擎可以訪問表示整個信標狀態的merkle樹。然后，EVM可能帶有操作碼，可READBEACONSTATEDATA(gindex)提供對任何信標狀態的直接訪問。這種讀取的復雜性取決于gindex價值，并且易于計算，因此可以輕松推斷出gas價格。其次，返回數據的大小為32字節，完全適合EVM的32字節。

使用此操作碼，可以創建更高級別的信標狀態訪問器庫，從而為智能合約提供便捷的API。

該模型消除了狀態訪問延遲。因此，通過正確地排列信標鏈操作和eth1執行（后者遵循前者），N-1可以在插槽中訪問到插槽分片數據的交叉鏈接N，從而允許rollup以最快的方式證明數據。而且，降低了信標狀態讀取的數據和計算復雜性。

直接訪問的成本增加了eth1引擎的復雜性。讀取信標狀態的能力可以通過不同的方式實現：

傳遞狀態以及可執行數據。這種方法的主要問題是處理大尺寸的狀態副本。如果直接訪問將被限制為狀態數據的子集，而該狀態數據的子集需要將一小部分狀態傳遞給執行，則可能會起作用。

雙工通信通道。擁有雙工通道，eth1-engine將能夠同步向信標節點詢問EVM請求的狀態。根據通道的設置方式，延遲可能會成為執行具有信標狀態讀取的交易的瓶頸。

嵌入式eth1引擎。如果將eth1-engine嵌入信標節點（例如，作為共享庫），則它可以通過節點提供的主機功能從相同的存儲空間讀取狀態。

可能有人會說，當前的提議一成不變地建立了執行模型，并降低了我們需要時引入更多可執行分片的能力。

另一方面，幾個可執行分片引入了諸如跨分片通信，共享帳戶空間之類的問題，而這些問題與執行模型的預期轉變同樣重要且難以解決。

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