以太坊2.0：如何實現最終性？_以太坊

前言

如果你在了解有關以太坊2.0的過程中遇到過justification(證明)和fnalization(最終性)這兩個術語，但卻不知道它們是什么意思，希望本文能給你一些啟示。

首先，我們試著來理解什么是

?finality(最終性)。

你一定已經注意到，加密貨幣平臺和Dapps(去中心化應用)通常都會等待幾個區塊被敲定之后才會將你的交易視為“confirmed(已確認)”狀態。

這是一種確保某筆交易已經是“近乎”確定的，或者說該筆交易“幾乎”是不可逆轉的方式，也就是說，這筆交易已經被“finalized(敲定了)”。

以太坊2.0能夠提供finality(最終性)的保證，這是以太坊區塊鏈奉為神圣的客觀事實，而不是一種“近乎”的狀態。這是非常重要的，因為這能夠帶來更快的鏈上通信，即如果某個區塊剛剛被敲定了，那該區塊將無需等待多次確認。

也就是說，

基于工作量證明的區塊鏈(比如比特幣)從未包含讓交易真正實現最終性的特性；

而以太坊2.0鏈旨在提供比工作量證明更強大的最終性保證。

我們來更加具體地加以說明。首先來看幾個定義：

LMDGHOST是以太坊2.0使用的分叉選擇規則(即用于決定哪條鏈是“權威鏈”的規則)，全稱是“LastMessageDrivenGreediestHeaviestObservedSubTree(由最新消息驅動的GHOST)”

第165次以太坊核心開發者執行會議：EIP-6466和EIP-6406是代碼更改，不影響升級:金色財經報道，7月6日，在ACDE #165上，以太坊開發人員討論了：對EIP-6466和6406的影響分析；Cancun/Deneb測試工作的進展；將構建器覆蓋標志包含到引擎API中；以及EIP-4788規范中包含兩個環形緩沖區。

首先，EIP-6466和EIP-6406是代碼更改，將兩個區塊頭字段transactions_root和receipts_root中的數據編碼從RLP更新到SSZ。安全審計公司Dedaub對EIP-6466與EIP-6406的影響分析是為了確定這些代碼更改對以太坊上已部署和積極使用的智能合約的影響。分析發現，SSZ更新將影響三個主要項目：LayerZero、zkBridge（跨鏈橋）和預言機。盡管這些應用程序受到影響，Dedaub總監Neville Grech表示，所有三個應用程序都可以升級，以適應通過EIP-6466和6406實施的代碼更改。

關于Cancun/Deneb測試，以太坊基金會的DevOps工程師Parithosh Jayanthi表示，Devnet #7Cancun/Deneb升級已于6月30日星期五成功啟動。測試網絡正在順利完成，并且已經發現了客戶端實施中的一些問題。Jayanthi表示，一旦客戶團隊修復了未解決的問題，他將嘗試在更長的時間內向網絡發送Blob交易，以了解網絡如何處理3個目標Blob/塊的負載（從2個Blob的目標增加） /block在最后一個測試網期間。

關于將構建器覆蓋標志包含到引擎API中，Teku (CL) 開發人員Mikhail Kalinin詢問EL客戶團隊是否愿意接受坎昆升級中引擎API的更改。Kalinin要求客戶團隊在GitHub上審查構建器標志Engine API更改，如果他們反對在7月10日星期一之前將其納入坎昆，請大聲說出來。如果沒有人反對這一更改，Kalinin表示他將合并必要的更改納入引擎API規范，以便包含在Cancun/Deneb升級中，對引擎API的更改不會記錄為EIP。

此外，EIP-4788引入一種新的預編譯，這是一種具有成本效益的智能合約操作，它將在EL上公開有關CL的信息，以防止通過代碼更改過度使用存儲空間。此功能將解鎖去中心化應用程序的許多用例，例如質押池和重新質押協議，這些應用程序將受益于對CL狀態的信任最小化訪問。以太坊基金會研究員Alex Stokes表示，該修改將合并到最終的EIP-4788規范中，以便在坎昆盡快實施。[2023/7/9 22:27:15]

CasperFFG是以太坊2.0使用的權益證明(PoS)機制，全稱是“CaspertheFriendlyFinalityGadget(Casper友好的最終性小工具)”

1inch已部署至以太坊二層擴容方案Optimistic Ethereum:8月17日消息，鏈上交易聚合平臺1inch現已部署至以太坊二層擴容方案Optimistic Ethereum。目的是降低Gas費并增加1inch用戶的每秒交易量。1inch聯合創始人Anton Bukov表示，Optimism Ethereum將能夠在其網絡優化生產版本推出時達到約2000 TPS。（The Block）[2021/8/18 22:20:25]

在以太坊2.0鏈中，每生成64個區塊(大約需要6.4分鐘)稱為一個epoch；

在以太坊2.0系統中，slot是生成一個新區塊所需的時間，即一個新區塊被提議及證明其正確性所需的時間。每個slot被設定為6秒，但不是每個Slot期間都會產生新的區塊。每個epoch期間的最后一個slot被稱為checkpoint(檢查點)。

Committee(委員會)是由信標鏈在每個slot期間隨機選擇的驗證者集合(每個委員會的目標驗證者數量是128名)，每個委員會中第一名被隨機選擇的驗證者將有機會在該slot期間提議新區塊，該委員會的其他驗證者將對這個被提議的區塊進行證明(attest)。

基于上面這些信息，我們繼續探討Justification(證明)和Finalization(最終性)。

近24小時以太坊上Dex交易量約6.7億美元:據歐科云鏈OKLink數據顯示，截至今日11時30分，近24小時以太坊上Dex交易量約合6.7億美元，環比下降2.05%。其中交易量排名前三的分別為Uniswap 4.26億美元、Curve 1.62億美元以及Balancer 0.35億美元。[2020/9/9]

CasperFFG

Casper是一種用于證明和敲定區塊?(不管是一般的區塊鏈平臺還是以太坊2.0鏈中的epoch期間產生的區塊)?

的方式。Casper是一種通用的“小工具”，可以添加到任何需要實現最終性的區塊鏈中，但Casper在PoS區塊鏈中最為有用。

以太坊2.0中的最終性是這樣一種概念，即

系統確定將不會存在兩個相互競爭的、敲定的檢查點(checkpoints)，而當這種情況發生時，至少三分之一的活躍驗證者將被被罰沒(slashing)。我們稱之為經濟最終性(economicfinality)。

你也許想問，為何是三分之一的驗證者將被罰沒？我們知道，

在以太坊2.0系統中，必須保證有三分之二的驗證者是誠實驗證者來參與驗證(也即進行投票)，因此如果系統出現兩個相互競爭的、敲定的檢查點，則意味著有三分之二的驗證者對其中一個檢查點進行投票，同時也有三分之二的驗證者對另一個檢查點見投票，也就是說，至少有三分之一的驗證者對這兩個檢查點都進行了投票，這部分驗證者就會被系統認為是惡意驗證者，因此會受到罰沒懲罰。

以太坊2.0 PoS經濟分析：ETH質押量等三大變量決定網絡的安全性:7月17日，來自ConsenSys的Tanner Hoban和Tom Borgers發布針對以太坊2.0網絡經濟問題的獨立研究報告。研究認為，以太坊2.0網絡的安全性取決于ETH質押量、ETH價格以及波動性這三個關鍵變量，而在ETH質押率達到13.8%時，以太坊2.0網絡能夠提供和以太坊1.0類似的安全性以抵御潛在的攻擊，最后，報告還建議將以太坊2.0的基本獎勵系數從當前的64至少提高到128，以保證網絡的安全性。對于這份研究報告，V神今日早間表示，報告很好，但也擔憂分析高估了PoW的攻擊成本。因此他認為即便以太坊2.0的ETH質押率低于13.8%，網絡的安全性也要比預期的更高，因此他并不認為增加獎勵是必要的。[2020/7/17]

對于驗證者來說，最大的利益來源于正確地對信標狀態進行敲定，而不是進行不當的惡意操作。

那么“敲定的檢查點”中的“敲定”是什么意思呢？在對此進行解釋之前，我們需要解釋一下什么是“justification(證明)”。

證明就是驗證者通過對檢查點進行投票，從而決定哪個檢查點才是信標鏈的頂端區塊。如果三分之二的驗證者(也即絕大多數驗證者)對兩個連續的epoch達成共識，這樣

這兩個連續的epoch被證明了(justified)，前一個epoch就被認為是敲定了(finalized)。

以太坊聯合創始人：信標鏈安全性對ETH 2.0至關重要:7月17日，以太坊聯合創始人、ConsenSys創始人Joseph Lubin發推稱，信標鏈的安全性對ETH 2.0的成功和ETH 2.0第一階段的順利推出至關重要。Joseph Lubin還表示，ConsenSys正想辦法為信標鏈生態系統作為努力和貢獻。而據Joseph Lubin的說法，ConsenSys正和ethstatus等團隊一起對信標鏈的安全性作出評估。[2020/7/17]

注意：上述定義在很大程度上進行簡化了，目的是為了方便理解。一些其他的因素也會參與其中，但這超出了本文的范圍。

因此，一個“敲定了的”epoch實際上就是一個已經被“證明了的”epoch，但其中存在一個關鍵的區別——當某件事被“證明了”，你仍然可以把時間倒流回去重新證明；但當你“敲定了”某件事，那重寫歷史就變得非常困難。

也就是說，

某件事“敲定了”就一定意味著這件事已經被“證明了”，而某件事被“證明了”不一定意味著這件事已經“敲定了”。

應該注意的是，當驗證者對epoch進行證明或敲定時，并不是說驗證者正在對epoch本身進行投票，而應該說驗證者正在對epoch期間的“內容”進行投票/驗證，這個“內容”就是每個epoch期間的最后一個slot(即檢查點)的狀態根(stateroot)。

因此，

驗證者是通過投票的方式來對epoch進行證明/敲定，這就是驗證者對以太坊區塊鏈的最新已知有效狀態進行投票的方式。

LMDGHOST

這就是分叉選擇規則發揮作用的地方。

GHOST實際上是一種在PoW(工作量證明)和其他區塊鏈平臺非常受歡迎的協議。GHOST協議遵循“最重的”子樹(the“heaviest”subtree)，也就是最長的那條鏈。

在比特幣區塊鏈中，“最重的”分支就是那條在其區塊中投入了最多算力的鏈，這條鏈也就是最長的鏈。顯然最長的鏈就是我們所說的“權威鏈(canonicalchain)”，但這條鏈依舊有可能切換為另一條分叉鏈(雖然可能性很小)，因此

最長鏈的最終性是概率性的。

LMD讓“消息(messages)”發揮了作用，即以太坊2.0鏈上的最終性是“由最新消息驅動的”。消息就是證明(attestation)，所有這一切歸結起來就是，

擁有最多投票的分叉鏈將被認為是“權威鏈”。

上圖中體現了由最新消息驅動的分叉選擇規則：綠色區塊表示經由LMDGHOST分叉選擇規則證明了的區塊，笑臉符號表示最新的驗證者證明(attestations)，某個區塊中的證明總量(笑臉總數)就是該區塊的權重，用區塊中的數字表示。

在上圖中，盡管位于上方的那條分叉鏈是最長的鏈，但

下方的那條由綠色區塊組成的鏈才是“權威鏈”

，因為綠色區塊包含了最多的證明，也就是擁有最多的驗證者投票。

Gasper

在以太坊2.0鏈中，Casper和LMDGHOST一起就構成了驅動以太坊2.0系統的共識協議。

讓我們看看這張來自以太坊研究者JustinDrake在EthCC會議上演講有關Eth2.0時使用的幻燈片。

幻燈片1

上圖中，兩個虛線框展現了在分叉選擇中的非法情況。上方靠左的虛線框展現的是，如果在同一時間投票給兩個不同的狀態根，那就是非法的投票，也就是說，

你不可以在同一時間投票給兩個包含不同內容(狀態根)的epoch?。

上方靠右的虛線框展現的是，

你不可以跳過某些epoch而對之后的epoch進行投票，換句話說，你在投票給當前的候選epoch之前，不可以投片給將來的epoch。

上圖的下方部分展現的是兩條被敲定了的分叉鏈。第一個和第二個以紅色圓點表示的epoch是已經被敲定了的“權威鏈”，因為這兩個epoch之后緊跟了第三個和第四個(以紅色圓點表示的)epoch。但是，第三個和第四個epoch在兩條平行的分叉鏈中都存在，那

這兩條分叉鏈哪條才是屬于“權威鏈”呢？

我們看第二張幻燈片。

幻燈片2

根據上文所述，在同一時間投票給兩個包含不同內容的epoch是非法的。在幻燈片2中的下半部分包含兩條分叉鏈的情況下，上面的分叉鏈中的兩個epoch(紅色圓點)已經被敲定了(finalized)，因此似乎上面的這條分叉鏈是有效的；但位于下面的那條分叉鏈也包含了兩個已經被敲定的epoch，

但這兩個epoch被敲定的時間更晚一些！

幻燈片3

這就意味著位于下面的分叉鏈是無效的分叉，因為如果跟隨下方那兩個被敲定的epoch繼續進行投票，這將意味著一個最新被投票的epoch將跟隨一個來自于另一條分叉鏈的epoch。這是非法的，因為

敲定的檢查點是必須按時間順序排列的。如果發生了這種情況，那大量的驗證者將受到很嚴重的懲罰，因為大多數的驗證者把票投給了一條“非法鏈”上的epoch。因此，這些驗證者必須被懲罰。

就是這樣了！如果你是驗證者，請確保每個slot期間只投一次票，并且確保你投的是也是其他人正在投的。要避免被罰沒！(別擔心，這些都將內置到你使用的以太坊2.0客戶端中)

希望本文能讓你更加清楚地了解justification?和finalization。如果你還有不清楚的對方，請告知我(推特@bitfalls)！非常感謝DustinBrody、MamyRatsimbazafy、JustinDrake以及DannyRyan對撰寫本文的幫助！

作者：Bruno?kvorc

編譯：Summer

來源：Unitimes

Tags：以太坊POCETHALI以太坊交易所app下載poc幣皮皮蝦幣創始人togetherbnb和娜娜雙人互動ALIX價格

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