以太坊 2.0 信標鏈如何提升性能？簡析委員會機制與證明信息_PHA:LOT

原文標題：《ETH2.0信標鏈上線在即，這些重點你必須知道》

撰文：OKEx

據Cryptopotato消息，ETH2.0開發人員BenEdgington表示，信標鏈BeaconChain的1.0.0版本候選版本0已發布，其中包含了許多改進和配置調整。還對Boneh-Lynn-Shacham簽名方案進行了升級，增強了對拒絕服務攻擊的抵抗能力。BeaconChain的「創世」或將在6-8周后推出，這仍然是一個估計，并沒有正式的發布日期。

消息一出，便引起熱議，從技術者到投資者，對信標鏈始終保持火熱關注。據OKEx數據顯示，近3日以來，ETH持續上漲。截至發稿時，ETH報價413.01美元，較10月8日最低價335美元，上漲了23.28%。可以說，ETH此次上漲，與信標鏈即將上線具有一定相關。

圖片來源：OKEx

DYDX將啟動基于Cosmos的私有測試網:金色財經報道，DYDX 宣布將于 3 月 28 日啟動其基于 Cosmos 的區塊鏈的私有測試網，并將首次對部分外部方開放。DYDX 正處于從 StarkEx 遷移到 Cosmos 生態系統中。這是一個五個階段的計劃，側重于最終推出之前的逐步測試。

在第二階段，交易所為自己的開發人員運行了一個內部測試網，以檢查其所有基本功能。第三階段將看到一個私人測試網，該測試網將向列入白名單的第三方開放，他們將充當網絡上的驗證者。而最后兩個階段，該交易所的目標是在 7 月推出其公共測試網，然后在 9 月全面啟動。[2023/3/27 13:29:31]

為什么信標鏈這么重要？

一直以來，以太坊的權益證明都是被人們詬病的缺點，而以太坊的開發團隊也再努力解決問題。

以太坊的創始人V神則表示，信標鏈的出現，將根本性地改進以太坊的性能和可擴展性。

馬斯克：SBF代表的是無效的利他主義:金色財經報道，馬斯克發推稱，SBF（代表的）是無效的利他主義，但他們（傳統媒體）認為他宣揚的是有效的利他主義。容易引起誤會。

此前消息，馬斯克稱，與老式媒體相比，在推特上有關FTX事件的報道超級快，而且質量更好。更不用說還流傳著很多meme。[2022/11/18 13:18:53]

信標鏈是由分片、質押驗證者(stakingvalidators)、證明(attestations)、委員會(committees)、檢驗點(checkpoints)和最終確定性(finality)共同組成的。可以說，它是以太坊2.0系統的核心。

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以太坊2.0有三個階段，Phase0-信標鏈、Phase1-分片、Phase2-執行,如果用人的身體來類比，那就是Phase0-心臟、Phase1-四肢、Phase2-大腦，如果用一個公司來形容，那就是Phase0-CEO、Phase1-Employee、Phase2-Manager。每一個階段都是以太坊2.0系統的核心，擁有其獨特特性，且缺一不可，Phase0是核心，Phase1是穩定，Phase2是執行與代理，要想讓以太坊2.0系統真正實現，首先要實現信標鏈，這也是2020年以太坊團隊最重大的目標。

Assets Deposit Upgrade疑似遭受黑客攻擊，共造成2225枚BNB損失:10月25日消息，據Supremacy安全團隊監測，Melody SGS項目的Assets Deposit Upgrade合約疑似遭受黑客攻擊，攻擊共造成2225枚BNB損失。

Supremacy表示，由于此次攻擊事件并非是合約層面的漏洞，而是一個涉及鏈下模塊的漏洞，因此初步懷疑是由于項目的鏈下簽名生成模塊存在漏洞，導致攻擊者繞過訪問控制，從而利用API漏洞生成了合法簽名進而提取SGS和SNS。并通過Dex拋售被盜資金，最終獲利2225BNB。[2022/10/25 16:37:52]

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通過信標鏈，可以實現PoS(ProofofStake權益證明)，讓驗證者替代礦工的角色，參與質押系統，成為鏈的構建者，與此同時，它將是存儲分片狀態的索引。

數據：最近幾周礦工轉入交易平臺的BTC明顯減少:金色財經報道，據Glassnode數據顯示，在 6 月的加密市場崩盤期間，比特幣礦工壓力達到了 2022 年峰值，但最近幾周礦工轉入交易平臺的BTC明顯減少，這表明，盡管行業仍然存在壓力，但最糟糕的情況可能已經過去。此外，比特幣的挖礦難度自 5 月份創下歷史新高以來一直在下降，這對礦工來說也是一個好兆頭，因為他們需要更少的計算能力來挖掘區塊，然而在經歷了 3 個月的下降趨勢之后，本月早些時候出現了小幅增加。另一個值得注意的發展是，與 6 月份相比，礦工的整體收入似乎也有所增加，壓力水平的下降，加上礦工收入的增加，可能預示著比特幣挖礦市場正在轉好。[2022/8/14 12:24:38]

如何成為鏈的構架者?

PoW(ProofofWork工作證明)是比特幣所用的挖礦獎勵算法，工作量證明需要讓所有節點解決密碼難題。即礦工通過更快的時間內解決密碼學難題，就可以獲得更多的獎勵。然而這樣的算法并沒有更好的體現礦工的能力，是需要礦工花錢購買更大型、更好的設備，以此更快解決密碼難題，但這讓礦工負重不堪。

Lido DAO向Dragonfly Capital出售1450萬美元的LDO的提案已開始投票:7月22日消息，據Snapshot的數據，Lido Finance的去中心化治理機構Lido DAO已開始投票決定向風險投資公司Dragonfly Capital出售代幣。投票將于7月26日結束。此次代幣銷售是Lido提議的財資多元化提案的一半。完整的計劃是以1.45美元的統一價格出售2000萬個Lido DAO（LDO）代幣。如果投票通過，這筆分配的一半將出售給Dragonfly Capital。[2022/7/22 2:31:55]

為了解決這一問題，行業尋找更好的方式，即前文所說的PoS(ProofofStake權益證明)，權益證明通過選舉的形式，其中任意節點被隨機選擇來驗證下一個區塊。權益證明中沒有礦工，而是通過驗證者來制造新區塊。驗證者并不是完全隨機選擇的。想要成為驗證者，需要在節點網絡中存入一定數量的貨幣作為權益，可以將這理解為保證金。權益的份額大小決定了被選為驗證者的幾率，這是線性相關的。假設Lily在其中存入100美元,Jackson存入1000美元，那么進行選舉時，Jackson比Lily有高于10倍的幾率成為驗證者。

圖片來源：OKExInsights

而信標鏈就是實現權益證明的基礎技術之一。用戶通過在以太坊上部署一個注冊器合約，以達到現有的鏈與信標鏈在未來實現共生，并在注冊器合約中質押32ETH，可以獲得一張收據，這是你可以參與擔任驗證者的資格。需要注意的是，這是一個單項過程，一旦參與，用戶將無法從現有的系統撤離到PoW中。

當驗證者在信標鏈上完成注冊之后，會被隨機分配去為一到兩個分片做驗證。驗證者會將他們所在分片上的數據和信標鏈上的數據相結合，用來形成新的區塊；當尚未分派到該驗證者提議區塊的時候，該驗證者可以同意/拒絕其他驗證者提議的區塊。

需要特別強調的是，信標鏈與我們通常所用的數據不相通，它并未儲存現行以太坊上所存在的任何信息，包括賬戶余額、代幣合約、dApp狀態等。在信標鏈中只儲存驗證者列表和Attestation

Attestation

Attestation就時通過驗證者簽名的哈希值，它們實時記錄所屬分片的狀態。哈希值與其所記錄的內容相關。當你記錄每個內容時，系統會根據你所輸入的內容或數據生成一段由數字和字母組成的字符串，這就是哈希值。一旦原始數據發生改變，輸出字符就會發生改變，形成新的哈希值。因此，我們不再需要深入查詢每一個分片的更變記錄，只需要觀察哈希值，就可以了解到在才做過程總數據或內容時候進行了變更。而當驗證者發現了變更，就會將變更報告給信標鏈，以此根據變化實現分片間異步通信。

信標鏈委員會機制

在了解了信標鏈的基礎運作原理后，信標鏈委員會的運行方式也尤其重要。

每一個委員會就是由一組不少于128位驗證者組成。其目的就是為了加強安全保障，盡可能避免惡意攻擊者能夠控制2/3委員會成員。在信標鏈中，采用偽隨機過程執行共識。在每一個epoch中，RANDAO為每個slot挑選區塊提議者，并將驗證者打亂，分配到委員會中。而委員會成員不是固定不變的，會逐塊變更。

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在每一個信標鏈委員會中，驗證者需要投票選出區塊鏈頭。下圖綜合描述了三個slot中發生的情況。在slot1中，有驗證者提議出一個區塊，該區塊得到兩個驗證者的證明；而委員會A里的一個驗證者離線了。Slot1中的證明和區塊被廣播到網絡上，許多驗證者也收到了該信息。在slot2中，又一個區塊被提議出來，而委員會B的一個驗證者錯過了該信息，于是該驗證者認為信標鏈頭是slot1中的區塊。請注意，這個驗證者跟slot1的離線驗證者有所不同。投票證明信標鏈頭的這個過程被稱為「LMDGHOST投票」。在slot3中，委員會C上所有的驗證者都遵循LMDGHOST分叉選擇規則，并獨立地投票選出同一個信標頭。

圖片來源：以太坊中國

結語

信標鏈從成為鏈的構建者、信標鏈委員會的分配機制與驗證方式優化了PoS機制，從Attestation存儲實現信息同步，減少信息差，將根本性地改進以太坊的性能和可擴展性。

隨著信標鏈即將上線，不少業內人士也表達了對它的期待，相信信標鏈的到來可以實現以太坊性能上的更新。正如微博大V所說，信標鏈雖然姍姍來遲，但是它是實現以太坊由PoW向PoS轉變最為重要的步驟之一，值得等待。

圖片來源：微博

筆者認為，從信標鏈運作原理、運作機制來看，信標鏈的誕生，可以有效推進現以太坊由PoW向PoS轉變，促進以太坊的挖礦的公平機制，降低Gas費，減少挖礦成本。與此同時「礦工」向「驗證者」身份的轉變，也對礦工充滿了吸引力，兩條因素的結合或許將吸引更多礦工支持以太坊2.0的推進。而這一動向，有望推動以太坊代幣的上漲，在寒冬中帶來一波春色。但是，市場具有波動性，任何因素都將引起幣價起伏，投資人僅可將技術更新作為參考因素一部分，投資需謹慎。

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