探索 ETH 2.0：跨片通信是如何處理的？_區塊鏈:HARD

來源：Adiasg.me

翻譯：頭等倉

編者注：原標題為《探索ETH2.0的跨片通信》

隨著Eth2.0的階段深入，研究重點正在轉移到階段2：狀態執行。此階段最重要的一個方面是跨片通信的處理，它影響了分片化區塊鏈系統的可擴展性，執行環境容量以及用戶體驗。這篇文章旨在幫助讀者了解跨片通信的設計，并探討可用方式。

跨片通信的設計可以分為兩層：

1.?共識層：用于處理跨片消息傳遞。這個設計會影響分片式區塊鏈系統的可擴展性。

雄安新區：探索數字人民幣硬錢包物物支付創新場景:金色財經報道，據中國雄安官網消息，雄安新區探索數字人民幣硬錢包物物支付創新場景，中國銀行、中國電信和國家電網率先在雄安將數字人民幣硬錢包應用于新能源汽車充電場景，探索實現物物支付新技術落地。[2021/11/6 6:35:17]

2.?執行層：包括跨片傳輸和合約調用的接口。這個設計選擇會影響執行環境的容量。

共識層

跨片通信的共識層負責在區塊鏈系統的各個分區傳遞跨片消息。主要挑戰是在保持可擴展性的同時，為跨片消息的有效性提供強有力的保證。該層可分為兩部分：

發送/接收最終確定性

Litecoin及Cardano探索“Velvet分叉”合作方式:Litecoin（LTC）和Cardano（ADA）正在探索“Velvet分叉”合作方式。該合作將解鎖新功能，如跨鏈通信，智能合約功能和改進的可擴展性。萊特幣基金會項目總監David Schwartz表示，Velvet分叉是一種對加密貨幣代碼執行的協議升級機制，這既不是硬分叉也不是軟分叉，因為不需要達到多數共識。無論他們選擇升級與否，礦工將能夠繼續在Litecoin網絡上服務。（The Daily Hodl ）[2020/10/20]

數據傳送

發送/接收最終確定性

源分片和目標分片必須分別完成跨片消息的發送和接收。為實現此目標可采用的設計有：

證券日報：已有不少券商開始探索區塊鏈賦能證券業務領域:據證券日報8月2日消息，近年來，隨著券商在金融科技方面的加大投入、深入探索，已經有不少金融科技項目落地，甚至已有不少券商開始探索區塊鏈賦能證券業務領域。記者注意到，在目前的區塊鏈概念股當中，第一創業是唯一一只券商股。第一創業也在互動平臺上表示，公司一直關注區塊鏈技術在金融領域的應用，持續研究銀行間二級市場債券報價、存證類應用、ABS業務等可能的應用場景。[2020/8/3]

異步：源分片發送消息，而目標分片可以在將來的任何時間接收此消息。

同步：目標分片在源分片確定發送之后的有限時間內接受消息。有多種方法可以實現此目的：·分片之間運行某種共識協議，并決定同時發送和接收，例如：分片拜占庭式原子提交。·源分片先發送，而相應的目標分片必須在一段時間內接收，例如：CBCCasper跨片消息傳遞。此方法要求在源分片和目標分片之間存在層次結構，否則，由于發送和接收沖突而可能導致僵局。·將跨片消息放置在信標鏈上，并強制目標分片在下一個交叉之前接收它們。

聲音 | 工信部信軟司處長：探索把握區塊鏈技術創新和行業監管的平衡:工業和信息化部信息化和軟件服務業司處長史惠康今日在可信區塊鏈標準與評測論壇上表示，要深入研究把握技術和產業發展趨勢，加強與相關部門的溝通協調，密切關注國際發展前沿動態，推動區塊鏈相關技術和產業的研究工作，深入分析區塊鏈對經濟社會造成的影響，探索把握區塊鏈技術創新和行業監管的平衡。[2018/10/10]

同步與Eth2.0的設計不兼容，因為它需要分片以某種方式協調發送和接收最終確定性。

數據傳送

先前的機制涉及發送和接收的最終確定性，這與實際完成消息的發送或接收不同。這是數據傳送機制的任務。

ETH2.0的設計要求所有共識活動僅在信標鏈中發生。這意味著所有跨片消息都必須“流經”信標鏈。這為我們提供了跨片數據傳遞的兩種選擇：

協議交付：協議通過使跨片消息在信標鏈上可用，來交付跨片消息的完整數據。這增加了信標鏈的開銷，并嚴重影響了系統的可擴展性。

用戶交付：該協議僅在跨片消息的最少信息上達成共識。然后，用戶負責將與跨片消息關聯的Merkle分支傳遞到目標分片。此方法更適合Eth2.0，因為它遵循僅在信標鏈上的merkle根上形成共識的一般原理。

共識層的擬議設計

為了優先權衡系統可擴展性，

異步發送/接收最終確定性和用戶交付數據的解決方案是更可行的。在shard分片A上的用戶?1發送Ether給在分片?B的用戶2如下：

1.?用戶1在shard?A上創建事務TX1，從EE1標記余額，并聲明目標是用戶2。

2.?當來自shard?A的crosslink包含在信標鏈中時，收集最后一個crosslink以來的所有跨片交易的merkle根出現在信標鏈上。這是shardA中包含TX1的證據。

3.?shardB發現了信標鏈上的這個merkle根，用戶2創建交易TX2，顯示shardB包含TX1的merkle證明。這允許將適當的金額標記到用戶2在EE2上的余額。

執行層

跨片通信的執行層為用戶和合約提供接口，以進行跨片傳輸和合約調用。該層的設計空間尚未得到很好的探索。關于此層的最新討論包括：

執行環境中的跨片調用

分片之間可靠的價值轉移

跨片調用

基本問題是：當不同的分片上調用另一個分片的功能時會發生什么？對于分片式區塊鏈來說，設計并不是唯一的。它與在多個分區中分開執行應用程序的系統相同，例如：

單線程與多線程系統

單一算機與網絡應用系統

受到上述系統的啟發，簡單設計可以是以下幾種類型的調用：

異步調用，無返回

指定了回調的異步調用

同步調用

替代方法包括各種高級并發編程范例，例如

protolambda’scommitcapabilitiespost。

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