POW:以太坊向PoS的過渡「The Merge」將如何影響應用層？

作者：以太坊開發者、以太坊基金會社區經理TimBeiko來源：以太坊官方博客

以太坊網絡向權益證明的過渡即將到來：目前開發網絡正在建立，規范也進入最終確定，社區外展準備工作已經認真開始。TheMerge旨在過渡過程中對最終用戶、智能合約和dapps的運作方式產生最小的影響。也就是說，在這個過程中，有一些小的變化值得強調。在我們深入研究這些變化之前，下面有一些鏈接可以提供有關TheMerge整體架構的一些了解：路線圖演變合并后客戶端架構本文的其余部分將假設讀者熟悉上述內容。對于那些想要更深入挖掘的人，下面可獲得TheMerge的完整規范：執行層共識層引擎API1

區塊結構

Coinbase：支持以太坊EIP-4844，其可大幅降低L2費用:10月8日消息，Coinbase在其官方發文表示EIP-4844是以太坊繼合并之后的又一次重要升級。Coinbase支持以太坊EIP-4844，并稱EIP-4844通過引入Rollup數據可用性，可實現大幅降低L2費用并提高交易吞吐量。

此前報道，3月21日，V神在個人社交媒體平臺上分享關于EIP-4844（又名proto-danksharding）技術常見問題解答。V神表示Proto-danksharding將取代danksharding，這是一種分片技術，其中只有一個提議者選擇進入這個或那個槽的所有交易和所有數據，而不是為每個分片選擇一個單獨的提議者。[2022/10/8 12:49:20]

CoinList將為通過治理決定以太坊GasLimit的協議EGL提供質押支持:7月23日消息，通過治理決定以太坊GasLimit的協議EthereumEagle（EGL）宣布，CoinList將為其將在8月7日開啟的創世活動提供質押支持，具體來說，CoinList將從7月27日開始收集要質押的ETH，在EGL創世活動開啟時CoinList會將ETH抵押到合約來參與創世活動。CoinList計劃在EGL創世活動開啟的第一筆交易中質押1000枚ETH，以及在最后一筆交易中質押最多1.4萬枚ETH。

此前報道，EthereumEagle（EGL）將于8月7日開啟創世，當協議內被質押5000萬美元的ETH或直到8月13日，創世活動將結束。創世結束后，EGL團隊將使用7.5億個EGL匹配給創世的所有ETH，并部署至Balancer的資金池中。后續用戶可以收到該Balancer資金池的流動性代幣憑證BPT（LPToken）。[2021/7/23 1:11:52]

以太坊合并之后，網絡上將不再存在工作量證明。相反，以前的PoW部分將成為信標鏈上創建的區塊的組成部分。然后，您可以將信標鏈視為以太坊新的PoS共識層，取代之前的PoW共識層。信標鏈區塊將包含ExecutionPayloads，這是當前PoW鏈上區塊的合并后等價物。下圖顯示了這種關系：對于最終用戶和應用開發人員來說，這些ExecutionPayloads是與以太坊進行交互的地方。該層上的交易仍將由執行層客戶端處理。幸運的是，由于執行層的穩定性，TheMerge只引入了最少的破壞性更改。2

以太坊未確認交易為136,101筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易136,101筆，當前全網算力為278.84TH/s，全網難度為3.69P，當前持幣地址為52,270,926個，同比增加132,532個，24h鏈上交易量為3,539,336.46ETH，當前平均出塊時間為12s。[2021/1/1 16:11:39]

挖礦和Ommer區塊字段

合并后，之前包含在PoW區塊頭中的幾個字段不再使用，因為它們與PoS無關。為了最大限度地減少對工具和基礎設施的破壞，這些字段被設置為0，或者它們的數據結構的等效項，而不是從數據結構中完全刪除。你可以在EIP-3675中找到對區塊字段的完整更改內容。

Santiment數據：以太坊Github開發速度達到7個月高點:據Santiment監測，以太坊Github開發速度達到了自2月以來的最高水平（7個月高點）。ETH繼續證明自己是加密領域最具創新性的網絡，包括基于該網絡的許多ERC-20代幣。[2020/9/13]

因為PoS不會像PoW那樣自然產生ommers，所以每個叔塊中的這些列表將為空，這個列表的哈希將成為RLP編碼哈希的一個空列表。同樣，因為PoW還包含了難度和隨機數，所以此后它們將被設置為0，同時賦予它們字節大小值。另一個與挖礦相關的字段mixHash不會設置為0，而是包含信標鏈的RANDAO值。下文將會對此進行更多介紹。3

BLOCKHASH&DIFFICULTY操作碼更改

合并后，BLOCKHASH操作碼仍可使用，但考慮到它不再通過PoW哈希程序偽造，此操作碼提供的偽隨機性將弱得多。相關地，DIFFICULTY操作碼(0x44)將被更新并重命名為RANDOM。合并后，它將返回信標鏈提供的隨機信標的輸出。因此，與BLOCKHASH相比，盡管仍然存在偏差，此操作碼將成為應用程序開發人員使用的更強大的隨機源。RANDOM公開的值將存儲在ExecutionPayload中，其中存儲了與PoW計算相關的值mixHash。Payload的mixHash字段也將被重命名為random。這是DIFFICULTY&RANDOM操作碼在合并前和合并后如何工作的說明：

Tether向以太坊網絡新增發2億枚USDT 由OMNI網絡遷移而來:據DAppTotal穩定幣專題頁面數據顯示：03月05日17時40分 ，USDT發行方Tether向以太坊網絡新增發1筆價值2億美元的USDT， 塊高度為：9610476，交易哈希值為：0xb278d4bc4d45534d17708ce868751a2a1aa9e243c0c3e3b3042741bb0c11dc87 。據Tether官方消息，該筆新增發是由OMNI網絡向ERC20網絡轉移而來，并不會帶來總流通量的增加。[2020/3/5]

合并前，我們看到0x44操作碼返回區塊頭中的難度字段。合并后，重命名為RANDOM的操作碼指向先前包含mixHash的區塊頭字段，現在存儲來自信標鏈狀態的隨機值。這一變化在EIP-4399中得到正式化，也為鏈上應用程序提供了一種評估合并是否發生的方法。根據這個EIP的介紹：此外，此EIP提出的更改允許智能合約確定是否已升級到PoS。這可以通過分析DIFFICULTY操作碼的返回值來完成。如果值大于2**64，則表示交易正在PoS區塊中執行。4

出塊時間

合并將影響以太坊的平均區塊時間。目前在PoW下，平均每約13秒產出一個區塊，實際區塊間隔時間有相當大的差異。在權益證下，區塊間隔將恰好為12秒，除非由于驗證者離線或因為他們沒有及時提交區塊而錯過了某個時隙。在實踐中，發生這種情況的插槽<1%。這意味著網絡上的平均出塊時間減少了約1秒。在計算中假設特定平均區塊時間的智能合約需要考慮到這一點。5

安全頭區塊和最終區塊

在PoW下，區塊重組在一直都可能出現。應用通常會等待在新頭區塊上挖出幾個區塊，然后再將其視為該區塊已不太可能從規范鏈中被刪除，或已經得到“確認”。在合并之后，我們有了最終和安全的頭部區塊的概念。這些區塊可以比“已確認”的PoW區塊更可靠地使用，但需要改變理解才能正確使用。最終確定的區塊是指被超過2/3的驗證者接受為規范的區塊。要創建一個沖突區塊，攻擊者必須至少銷毀ETH總質押數量的1/3，在撰寫本文時，這意味著超過100億美元的ETH。安全頭區塊是指在正常網絡條件下，我們希望包含在規范鏈中的區塊。假設網絡延遲小于4秒，大多數驗證者都是誠實的，并且沒有對分叉選擇規則的攻擊，那么safehead將永遠不會成為孤兒塊。此處提供了詳細介紹如何在各種情況下計算safehead的演示文稿。此外，safehead的假設和保證將在即將發表的論文中得到正式定義和分析。合并后，執行層API在要求提供最新區塊時將默認返回安全頭。在正常的網絡條件下，safehead和鏈的實際頂端將是等效的。與當前的PoW最新區塊相比，safehead不太可能被重組。為了公開PoW鏈的實際提示，將向JSONRPC添加一個unsafe標志。最終區塊也將通過JSONRPC公開，通過一個新的finalized標志。然后，這些可以作為PoW證明的更強大的替代品。下表總結了這一點：區塊類型共識機制JSONRPC發生重組的條件headPoWlatest可以預料到，必須小心使用headPoSunsafe可以預料到，必須小心使用safeheadPoSlatest可能發生，但需要大的網絡延遲或對網絡的攻擊才能實現。confirmedPoWN/A不太可能發生，因為需要大部分算力來挖一個深度>#確認的競爭鏈。finalizedPoSfinalized極不可能發生，因為需要超過2/3的驗證者來完成一個競爭鏈，需要至少1/3被削減。

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下一步

我們希望這篇文章可以幫助應用程序開發人員為備受期待的PoS過渡做好準備。在接下來的幾周內，有一個測試網將可供更廣泛的社區進行測試。還有一個即將到來的TheMerge社區呼吁基礎設施、工具和應用程序開發人員提出問題并聽取有關TheMerge的最新技術更新。本文來自元宇宙之道，星球日報經授權轉載。

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