ETH2:分片到極致分片？ETH2.0信標鏈和波卡中繼鏈有何區別？

編者按：本文來自WebX實驗室Daily，Odaily星球日報經授權轉載。2020年的區塊鏈行業風起云涌，DeFi的泡沫之夏，分布式存儲項目的全面鋪開，幾大公鏈巨頭集中爆發，熱潮退燒之后，下半年也始終圍繞以太坊的公鏈擴容和波卡的多鏈生態進行探討。就在本月初，以太坊項目宣布信標鏈主網計劃于12月1日上線，但前提是存儲合約最低存入524,288ETH，驗證者不少于16384個。按照官方公布的路線圖，ETH2.0主網上線將分為0、1、2三個階段，0階段的任務就是上線信標鏈。作為ETH2.0啟動的排頭兵，信標鏈的重要性不言而喻。而此前我們在對比ETH2.0和波卡時，說的最多的一句話就是：“波卡就是極致的分片”，言外之意波卡和ETH2.0在結構上極為相似。那么作為兩者核心樞紐的“信標鏈”和“中繼鏈”上有何異同呢？ETH2.0信標鏈：中央性的服務性管理者

金色相對論 | Jay：Rollup + 以太坊2.0 分片可以把ETH TPS 達到10萬筆/秒:11月27日消息，在今日舉行的金色相對論中，針對“從以太坊的發展過程來看，選擇pow作為1.0階段有一定的歷史因素，但隨著現在的技術發展，例如rollup以及layer2解決方案的增加，您認為以太坊還需要以太坊2.0嗎？”的問題，Loopring COO Jay表示，首先L2 方案還在很早期，zkRollup, OVM, Plasma, State channel 都是并行存在著的。目前看來Rollup 技術比較收社區推崇也是最主流的方案。但Rollup 里面也分zk 和optimism 2 大方向。未來到底是一個Rollup 獨大還是多個平行進行都還很難說。特別是在各個rollup之前還不能打通的情況下。所以在不能說服社區都用一個rollup方案或同意的情況下，2.0 需要不斷的進行下去。另外Rollup + 2.0 分片可以ETH TPS 達到10萬筆/秒。完全是一個互補的方案，而不是排斥的。只有到達這個量級才是目前生活中可以取代中心化系統的量級，所以我們更應該不斷推動。[2020/11/27 22:20:23]

信標鏈英文字面意思是燈塔，信號浮標，意味著分片鏈在工作時將以信標鏈的信號為指示。舉個例子，我們可以把鏈上工作比作一場戰斗的協作，分片鏈的戰斗策略、排兵布陣等都將以信標鏈給出的指示為主，信標鏈作為統領全局的“將軍”存在。

V神：Eth2第一階段仍是分片 沒人說取消分片:V神剛剛發推文稱，Eth2第一階段仍是分片，沒人說取消分片。[2020/10/4]

信標鏈作為ETH2.0的核心，將建立和維護全新的權益證明共識機制。信標鏈開始工作的基礎要組建團隊，即現在合約存款質押，在這一步達成之后，信標鏈就立馬啟動工作。首先是管理工作，大致管理那些通過質押成為共識機制的驗證者們，具體管理包括驗證者名單、驗證者資金管理、驗證者獎罰分配管理。其次，將為碎片區塊提供證明和隨機性，證明指信標鏈將存儲一系列經過計算的字符串也稱為認證，隨機性來源于一個隨機數生成器，幫助選擇區塊生產者和質押的監管者，通過提供隨機性來分配分片驗證者的任務，將防止作惡事件發生。再次，信標鏈負責區塊提議，在前后區塊產生的間隙中，信標鏈所選擇的提出者，會收集來自先前區塊的信標鏈驗證者集的所有協議投票，并將它們納入將要發布的區塊。總體來說，信標鏈多以管理工作為主，在其之上沒有交易也沒有智能合約，其作為同構狀態下的“管理中臺”，必須具備ETH2.0的骨干與以太坊1.0完全兼容的能力，這也是確保1.0和2.0有序連接中至關重要的一步。波卡中繼鏈：負責記錄、傳遞、安全的樞紐性大廳

掌柜調查署 | Marco：未來必然有越來越多的項目會基于分片技術打造或改造:在今日舉行的《掌柜調查署 | Near分片技術如何引領web3.0時代》直播中，針對“分片技術在行業內的落地情況如何？”的問題，Buildlinks合伙人、Near中國線上黑客松冠軍Marco表示，不管是老項目的擴容改造，還是新項目的能力建設，分片方案都是目前最佳的選擇。所以，未來必然有越來越多的項目會基于分片技術打造或改造。當前大部分分片方案，都是基于信標鏈模式，比如，以太坊上的信標鏈，波卡上的中繼鏈，Cosmos的Cosmos Hub。而這個模式的由來，也是為了解決分片本身所面臨的幾大挑戰之一：安全性挑戰。因為每分片上驗證人數目隨著分片而減少，如何保證分片的安全性是分片系統面臨的最基礎挑戰。信標鏈作為分片的基準鏈，提供統一的隨機性，讓分片上的驗證人隨機產生，使得從概率上攻擊單個分片的難度與攻擊全鏈一致。除了安全性挑戰外，分片協議還普遍面臨：跨分片通信；數據一致性問題；數據有效性和可用性等挑戰。特別的，信標鏈模式的分片系統還面臨一個分片規模受限的問題。因為信標鏈要處理所有分片的驗證人分配，以及對分片快照這些工作，其本身是一個能力受限的瓶頸。除此以外，信標鏈系統設計復雜，僅分叉選擇邏輯一項，就需要處理信標鏈分叉和分片鏈分叉兩種情況及其相互之間的關聯關系。NEAR為什么這么受追捧，跟它的分片協議關系很大了。NEAR在分片技術上獨樹一幟，采用了無信標鏈的構建方式。[2020/8/14]

波卡設計的核心是跨鏈，所以在網絡架構設計上自始至終都是異構多鏈的，這有別于傳統公鏈的同構環境，同構狀態的公鏈運行環境執行統一標準，即使分片子鏈出現，在處理方式上依然遵循通用格式化，帶來的不同則是分片同步計算的網絡性能提升。而波卡的異構環境，給予平行鏈充分的自由度，項目可根據需要自行設定共識機制，自定義開發基礎框架，這一定程度上要求波卡中繼鏈要具備復雜環境的統籌能力。

現場 | 以太坊核心技術開發者王筱維: 以太坊分片技術直線提升解決傳統交易擁堵:金色財經9月8日現場報道，以太坊行業峰會上，王筱維作了2018年第三季度Sharding開發進度的報告和以太坊主鏈架構的解析。

她表示，Sharding是提供安全、去中心化和可拓展性難題的一種方案。其構想是，一筆交易不必發動全網都去處理，只需讓網絡中的一部分節點（礦工）處理。于是，以太坊網絡被劃分成很多片，同一時間每一分片都可以處理不同的交易，這樣性能將直線提升，解決傳統的交易擁堵問題。[2018/9/8]

這也就意味著在整體架構上，中繼鏈應對的環境比信標鏈要復雜的多，而放之波卡項目本身，其將作為平行鏈的安全中樞，保證平行鏈的安全，區塊的最終性和治理。如何來理解？中繼鏈就像是一個共識容器，將定時將平行鏈產生的區塊收集起來，并最終打包區塊。舉個例子，中繼鏈就好比是一個政務大廳的系統，連接著各個部門，各個部門負責把業務記錄和辦理，最終審核及確認業務以及傳遞信息到其他部門都是交給政務大廳來處理的。這種任務交辦的最終確認主要依賴于波卡系統強大的共識機制，其在保證平行鏈項目方安全性同時，讓項目方可以專注于技術研發及本身業務，而不擔心本鏈可能存在的共識問題。此外，中繼鏈不止于平行鏈的管理，還有平行線程的管理，不同點在于平行鏈永久占用中繼鏈資源，而平行鏈只在需要時占用。而且，其會發生和網絡治理、平行鏈拍賣等少量的交易類型，這也就表示，與內與外它都承擔著更為重大的責任。雖然中繼鏈想要弱化平行鏈一致性和有效性的綁定關系，但由于承擔較大的安全管家角色，未來中繼鏈技術升級方案上，安全問題將是它的頭等大事，這也將是整個行業所要面臨的問題。因此我們看到波卡和ETH2.0在大致的結構上極其相似，但是由于各自的出發點不同，波卡的異構多鏈和ETH2.0的分片結構在細節和實際上還是存在極大的差別。理論上ETH2.0是為了向Dapp提供足夠強的擴展性和性能，因此信標鏈的任務最主要是保證效率的前提下確保系統的安全。而波卡中繼鏈的任務更加復雜。總之，以目前項目的發聲來看，技術邏輯和升級路線都是根據項目的自身需要和未來愿景展開的。波卡打造的是萬鏈互通、價值互聯的生態，而ETH2.0則在打造強大統一的底層區塊鏈系統，通過提升性能實現不同行業Dapp的彼此賦能，二者在方案上沒有孰優孰劣之分，均在推動區塊鏈行業發展做出了很好的表率。

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