以太坊:以太坊技術及應用大會 | ETH2.0技術攻略

金色財經6月29日訊2019以太坊技術及應用大會于6月29日在北京長城飯店舉辦，本次大會由CSDN和靈鈦科技聯合主辦。V神及以太坊基金會多位核心成員、海內外頂級以太坊開發者、技術專家等參與大會，圍繞以太坊的生態全景、未來發展和開發實戰進行主題分享，精彩觀點總結如下。

以太坊創始人VitalikButerin：以太坊2.0之跨分片交易

在熱烈的掌聲中，Vitalik發表了本次大會的第一個演講，向開發者介紹以太坊2.0的理念及進展，著重解釋跨分片交易的原理。

以太坊2.0的設計理念

現在的鏈，所有節點下載和驗證所有交易，這樣雖然很安全，但嚴重限制擴展性，我們想改善這個情況，提高其擴展性。未來區塊鏈是分片的，這意味著每個節點只下載和驗證一部分的交易。

在以太坊2.0的設計中，有1024個分片，每個分片都相當于一個短鏈，有自己的共識算法。信標鏈管理共識算法和跨分片的溝通，每6分鐘不同分片間進行交流，了解其它分片的哈希值。

提高分片交流效率的策略

異步交易是我之前設計的。比如我有5個幣，想把它轉給Bob，Bob的賬戶在底端的分片，我的賬戶在頂端的分片。首先我要在頂端分片做一個交易請求，此交易會在頂端分片處理并產生哈希值，但它并不會立即完成，之后把它放到底部的分片中，當它在底部分片進行驗證后，交易就能夠處理了。

以太坊未確認交易為159,854筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易159,854筆，當前全網算力為492.54TH/s，全網難度為6.64P，當前持幣地址為60,317,696個，同比增加98,430個，24h鏈上交易量為2,331,567.58ETH，當前平均出塊時間為13s。[2021/7/16 0:55:51]

另外一個是“火車票和酒店”的問題，在訂火車票和酒店時，你當然希望他們訂在一起，如果只有一個而沒有另外一個就沒有意義。問題是：如果訂火車和訂酒店在不同的分片怎么辦？

想象兩個智能合約，一個合約用來訂火車票，另外一個用來訂酒店。其中任何一項失敗，我們都可以把交易撤回。但由于這兩個合約在不同的分鏈中，確保一致性更難。

其中的一個解決方案是“猛拉”，每張火車票有一個合約，每個房間有一個合約，這樣每個合約都能代表我們訂座位或訂房間的能力。在“猛拉”中發起一個合約，它的功能就是一次用一個合約。從酒店分片拉一個合約，從火車票再拉一個合約，兩個分片同時預定。而如果你放棄訂票，而別人還想訂，就可以通過“猛拉”拉到他們的合約里。它是一個自動的過程，要么2個都訂，要么都不訂。

用一個更短的區塊鏈，但需5分鐘讓一個分片知道另一個分片的數據或者哈希值，我們希望這個過程變得更加快捷。

因加密貨幣市場衰退 環球通證子公司出售價值約349.5萬元的比特幣及以太坊:環球通證(08192.HK)宣布，公司間接全資附屬公司中杰于上周四出售了其持有的比特幣及以太坊，其中比特幣以69500元出售13.458個，以太坊以1770元出售1446個，共價值約349.5萬元。據悉，由于加密貨幣市場衰退，公司正積極尋求機會出售集團持有的加密貨幣投資。經考慮目前加密貨幣市場后，董事認為此乃集團變現其加密貨幣投資的適當時機。（東方財富）[2020/3/9]

比如，最開始Alice有10個，Bob有20，charlie有52個，把這些壓縮之后進行存儲。有兩種情況，一種情況是Bob有20個coin，還有一種情況是Bob之后有25個coin。如果我們的錢包上面看到上面的根是R，下面的分片就可以做個推測，就是Bob有25個coin，就可以取25個coin給其他人。

在這個過程中，雖然看起來交易已經完成，但我們的計算并沒有最終化。那么你可能會問，似乎Bob有了這些coins，但是他還沒有花這些coins。我們假設Bob要把25個coins發給Charlie，他會做什么？

我們不用去思考到底R是真實的還是假的，因為Charlie現在有52個coins，所以知道R一定是真實的。這個邏輯是在后臺進行的，邏輯效應是通過Bob、Charlie的錢包分析，我們至少先知道發生了這樣的交易。你可以用通信的方式在跨區塊鏈中進行交易，還可以讓它創造應用程序，讓不同的區塊鏈進行跨鏈的交易。

動態 | 以太坊2.0協調員Danny Ryan發布ETH 2.0規范版本0.1的最終版本:以太坊2.0協調員Danny Ryan宣布了ETH 2.0規范版本0.1的最終版本，主要的發布集中在IETF BLS標準與ETH 2規范的集成上。該版本還包含了對文件/目錄進行深入而必要的重組。其余的更改是一些較小的優化和清理。它們中的大多數通常是向后兼容的，并且在集成時應該非常直接。（trustnodes）[2020/1/12]

我們還可以實現其他目標，比如通過Plasma方法做同步交易，在任何分片都可以發起交易，資產會存在合約里，但我們不會馬上去數狀態的總數是多少，取出需要等一周。此時，如果任何人能證明那個狀態不是有效的，他們就能取消取款。

通過這個方法可以保證如果我們收到了coin，沒有進行非法支付的話，我們的交易就會同步到整個區塊鏈上進行廣播。我們有兩個資產，X和Y，我們的分片有自己的輕重緩急，可能先進行某一次交易再進行下一次交易。

如果在參加交易過程中，自己有了資產，而且希望發送交易信息，就可以把它公布到任何分片上。如果你是某個資產的所有者，你可以僅僅分析這些分片，評估這些交易的歷史記錄。

這種設計被稱為“積極虛擬機”，你所有權的資產并沒有立即轉移，我們開始一個流程，不需要把錢取出來，可能一整周時間才可以真正到帳，但如果你是用戶，你可以知道為什么不能馬上取出某個資產，而且你有一種感覺，就是這個交易是可以真正到賬的。

聲音 | 江卓爾：分片提升容量難度大時間長 故而Vitalik提出使用BCH或者ETC作為以太坊數據層:7月25日消息，萊比特礦池CEO江卓爾表示，分布式系統（去中心化系統）有一個不可能三角，稱為分布式系統CAP定理，指的是在一個分布式系統中，Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分區容錯性），三者不可兼得。Vitalik提出用分片方法提升容量，但分片方法的難點是一致性，也就是CAP中的C，Consistency（一致性），這個是一個要挑戰不可能三角的開發，所以開發難度很大，時間長，所以Vitalik才提出使用BCH或者ETC作為以太坊數據層的短期方案，來解決ETH的燃眉之急。[2019/7/25]

這樣做的好處是，我們會獲得公開交易的能力，而且還可以得到及時確認，可能0.5秒的時間就可以立即確認，用戶體驗非常好，類似中心化服務器提供的這種體驗。

如果我們從不同的分片進行數據的公布，邏輯會非常復雜，智能合約也會變得很復雜，用戶錢包會進行大量的計算，需要更長時間進行計算。

對ETH2.0的總結

如果想做出一個通用型的區塊鏈，首先要有一個通用的基礎設施，能夠把數據放在此鏈上，還可以在其上做更快的計算。我們利用工具進行應用的過程比較復雜，不同的用戶有不同的實施方式。區塊鏈要求我們有一個全節點共識。也就是，怎樣進行儲存？怎樣對用戶coin的數量進行準確，這些都需要通過更進一步的應用來實現。而且，我們還需要保證整個流程的簡便性，需要對共識機制進行不斷的提升，創造出不同應用的底層協議。

行情 | 以太坊未確認交易數達87244筆 創今年以來新高:據監測，當前以太坊未確認交易數量為87244筆，較昨日繼續增加，網絡擁堵嚴重。此前在8月17日，以太坊網絡異常擁堵，未確認交易曾高達84703筆，此次未確認筆數再上八萬，創今年以來新高。[2018/10/22]

我們正在研究如何設計這些機制，讓我們創造出擴展區塊鏈的不同應用，它擁有很強的性能，可以進行非常快速的交易，甚至是異步的、同步的交易都可以實現，而且還可以實現跨分片的交易。

在2.0設計中，提高交易的確認速度不需要提高區塊的速度，分片是分配數據和計算的工具，在這個底層上有很多方法實現可擴展的應用環境，通過這些方法可以在分片的區塊鏈上保持速度和有用性。以太坊Layer1作為簡單和安全的不用應用的底層協議，然后在Layer2繼續研究和改進。

以太坊核心研究員Hsiao-WeiWang：以太坊2.0和信標鏈驗證者

Hsiao-WeiWang首先解釋為什么以太坊2.0需要信標鏈BeaconChain。

信標鏈的主要功能：第一，取代原本早期的設計，信標鏈現在是整個系統分片互動的核心。

第二，作為Whistleblower去舉報惡意驗證者。舉報者不一定是proposer本人，但是如果它納入更多SlashingOperation，就能夠獲得更高獎勵。

其次，她介紹了如何如何成為信標鏈的驗證者。

首先在ETH1主鏈部署一個特殊合約保管合同，合約接受使用者付出的抵押金，抵押金至少是要30個以太幣，這個合約每收到一筆有效的押金，放出eventlog，但并不是馬上加入到validator之中就算是有效的activevalidator，還有一部分需要在鏈上做驗證。

之后，Hsiao-WeiWang提到了以太坊的懲罰和退出機制及其對應的處理方法。

最后，Hsiao-WeiWang分享了今年和明年初可以期待的事情。第一，希望有穩定版本的stabletestnet；第二，目前開發端都是各自研究，希望接下來可以形成交互；第三，正在形成新簽章機制的標準化和審計。另外如果一切順利，Hsiao-WeiWang團隊會部署抵押合約并開放staking。

Go-Ethereum核心開發者GaryRong：深入以太坊輕節點協議

Gary首先說明了輕節點協議的基本概念。

以太坊輕節點協議就是為以太坊設計的，有兩個目標，一是對資源要求足夠低，二是有能力驗證從網絡中收集到的證據。目前有兩類協議，一類是Les端實現的，另一類是PIP客戶端實現，今天主要為大家介紹第一類協議。目前以太坊中的節點根據類別主要分為三類，第一類是Archivenode，第二類是Fullnode，最后是Lightclient。

之后，Gary解釋了MerkleTrie的含義及checkpoint的相關情況。

MerkleTrie是以太坊網絡中非常常用的一種數據結構，第一個特點是它通過路徑來編碼與這個節點對應的數據項的key值。第二個特點是每個副節點都會存儲所有hash節點的hash。副節點本身的hash又是通過所有節點的hash內容再進行一輪hash計算得到的，所以最終MerkleTrie節點root節點的hash值包含整棵樹中所有節點的hash信息。

輕節點可以從checkpoint同步，它必須滿足兩個條件，首先，它一定是可信的，或者checkpoint一定是最長鏈上的點，其次，輕節點必須能夠利用checkpoint信息做歷史數據的校驗，這樣它才能夠真正不去同步所有歷史的blockheaders。

輕節點剛進入網絡時沒有任何數據，所以它很難驗證checkpoint是否正確。有兩個解決方法：一是開發者通過編碼方式在代碼中確認最新的checkpoint，它是較為中心化的解決方案；二是在區塊鏈部署一個智能合約，通過這個智能合約完成checkpoint的更新操作。

對于用戶可以在輕節點中做哪些事情，Gary提到了五點：交易轉積、查詢賬本服務、本地調用智能合約、智能合約事件訂閱和基于歷史智能合約事件的搜索。

Gary還分享了協議中流量控制與容量管理的解決辦法。

流控問題采取比較傳統的技術，但在去中心化架構下，client需要往一個單點發送請求，server為其進行復雜均衡、流量控制。通過這種方式client能夠借助本地令牌信息更好地管理和分發它的請求，避免很低的處理優先級或者很高的響應延時。server端的容量管理通過提供4個參數讓server運維限制server資源使用：lightserv、兩個網絡帶寬的參數、以及lightpeers。server處理請求有一個較為精確的計算公式，需要同時考慮兩方面內容：時間開銷與網絡帶寬。

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