PAY:以太坊核心開發者會議更新 007

90%合并，10%難度炸彈?

正如在上一篇更新里承諾的，這篇更新會深入介紹合并后的以太坊客戶端架構。隨著Amphora互操作性活動取得的進展，合并的規范現在已經接近最終敲定?

在我們深入合并的內容之前，先簡單介紹一下難度炸彈的最新情況！

ArrowGlacier??

在第124次的核心開發者會議里(視頻、推文)，我們對難度炸彈的兩個時間達成共識：升級在2021年12月進行，推遲到2022年6月。為此，我們需要一次網絡升級——ArrowGlacier，它將僅包括關于推遲難度炸彈的EIP-4345。

ArrowGlacier計劃在區塊13,773,000激活，預計時間會在2021年12月8日。

在核心開發者會議上，我們對冰河時期推遲的多個選項進行了討論。之所以選擇6月，是因為我們有信心“合并”能在此前實現，而且我們想避免在此前再組織一次難度炸彈推遲。

當然，合并和難度炸彈是分開的：它需要單獨的一次網絡升級，且是基于PoWtotaldifficulty的臨界值來激活的。這意味著我們不需要“等待”難度炸彈爆炸才能把以太坊過渡到權益證明。同樣地，如果我們在過渡上遇到問題，我們可以決定再次推遲難度炸彈。

數據：以太坊Layer2擴容網絡Arbitrum活躍賬戶數突破100萬，交易總量超4000萬筆:金色財經報道，據Dune Analytics最新數據顯示，以太坊Layer2擴容網絡 Arbitrum活躍賬戶數突破100萬，本文撰寫時為116.5萬個；鏈上交易總額超過4000萬美元，當前約為4104萬筆。此外，Arbitrum鏈上鎖定總價值達到25.62億美元，鎖定的全部以太坊ERC-20代幣總價值達到31.20億美元。[2022/10/14 14:27:41]

希望ArrowGlacir將是PoW以太坊??到合并之前最后一次網絡升級！

合并后的架構?

合并的架構利用了以太坊用于執行鏈(Eth1)和信標鏈(Eth2)久經實戰的客戶端。由于它們已經存在了，繼續使用它們是合理的。

概括來說，在合并過程中，客戶端將從根據PoW鏈轉為根據PoS鏈來決定以太坊的最新有效區塊。此外，客戶端大多數的功能，以及更重要的EVM、它的狀態，和它是如何執行交易的，都保持不變。

合并后，現在的Eth1和Eth2客戶端分別變成以太坊的執行層和共識層(或叫做引擎)。這意味著Eth1或信標鏈客戶端的節點運行者將需要運行堆棧的“另一半”，以擁有一個完整的驗證節點。DannyRyan制作了非常好的圖表對其進行說明。它們都已經被鑄造成NFT了，所有的收益都將用于獎勵合并工作的工程師和研究員。

數據：ADA 24小時交易量一度超越以太坊位居第二位:1月17日消息，加密貨幣分析師Lark Davis今日在推特上援引Messari的數據表示，過去24小時內，Cardano（ADA）的交易量位居第二位，僅次于BTC。Cardano創始人Charles Hoskinson對此回應稱，這一切才剛剛開始。

截至發稿時，根據Messari的數據，Cardano過去24小時的交易量達70.2億美元，領先于以太坊（54.1億美元）。注：Messari最新數據顯示，ADA過去24小時交易量回落至53.1億美元，位居第三位。（U.Today）[2022/1/17 8:54:39]

合并后的客戶端架構。NFT藝術家：DannyRyan

上圖展示了合并后一個完整的以太坊客戶端的樣子。讓我們以此為起點，深入到每個組件。

信標節點?

現在，信標節點是對空區塊(從終端用戶角度來看)達成共識的。這些區塊包括與共識相關的信息，稱為操作(Operations)，比如證明(attestations)、存款合約根和驗證者的罰沒/退出，但不包括Eth1意義上的交易信息(例如，發送ETH或與智能合約交互)。合并將改變這個情況。

數據：以太坊日銷毀量連續四日超過1萬枚ETH:據歐科云鏈鏈上大師數據顯示，當前以太坊銷毀量為48.38萬ETH，單個區塊銷毀均值為1.1609 ETH；昨日以太坊銷毀量為11836.24ETH，以太坊日銷毀量連續4日超過1萬枚ETH。[2021/10/9 20:15:38]

在合并發生時，信標節點將監測當前的PoW鏈，并等待它觸達預設定的totaldifficulty(總難度)閾值，被稱為TERMINAL_TOTAL_DIFFICULTY(終結總難度)。一旦出了一個區塊的totaldifficulty>=TERMINAL_TOTAL_DIFFICULTY，該區塊將會被視為最后的PoW區塊。隨后的區塊都開始由信標鏈上的驗證者構建和證明。

要做到以上內容，信標節點將需要與它們的執行引擎(以前的Eth1客戶端)通信，并請求它生成或驗證ExecutionPayloads(執行數據)。這些數據是Eth1區塊合并后的等同物。它們包含這些信息：父塊的哈希值(parent'shash)、狀態根(stateroot)、基本費用(basefee)、需要執行交易列表。一旦這些信息都被生成或驗證了，信標節點將在p2p網絡與其他節點分享。

數據：以太坊鏈上的單日交易筆數觸及18年年初以來的最高位:據Tokenview區塊瀏覽器數據監測，以太坊鏈上的交易活躍度正在持續上升。

近30日以太坊鏈上的每日交易筆數呈持續增長態勢。6月23日以太坊單日全網交易筆數達111.97萬筆，該數字是自18年1月4日以來的最高位。其中Tether、Wrapped Ether和USDC是近期以太坊上交易筆數最多的三個代幣。[2020/6/24]

合并后的區塊：共識層(即信標節點)驗證所有現在屬于信標鏈區塊的欄位。當它在網絡上收到ExecutionPayloads時，它會將其傳送到執行層進行驗證。

為了在共識層和執行層建立通信，會引入一組新的JSONRPC端點：EngineAPI(引擎應用程序接口)。

EngineAPI??

EngineAPI是共識層和執行層間的通信接口。它不在執行層的公共JSONRPCAPI，而在一個獨立的端口。為了簡單，對API的調用總是由共識層發起，而API只引入三個方法：engine_executePayload、engine_forkchoiceUpdated和engine_getPayload。讓我們逐個看看它們是做什么的：

engine_executePayload(引擎執行數據)要求執行層驗證ExecutionPayload是否符合所有協議規則。

阿桑奇父親：維基解密的性質與以太坊類似:維基解密創始人朱利安·阿桑奇（Julian Assange）的父親John Shipton在巴黎EthCC論壇上發表演講稱：“維基解密的性質與以太坊類似，維基百科是一個通過用戶間的合作來建立唯一真理來源的網站，而以太坊則是朝著同樣的目的努力，盡管是在交易層面。”此外，Shipton還證實了一個傳聞，即阿桑奇為知名加密貨幣游戲Cryptokitties的粉絲和用戶。（Decrypt）[2020/3/5]

在通過這個調用接收到數據后，執行層將返回VALID/INVALID(有效/無效)或，如果它還沒同步完鏈頭，則返回SYNCING(同步中)。因為一個區塊的有效性是取決于它的父塊有效性的，如果執行層缺乏歷史數據來評估數據的有效性，它將從網絡上獲取這些數據。

engine_forkchoiceUpdated(引擎分叉選擇更新)?是共識層在網絡上告知執行層新的鏈頭和最終敲定的區塊的方式。如果共識層需要執行層在最新的鏈頭區塊上生成一個新的ExecutionPayload，它會和這個調用一起傳送一個payloadAttributes?欄位。

payloadAttributes欄位包含與執行引擎生成一個ExecutionPayload的相關信息，特別是timestamp(時間戳),random(亂數)和feeRecipient(相當于以前的coinbase)的值。在接收到這個調用時，執行層將更新它的鏈頭，根據需要進行同步，以及，如果有需要的話，開始用payloadAttributes的數值構建一個ExecutionPayload。

engine_getPayload(引擎獲取數據）請求執行層返回它的最佳ExecutionPayload，它的構建過程已在之前對engine_forkChoiceUpdated的相關調用時啟動了。

這就是當驗證者必須出塊時，它從它的執行引擎獲取一個有效區塊的方式。其他節點在從p2p層接收到該區塊后將調用engine_executePayload來評估其有效性。

......就是這樣！有了這三個新的端點，共識層和執行層可以就鏈的狀態和交易數據進行通信。現在，讓我們深入了解執行引擎的工作原理。

執行引擎?

如上文所述，執行引擎就是合并后的Eth1客戶端。在這點上，任何與共識相關的內容都從它們的權限中移除了。它們的主要重點變成狀態管理、區塊構建和驗證，這些都稍有修改。大部分的修改都寫在了EIP-3675。

第一，合并將需要對區塊格式進行一些修改。有些僅與PoW而非PoS相關的欄位會被設為0(或它們的數據結構的等同物)。這些欄位不是與挖礦(difficulty,mixHash,nonce)就是與ommers(ommers,ommersHash)有關，它們在PoS上都是不存在的。主網上extraData的長度也將被限制在32個字節上。

第二，由于合并后代幣增發僅會在信標鏈上發生，執行層將不再處理區塊和叔塊獎勵。也就是說。執行引擎將仍然負責處理交易費。事實上，當它創建ExecutionPayload時，執行引擎會確保所有交易發送者至少可以支付當前的baseFeePerGas(每單位gas的基本費用)，且任何額外費用都會被發送到feeReceipient(費用接收者)。請注意，feeReceipient指的是“傳統”的以太坊地址，而不是信標鏈驗證者。

第三，當PoS取代了PoW，執行引擎將不再廣播區塊。這意味著將棄用在p2p網絡上的NewBlockHashes(0x01)和NewBlock(0x07)的處理程序。同樣，執行層將仍然負責同步網絡狀態，廣播交易和維持它的交易池。

下圖同樣由DannyRyan制作，它展示了當合并發生時執行層棄用PoW轉而依賴信標鏈的過程。

PoW區塊不再生成，而信標鏈區塊在合并后開始包含ExecutionPayloads。

PoW區塊不再生成，而信標鏈區塊在合并后開始包含ExecutionPayloads。

我們現在已經介紹了客戶端如何處理區塊以及合并后進行內部通信的核心組件了。現在，讓我們簡單談談系統的的各種相對“邊緣”的組件。

P2P網絡、用戶API和同步?

如本文第一張圖表所示，合并后，執行和信標鏈層都在p2p網絡里。除了執行層上區塊廣播被棄用外，p2p網絡上的所有東西保持不變：在它們各自獨立的p2p網絡上，信標節點將廣播證明、罰沒等，而執行層將分享交易、同步狀態等。

同樣，信標鏈和執行層上的用戶API都將保持獨立，除了新創建的EngineAPI。

有一個組件是跨越兩個層的，就是同步。我們正在為合并前和合并后各種可能的邊緣情況開發各種同步策略。它們仍在完善和測試中，并可能成為未來的深入研究主題?

后續工作?

Amphora工作坊后，工作重心一直放在規范的完善和開發測試網的測試中。在未來幾周內，預計規范將確定下來，即我們預期不會再有大修改的地步。

同時，Pithos測試網構建并運行起來了，有多個客戶端組合每天在上面做測試，計劃下周有一個社區會議，讓基礎設施和工具提供商快速了解合并。到時見??

在Pithos測試網上運行的各種客戶端組合

來源：https://pithos-explorer.ethdevops.io/charts

來源|?AllCoreDevUpdates

作者|?TimBeiko

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