以太坊:以太坊 2.0 信标链如何提升性能？简析委员会机制与证明信息

原文标题：《ETH2.0信标链上线在即，这些重点你必须知道》

撰文：OKEx

据Cryptopotato消息，ETH2.0开发人员BenEdgington表示，信标链BeaconChain的1.0.0版本候选版本0已发布，其中包含了许多改进和配置调整。还对Boneh-Lynn-Shacham签名方案进行了升级，增强了对拒绝服务攻击的抵抗能力。BeaconChain的「创世」或将在6-8周后推出，这仍然是一个估计，并没有正式的发布日期。

消息一出，便引起热议，从技术者到投资者，对信标链始终保持火热关注。据OKEx数据显示，近3日以来，ETH持续上涨。截至发稿时，ETH报价413.01美元，较10月8日最低价335美元，上涨了23.28%。可以说，ETH此次上涨，与信标链即将上线具有一定相关。

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加密交易所比特币期货交易量已连续第2个月下降，5月交易量达6919.1亿美元:金色财经报道，The Block数据显示，加密交易所比特币期货交易量（以美元计算）5月累计交易量达6919.1亿美元，交易量已连续2个月下降。其中，Binance 5月期货交易量为3896.8亿美元，OKX 4月期货交易量为1151.9亿美元，ByBit4月期货交易量为1067.1亿美元。

值得注意的是，加密货币交易所的比特币期货交易量在2021年5月创出新高，达到2.69万亿美元，随后便不断下跌，即使BTC在6个月后创出历史高位，达69000美元时，交易所的比特币期货交易量最也并未创出新高，只有1.59万亿美元。[2023/5/29 9:48:04]

为什么信标链这么重要？

一直以来，以太坊的权益证明都是被人们诟病的缺点，而以太坊的开发团队也再努力解决问题。

以太坊的创始人V神则表示，信标链的出现，将根本性地改进以太坊的性能和可扩展性。

Aave V3部署至StarkNet的提案已通过温度检查投票:4月11日消息，关于“将Aave V3部署至StarkNet”提案以99.98%的支持率通过温度检查投票。根据该提案，Aave与StarkNet的集成计划分两个阶段进行，其中第一阶段为在以太坊和StarkNet之间为aTokens部署跨链桥，第一阶段已获社区投票通过。而此次提案旨在完成第二阶段，即在StarkNet上全面部署Aave协议。[2023/4/11 13:55:58]

信标链是由分片、质押验证者(stakingvalidators)、证明(attestations)、委员会(committees)、检验点(checkpoints)和最终确定性(finality)共同组成的。可以说，它是以太坊2.0系统的核心。

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以太坊2.0有三个阶段，Phase0-信标链、Phase1-分片、Phase2-执行,如果用人的身体来类比，那就是Phase0-心脏、Phase1-四肢、Phase2-大脑，如果用一个公司来形容，那就是Phase0-CEO、Phase1-Employee、Phase2-Manager。每一个阶段都是以太坊2.0系统的核心，拥有其独特特性，且缺一不可，Phase0是核心，Phase1是稳定，Phase2是执行与代理，要想让以太坊2.0系统真正实现，首先要实现信标链，这也是2020年以太坊团队最重大的目标。

0xscope：BUSD在2月4日的最后一次铸造交易数量约2.1亿枚:金色财经报道，Web3知识图谱协议0xscope发推表示，链上数据显示，BUSD最近一次铸造发生在北京时间2023年2月4日5:44，数量为约2.1亿枚，之后没有再出现新的BUSD被铸造。此外，从最后一次BUSD铸造至今共销毁了约1.23亿枚BUSD。[2023/2/13 12:04:06]

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通过信标链，可以实现PoS(ProofofStake权益证明)，让验证者替代矿工的角色，参与质押系统，成为链的构建者，与此同时，它将是存储分片状态的索引。

如何成为链的构架者?

PoW(ProofofWork工作证明)是比特币所用的挖矿奖励算法，工作量证明需要让所有节点解决密码难题。即矿工通过更快的时间内解决密码学难题，就可以获得更多的奖励。然而这样的算法并没有更好的体现矿工的能力，是需要矿工花钱购买更大型、更好的设备，以此更快解决密码难题，但这让矿工负重不堪。

Alchemy在Arbitrum One和Arbitrum Goerli测试网上推出NFT API:金色财经消息，区块链开发平台Alchemy在Arbitrum One和Arbitrum Goerli测试网上推出NFTAPI，开发者可通过该API获取NFT、合约元数据以及按照所有者和系列查看NFT的功能。[2022/8/25 12:47:05]

为了解决这一问题，行业寻找更好的方式，即前文所说的PoS(ProofofStake权益证明)，权益证明通过选举的形式，其中任意节点被随机选择来验证下一个区块。权益证明中没有矿工，而是通过验证者来制造新区块。验证者并不是完全随机选择的。想要成为验证者，需要在节点网络中存入一定数量的货币作为权益，可以将这理解为保证金。权益的份额大小决定了被选为验证者的几率，这是线性相关的。假设Lily在其中存入100美元,Jackson存入1000美元，那么进行选举时，Jackson比Lily有高于10倍的几率成为验证者。

巴塞尔银行监管委员会：银行应采取保守方式拨备资本来应对账面上无担保的加密资产风险:6月30日消息，全球银行监管机构巴塞尔银行监管委员会在一份提案中表示，银行应采取保守的方式拨备资本，以应对账面上无担保的加密资产风险。巴塞尔银行委员会表示将把加密资产分为两大类，一类是稳定币，另一类是风险较高的加密资产，需要更保守的资本处理，相关规则会在年底前敲定。（路透社）[2022/6/30 1:42:43]

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而信标链就是实现权益证明的基础技术之一。用户通过在以太坊上部署一个注册器合约，以达到现有的链与信标链在未来实现共生，并在注册器合约中质押32ETH，可以获得一张收据，这是你可以参与担任验证者的资格。需要注意的是，这是一个单项过程，一旦参与，用户将无法从现有的系统撤离到PoW中。

当验证者在信标链上完成注册之后，会被随机分配去为一到两个分片做验证。验证者会将他们所在分片上的数据和信标链上的数据相结合，用来形成新的区块；当尚未分派到该验证者提议区块的时候，该验证者可以同意/拒绝其他验证者提议的区块。

需要特别强调的是，信标链与我们通常所用的数据不相通，它并未储存现行以太坊上所存在的任何信息，包括账户余额、代币合约、dApp状态等。在信标链中只储存验证者列表和Attestation

Attestation

Attestation就时通过验证者签名的哈希值，它们实时记录所属分片的状态。哈希值与其所记录的内容相关。当你记录每个内容时，系统会根据你所输入的内容或数据生成一段由数字和字母组成的字符串，这就是哈希值。一旦原始数据发生改变，输出字符就会发生改变，形成新的哈希值。因此，我们不再需要深入查询每一个分片的更变记录，只需要观察哈希值，就可以了解到在才做过程总数据或内容时候进行了变更。而当验证者发现了变更，就会将变更报告给信标链，以此根据变化实现分片间异步通信。

信标链委员会机制

在了解了信标链的基础运作原理后，信标链委员会的运行方式也尤其重要。

每一个委员会就是由一组不少于128位验证者组成。其目的就是为了加强安全保障，尽可能避免恶意攻击者能够控制2/3委员会成员。在信标链中，采用伪随机过程执行共识。在每一个epoch中，RANDAO为每个slot挑选区块提议者，并将验证者打乱，分配到委员会中。而委员会成员不是固定不变的，会逐块变更。

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在每一个信标链委员会中，验证者需要投票选出区块链头。下图综合描述了三个slot中发生的情况。在slot1中，有验证者提议出一个区块，该区块得到两个验证者的证明；而委员会A里的一个验证者离线了。Slot1中的证明和区块被广播到网络上，许多验证者也收到了该信息。在slot2中，又一个区块被提议出来，而委员会B的一个验证者错过了该信息，于是该验证者认为信标链头是slot1中的区块。请注意，这个验证者跟slot1的离线验证者有所不同。投票证明信标链头的这个过程被称为「LMDGHOST投票」。在slot3中，委员会C上所有的验证者都遵循LMDGHOST分叉选择规则，并独立地投票选出同一个信标头。

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结语

信标链从成为链的构建者、信标链委员会的分配机制与验证方式优化了PoS机制，从Attestation存储实现信息同步，减少信息差，将根本性地改进以太坊的性能和可扩展性。

随着信标链即将上线，不少业内人士也表达了对它的期待，相信信标链的到来可以实现以太坊性能上的更新。正如微博大V所说，信标链虽然姗姗来迟，但是它是实现以太坊由PoW向PoS转变最为重要的步骤之一，值得等待。

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笔者认为，从信标链运作原理、运作机制来看，信标链的诞生，可以有效推进现以太坊由PoW向PoS转变，促进以太坊的挖矿的公平机制，降低Gas费，减少挖矿成本。与此同时「矿工」向「验证者」身份的转变，也对矿工充满了吸引力，两条因素的结合或许将吸引更多矿工支持以太坊2.0的推进。而这一动向，有望推动以太坊代币的上涨，在寒冬中带来一波春色。但是，市场具有波动性，任何因素都将引起币价起伏，投资人仅可将技术更新作为参考因素一部分，投资需谨慎。

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