科普 | 新贡献者以太坊 2.0 阶段 0 指南

介绍

本文旨在帮助那些第一次进入 ETH 2.0 并希望参与开发的人（撰写本文时为第 0 阶段）。

本文将概述重要内容并介绍关键术语，而不会深入探讨开发细节。 文章末尾包含指向其他资源的链接。

如果您对当前以太坊区块链的术语（工作量证明）有一定的了解以太坊如何保证15秒出块，那么阅读本文将会有所帮助。

阶段

Justin Drake 很好地总结了以太坊 2.0 的开发阶段：

概述

目标：交易排序

以太坊主链（即以太坊 1.0 主链）创建有效交易的有序列表。 有效交易是指一组运行以太坊挖矿软件的独立互连计算机（即“挖矿节点”）达成共识的交易。 以太坊 2.0 仍然保持这个目标，但是使用 PoS 机制而不是 PoW 机制来就交易顺序达成共识。

并行处理

在 PoW 机制下，将近期交易的集合打包成块。 PoW 和 PoS 的区别在于节点如何决定区块的顺序，即如何链接新挖出的区块。

另外，以太坊1.0的主链只是一条由区块组成的单链，而以太坊2.0是由很多分片组成的，会产生几条平行的区块链（分片数据链），但这要等到Phase 1才能完成只能实现。 为了让这些分片协同工作，将会有另一条链来统一每个分片的有效区块。 这条专用于运行系统的区块链称为信标链。

以太坊 2.0 phase 0 的规范着重于信标链。 完整的解决方案请参考其他资料。

信标链由信标链节点搭建

运行以太坊 2.0 客户端信标链节点软件的联网计算机是以太坊 2.0 网络上的一个节点。 在以太坊 1.0 中，互连的节点通过共享信息来创建/共享新块。 因为需要等待所有节点对链上最新挖出的区块达成共识，所以交易确认需要一点延迟。

以太坊 2.0 phase 0 的核心是如何在信标链的节点之间就信标链上的区块顺序达成共识。

随机块

去中心化系统需要在不引入中心化金融系统潜在有害特性的情况下进行良好设计（参见比特币白皮书）。

一方面是通过确保分布式网络中的大量人员有机会生成/验证数据来避免中心化/腐败：

工作证明使用计算能力来实现这一点：

股权证明通过抵押 ETH（货币）来实现这一点：

虽然我们提到了信标链节点也在生成区块，但它们实际上并不是通过 Staking 参与以太坊 2.0 网络的节点（成功的参与者有奖励）。 这就是验证器的作用。

验证者

验证器是一个个人地址，它抵押 32 个 ETH（通过以太坊 1.0 主链上的智能合约）以参与以太坊 2.0。 验证者经常被随机分配任务，在新提议的区块中签署他们认为有效的区块。

在以太坊 2.0 客户端上运行验证器客户端软件的联网计算机必须连接到一个（或多个）信标链节点。 该模型是相信信标链节点会返回正确的数据，只有数据有效，验证者客户端管理下的相应验证者才会对数据进行签名。 有关详细信息，请阅读下一节。

以太坊 2.0 聚集了一批验证者后，这些验证者将被伪随机洗牌，然后组成委员会。 每期指定一名或多名委员在一个时间段参与验证工作。

-验证者、委员会、时隙、时期-

在每个时期，验证者被分配签署新提议的区块并对已经产生的区块进行投票（或提供证明）。 一个纪元后，验证者进行另一次洗牌，然后重复该过程。

信标链节点

信标链节点除了管理质押了 32 ETH 的验证者列表外，还有以下职责：

硬件软件

互联电脑

需要组装大量验证器（至少 10,000 个）以实现高可用性和足够随机的块验证。 理想情况下，这些验证器分布在连接到构成以太坊 2.0 网络的一个或多个信标链节点的多个验证器客户端中。

- 信标链的节点通过网络连接； 验证者客户端和信标链通过网络或本地连接（来源：catkuro）-

运行信标链节点的硬件相互通信，共享签名块和证明。 验证者客户端连接到其受信任的信标链节点，以便知道其验证者被分配到哪个插槽。 此外，验证者客户端为他们管理的验证者请求数据（块/证明）。

运行信标链节点的经济激励、在同一台机器上同时运行信标链节点和验证者客户端的能力，以及信标链的信任问题超出了本文的范围。 在撰写本文时，这些问题仍未解决。

最简单的配置是一个信标链节点，其上连接了一个只管理一个验证器的验证器客户端。 然而，鉴于运行信标链节点的要求很高，而运行验证者客户端的要求要低得多，因此验证者客户端的数量可能会大大超过信标链节点。 验证者客户端只需要一台性能较好的家用PC或者树莓派，所以一个验证者客户端上可能只有几个验证者。

因此以太坊如何保证15秒出块，多个验证者客户端可以连接到一个信标链节点，一个验证者客户端也可以选择连接到多个信标链节点。 这是为了防止信标链节点离线，或者（更糟糕的）在错误的插槽上提供数据。 在前一种失去可用性的情况下，验证者受到的罚款很少，而在错误签名的情况下，验证者受到的罚款要多得多。 这种削减验证者股份的惩罚在规范中称为削减。

从软件到数据

如果你想在未来帮助开发以太坊 2.0 客户端，了解不同软件如何相互连接和通信是很好的。 Phase 0 规范没有涉及到这一点，而是将信标链作为数据，比“节点”概念高了一层。

所有信标链节点需要就信标链的状态达成共识。 信标链节点的状态可以通过将最新提议的块与旧状态结合以获得新状态来改变。

跟进。 . .

希望本文能让您更好地了解以太坊 2.0 的规范和实现。

还有一些事情需要探索：

更多信息规范解释参考资料

原文链接：