Beacon:科普:以太坊2.0信标链中的状态转换

编者按:本文来自以太坊爱好者,作者:SlyGryphon,译者&校对:IANLIU&阿剑,Odaily星球日报经授权转载。信标链由区块和不断递进的状态组成;区块被产出、签名、传遍网络,然后用于更新状态。下图展示了主要的相互关系:

-实线表示聚合关系,虚线表示依赖关系。即发出箭头的部分是聚合/依赖于箭头所指向的内容的-此图基于以太坊2.0详述的0.10.1版所绘。与刚发布的0.11.0版本相比,上图描述的内容在计算Domain的部分有些微区别,但整体关系与前一版本一致。创建一个新的区块

创建区块,要从当前的区块链顶部开始。如果当前存在一条短的分叉链,则由分叉选择算法,帮你选出“最合适”的区块链头。此外,即使某些slot被跳过,状态仍会推进。BeaconBlockBody会包含所有需要被执行的操作。这些操作会被用于改变状态、生成新的BeaconState。时隙、父区块根、操作的根哈希会作为BeaconBlockHeader的组成元素被添加进状态。要注意的是,BeaconBlockHeader组成元素之一的状态根是零,因为状态不能递归包含自己的哈希,否则会出现死循环。最终状态的根哈希被算出并加入区块,然后区块哈希得到Blockroot并跟链的Domain放在一起,经过签名后在网络中传播。Domain的意义是防止区块被传播到其他主网或测试网上发生碰撞。执行状态转换

节点收到SignedBeaconBlock后,要执行一些验证,包含:确认签名的有效性,及是否有对应父区块的状态。通过将状态时隙推进到区块所在时隙,然后执行BeaconBlockBody所包含的操作,我们便可以更新状态。要注意的是,出现被跳过的时隙时,也会产生新的内部状态,并推进当前状态至下一个时隙,区别只是不会有其他附带的执行动作。结果状态应该与区块生产者得到的状态相同,因此我们能通过计算新的BeaconState的哈希值,与收到的区块所记载的状态根进行校验。BeaconBlockHeader*

信标链状态包含了四个区块基础组成信息中的三种——时隙、父区块根哈希,和BeaconBlockBody的根哈希。在计算内部状态时,最新的区块时隙要和最新的状态时隙要有所区别,因为如果出现被跳过的时隙,会使得最新的区块时隙和状态时隙不一致。比如,如果时隙7被跳过,则我们仍会以时隙6作为最新区块,父区块根和区块体根哈希都仍将指向时隙6的区块。这几个元素作为一个集群,使用和BeaconBlockHeader相同的结构,不过使用的区块根状态永远为零,因为状态不能递归包含自己的哈希;在图中表示为“BeaconBlockHeader”。这么做的好处是,我们可以轻易的计算出区块根的状态——通过计算状态的根哈希,然后创建区块头的副本并插入正确的根状态,最后计算整个区块头的哈希。链接的区块能增加信任

区块链的重要特征就是,它以系统性信任取代了原来个体间的信任。系统性信任又可以通过以下几个特征描述:大量处理器——这些处理器去中心化程度越高,可信程度也越高。客户端多样性——如果有多种客户端供使用者选择,就越能避免算法被集中掌控。开源——既可以让公众检查算法,又可以进行分叉。将区块链接在一起也可以增强系统信任——因为越早产出的区块,它具有的权重就越大。在一般的分布式账本/分布式数据库中,因为不需要系统性信任,所以不需要这种链接。仅对最新区块发动51%攻击也许会成功,但是如果你想改动100个时隙之前的一个区块,则攻击者必须在这100个时隙都拥有控制着绝对多数的处理器。对于短程的分叉攻击,整个网络可能会对“哪条链才是主链”产生疑惑——例如,两个竞争的区块以不同的速度在网络中传播。但好消息是,由于区块被链接在一起,因此真正的主链会更快被确认,而其他分叉链都不再有机会反客为主。如此一来,安全性可以得到保证,系统也可从容允许验证者撤出自己的资金,不必担心“无利害关系”攻击。

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