以太坊 2.0 信标链如何进行状态转换？

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（例如，某个时隙因为其中的区块传播速度太慢而被跳过，导致不同验证者获得的最新区块有所区别），则由分叉选择算法，帮你选出 “最合适”（获得的验证者见证消息权重越大则越 “合适”）的区块链头。

以太坊域名服务ENS推出ENS App V3 alpha版本，开源其设计系统Thorin:6月24日消息，以太坊域名服务ENS开发者taytems.eth宣布推出新ENS App的第一个alpha版本，除了App之外，公开发布和开源了其设计系统Thorin，以及全新版本的ENSjs。新ENSApp的改变包括：移动端友好的布局、更好的搜索、速度改进、快速查看配置文件、增强的名称过滤、更好的可访问性。alpha版本只有读取功能，未来将开发设置主要名称、高级记录编辑等功能。[2022/6/24 1:29:50]

此外，即使某些 slot 被跳过（没有产生区块），状态仍会推进（但不执行任何操作）。

BeaconBlockBody （“信标链区块区块体”）会包含所有需要被执行的操作（保证金存入、见证消息、验证者退出，等等）。这些操作会被用于改变状态、生成新的 BeaconState（“信标链状态”）。

数据：近24小时以太坊2.0合约质押新增4832ETH:10月15日消息，据欧科云链链上大师数据显示，截至今日10时30分，以太坊2.0存款合约地址已收到794.91万ETH，占当前以太坊供应量的6.78%，近24小时新增4832ETH。[2021/10/15 20:31:23]

时隙、父区块根、操作的根哈希（body root，区块体根）会作为 BeaconBlockHeader（“信标链区块区块头”）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（0x000…），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（带有上述 0x000… 值的状态）的根哈希被算出并加入区块，然后区块哈希得到 Block root（“区块根”）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（collision）。

独家 | 丹华资本丁若宇：以太坊君士坦丁堡硬分叉标志着以太坊3.0时代的到来:就即将到来的以太坊硬分叉，金色财经独家采访到了丹华资本董事总经理丁若宇，他表示：以太坊君士坦丁堡硬分叉标志着以太坊3.0时代的到来。从PoW工作量证明到PoS权益证明的核心layer 1共识层切换，以太坊3.0将带来一系列底层技术更新和多个EIP(ethereum improvement proposal)迭代，包括super quadratic分片技术、零知识证明STARKs、数据可用性证明、链下扩容(EIP 1014)以及未来在以太坊serenity阶段将上线的Casper CBC等。这次战略升级标志着以太坊在公链扩容、安全性、经济体系(EIP 1283)和更加难且去中心化的挖矿机制(EIP 1234)上的升级，赋予了以太坊持币者更多参与公链共识的权利。近期ethereum classic分叉链受到PoW 51%算力攻击后，v神曾表示“没有让51%算力恶意攻击比51%持币权益证明恶意攻击更高昂成本的秘诀，只因以太坊算力大于ethereum classic 20倍而暂时未受攻击“，侧面表示了v神对PoS提高主链安全性的信心。以太坊核心社区为此次硬分叉准备已久，是一场有共识有秩序的分叉，相比Bitcoin Cash前段时间的竞争性恶意分叉，此次以太坊分叉过渡会更平滑。[2019/1/10]

执行状态转换

动态 | 以太坊未确认交易80422笔:据Etherscan.io数据显示，当前以太坊未确认交易数为80422笔，目前以太坊网络仍较为拥堵。据火币行情显示，ETH现报114.69美元，涨幅为0.27%。[2018/12/1]

节点收到 SignedBeaconBlock （“经过签名的信标链区块”）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（父区块由 parent root “父区块根” 指出）。

通过将状态时隙推进到区块所在时隙（可以是被跳过的时隙），然后执行 BeaconBlockBody 所包含的操作（比如保证金存入、见证消息、验证者退出等等），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（包含 0x000...）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 （即要执行的操作）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（0x000...），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（这个值会与收到的区块的哈希值相同）。

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（经由算法达成的处理器多数）取代了原来个体间的信任（交易对手或第三方）。

系统性信任又可以通过以下几个特征描述：

1. 大量处理器（例如，公有链）—— 这些处理器去中心化程度越高，可信程度也越高。

2. 客户端多样性（例如，开发团队）—— 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。

3. 开源 —— 既可以让公众检查算法，又可以进行分叉（如果大多数人都希望改变系统方向）。

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（因此非常困难）。

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（nothing at stake）” 攻击。

原标题：科普 | 以太坊 2.0 信标链中的状态转换

原文链接:

https://sgryphon.wordpress.com/2020/03/17/eth-2-0-state-transition/作者: Sly Gryphon译者&校对: IAN LIU& 阿剑

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