探索 ETH 2.0：跨片通信是如何处理的？

来源：Adiasg.me

翻译：头等仓

编者注：原标题为《探索ETH2.0的跨片通信》

随着Eth2.0的阶段深入，研究重点正在转移到阶段2：状态执行。此阶段最重要的一个方面是跨片通信的处理，它影响了分片化区块链系统的可扩展性，执行环境容量以及用户体验。这篇文章旨在帮助读者了解跨片通信的设计，并探讨可用方式。

zkMeta与Polygon合作探索垂直游戏赛道Layer2新生态:金色财经报道，Polygon官方发文表示，zkMeta团队将在Polygon网络上建立GameFi专用的zk-rollup，并且使用 Polygon zkEVM，Supernet等技术为高DAU游戏项目提供最优基建生态。除了游戏专属L2网络，zkMeta同时提出 MetaID，NFT Toolbox，CheckStand，TradePlace，MetaDAO和Tounament等6项web3游戏项目开发套件，助力游戏开发者完成高可玩性、高频交互的游戏部署。[2023/3/24 13:23:59]

跨片通信的设计可以分为两层：

1.?共识层：用于处理跨片消息传递。这个设计会影响分片式区块链系统的可扩展性。

德国WEG银行与Anquan Capital合作探索银行和金融服务行业中的区块链应用:德国WEG银行宣布旗下金融科技公司Ten31与新加坡科技孵化器公司Anquan Capital达成合作。新闻稿显示，双方将合作探索银行和金融服务领域的区块链应用程序。Ten31为 Anquan Capital 提供数字资产托管服务，Anquan Capital则为企业客户提供托管解决方案。注：Anquan Capital成立于2015 年，已经建立了包括Zilliqa 和Anqlave在内的许多分布式账本技术（DLT）公司。[2020/5/18]

2.?执行层：包括跨片传输和合约调用的接口。这个设计选择会影响执行环境的容量。

共识层

跨片通信的共识层负责在区块链系统的各个分区传递跨片消息。主要挑战是在保持可扩展性的同时，为跨片消息的有效性提供强有力的保证。该层可分为两部分：

声音 | Square Enix总裁：将探索区块链能否给游戏玩家带来新的体验:Square Enix总裁松田洋介（Yosuke Matsuda）在新年贺词中概述了该公司预计在2020年发挥作用的趋势，并指出该公司在新的一年将密切关注的一些特殊发展。他指出2020年特别有趣，这要归功于多个基于云的游戏平台的崛起，以及预计年底即将推出的PlayStation和Xbox游戏机。他指出，该公司计划以更有意义的方式探索区块链技术。“我们不把区块链游戏视为投机性投资的机会，而是认为确定它是否能够给我们客户的游戏体验带来新东西将是增长的关键。”（Gamasutra）[2020/1/7]

发送/接收最终确定性

数据传送

发送/接收最终确定性

声音 | 中国人民银行上海总部副主任：央行将支持金融机构探索区块链等新技术:据澎湃新闻：中国人民银行上海总部副主任郑五福表示，央行将支持金融机构和大型科技型企业在（临港）新片区内设立金融科技公司，探索人工智能、大数据、云计算、区块链等新技术在金融领域应用的正确方法和路径。[2019/9/20]

源分片和目标分片必须分别完成跨片消息的发送和接收。为实现此目标可采用的设计有：

异步：源分片发送消息，而目标分片可以在将来的任何时间接收此消息。

同步：目标分片在源分片确定发送之后的有限时间内接受消息。有多种方法可以实现此目的：·分片之间运行某种共识协议，并决定同时发送和接收，例如：分片拜占庭式原子提交。·源分片先发送，而相应的目标分片必须在一段时间内接收，例如：CBCCasper跨片消息传递。此方法要求在源分片和目标分片之间存在层次结构，否则，由于发送和接收冲突而可能导致僵局。·将跨片消息放置在信标链上，并强制目标分片在下一个交叉之前接收它们。

同步与Eth2.0的设计不兼容，因为它需要分片以某种方式协调发送和接收最终确定性。

数据传送

先前的机制涉及发送和接收的最终确定性，这与实际完成消息的发送或接收不同。这是数据传送机制的任务。

ETH2.0的设计要求所有共识活动仅在信标链中发生。这意味着所有跨片消息都必须“流经”信标链。这为我们提供了跨片数据传递的两种选择：

协议交付：协议通过使跨片消息在信标链上可用，来交付跨片消息的完整数据。这增加了信标链的开销，并严重影响了系统的可扩展性。

用户交付：该协议仅在跨片消息的最少信息上达成共识。然后，用户负责将与跨片消息关联的Merkle分支传递到目标分片。此方法更适合Eth2.0，因为它遵循仅在信标链上的merkle根上形成共识的一般原理。

共识层的拟议设计

为了优先权衡系统可扩展性，

异步发送/接收最终确定性和用户交付数据的解决方案是更可行的。在shard分片A上的用户?1发送Ether给在分片?B的用户2如下：

1.?用户1在shard?A上创建事务TX1，从EE1标记余额，并声明目标是用户2。

2.?当来自shard?A的crosslink包含在信标链中时，收集最后一个crosslink以来的所有跨片交易的merkle根出现在信标链上。这是shardA中包含TX1的证据。

3.?shardB发现了信标链上的这个merkle根，用户2创建交易TX2，显示shardB包含TX1的merkle证明。这允许将适当的金额标记到用户2在EE2上的余额。

执行层

跨片通信的执行层为用户和合约提供接口，以进行跨片传输和合约调用。该层的设计空间尚未得到很好的探索。关于此层的最新讨论包括：

执行环境中的跨片调用

分片之间可靠的价值转移

跨片调用

基本问题是：当不同的分片上调用另一个分片的功能时会发生什么？对于分片式区块链来说，设计并不是唯一的。它与在多个分区中分开执行应用程序的系统相同，例如：

单线程与多线程系统

单一算机与网络应用系统

受到上述系统的启发，简单设计可以是以下几种类型的调用：

异步调用，无返回

指定了回调的异步调用

同步调用

替代方法包括各种高级并发编程范例，例如

protolambda’scommitcapabilitiespost。

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