ETH:分片到极致分片？ETH2.0信标链和波卡中继链有何区别？_区块链技术专业

编者按：本文来自WebX实验室Daily，Odaily星球日报经授权转载。2020年的区块链行业风起云涌，DeFi的泡沫之夏，分布式存储项目的全面铺开，几大公链巨头集中爆发，热潮退烧之后，下半年也始终围绕以太坊的公链扩容和波卡的多链生态进行探讨。就在本月初，以太坊项目宣布信标链主网计划于12月1日上线，但前提是存储合约最低存入524,288ETH，验证者不少于16384个。按照官方公布的路线图，ETH2.0主网上线将分为0、1、2三个阶段，0阶段的任务就是上线信标链。作为ETH2.0启动的排头兵，信标链的重要性不言而喻。而此前我们在对比ETH2.0和波卡时，说的最多的一句话就是：“波卡就是极致的分片”，言外之意波卡和ETH2.0在结构上极为相似。那么作为两者核心枢纽的“信标链”和“中继链”上有何异同呢？ETH2.0信标链：中央性的服务性管理者

掌柜调查署 | Marco：未来必然有越来越多的项目会基于分片技术打造或改造:在今日举行的《掌柜调查署 | Near分片技术如何引领web3.0时代》直播中，针对“分片技术在行业内的落地情况如何？”的问题，Buildlinks合伙人、Near中国线上黑客松冠军Marco表示，不管是老项目的扩容改造，还是新项目的能力建设，分片方案都是目前最佳的选择。所以，未来必然有越来越多的项目会基于分片技术打造或改造。当前大部分分片方案，都是基于信标链模式，比如，以太坊上的信标链，波卡上的中继链，Cosmos的Cosmos Hub。而这个模式的由来，也是为了解决分片本身所面临的几大挑战之一：安全性挑战。因为每分片上验证人数目随着分片而减少，如何保证分片的安全性是分片系统面临的最基础挑战。信标链作为分片的基准链，提供统一的随机性，让分片上的验证人随机产生，使得从概率上攻击单个分片的难度与攻击全链一致。除了安全性挑战外，分片协议还普遍面临：跨分片通信；数据一致性问题；数据有效性和可用性等挑战。特别的，信标链模式的分片系统还面临一个分片规模受限的问题。因为信标链要处理所有分片的验证人分配，以及对分片快照这些工作，其本身是一个能力受限的瓶颈。除此以外，信标链系统设计复杂，仅分叉选择逻辑一项，就需要处理信标链分叉和分片链分叉两种情况及其相互之间的关联关系。NEAR为什么这么受追捧，跟它的分片协议关系很大了。NEAR在分片技术上独树一帜，采用了无信标链的构建方式。[2020/8/14]

信标链英文字面意思是灯塔，信号浮标，意味着分片链在工作时将以信标链的信号为指示。举个例子，我们可以把链上工作比作一场战斗的协作，分片链的战斗策略、排兵布阵等都将以信标链给出的指示为主，信标链作为统领全局的“将军”存在。

Polkadot发布第三版Lightpaper，提出“异构分片”概念:2020年4月10日，跨链明星项目Polkadot（波卡）官网更新了第三版Lightpaper简短版白皮书。相较于上一版，这版Lightpaper首次提出了“异构分片”概念，增加了Substrate、Kusama等内容，强调了链上治理和可升级性，且结构上更为精简和清晰，便于帮助入门者快速理解波卡的作用和设计思路。（PolkaWorld）[2020/4/10]

声音 | V神：以太经典成为以太坊2.0的分片链在技术上可行的:Vitalik Buterin回答了 Reddit 论坛中关于「如果以太坊 1.0 可以成为以太坊 2.0 的一条分片链的话，那以太经典是不是也可以成为以太坊 2.0 的一条分片链」的问题，他明确表示从技术上很有可能，并解释到，可以使用同样的合并流程将 ETC 的状态导入 ETH 2.0，然后 ETC 的执行环境代码将会根据合并时的汇率（或事先约定的汇率）强制执行与信标链 ETH 不同的汇率。这就是重新合并两者代币的办法。[2020/1/23]

信标链作为ETH2.0的核心，将建立和维护全新的权益证明共识机制。信标链开始工作的基础要组建团队，即现在合约存款质押，在这一步达成之后，信标链就立马启动工作。首先是管理工作，大致管理那些通过质押成为共识机制的验证者们，具体管理包括验证者名单、验证者资金管理、验证者奖罚分配管理。其次，将为碎片区块提供证明和随机性，证明指信标链将存储一系列经过计算的字符串也称为认证，随机性来源于一个随机数生成器，帮助选择区块生产者和质押的监管者，通过提供随机性来分配分片验证者的任务，将防止作恶事件发生。再次，信标链负责区块提议，在前后区块产生的间隙中，信标链所选择的提出者，会收集来自先前区块的信标链验证者集的所有协议投票，并将它们纳入将要发布的区块。总体来说，信标链多以管理工作为主，在其之上没有交易也没有智能合约，其作为同构状态下的“管理中台”，必须具备ETH2.0的骨干与以太坊1.0完全兼容的能力，这也是确保1.0和2.0有序连接中至关重要的一步。波卡中继链：负责记录、传递、安全的枢纽性大厅

动态 | 以太坊宣布开发Nimbus分片客户端:据Ethnews消息，根据最近Status团队在以太坊网络上的移动Dapp浏览器上发布的消息，其工作人员一直在构建自己的客户端Nimbus，以解决区块链的问题。该研究项目专为以太坊2.0设计，提供了扩展解决方案，下一代区块链将拥有更好的可扩展性和隐私性。[2018/8/2]

波卡设计的核心是跨链，所以在网络架构设计上自始至终都是异构多链的，这有别于传统公链的同构环境，同构状态的公链运行环境执行统一标准，即使分片子链出现，在处理方式上依然遵循通用格式化，带来的不同则是分片同步计算的网络性能提升。而波卡的异构环境，给予平行链充分的自由度，项目可根据需要自行设定共识机制，自定义开发基础框架，这一定程度上要求波卡中继链要具备复杂环境的统筹能力。

这也就意味着在整体架构上，中继链应对的环境比信标链要复杂的多，而放之波卡项目本身，其将作为平行链的安全中枢，保证平行链的安全，区块的最终性和治理。如何来理解？中继链就像是一个共识容器，将定时将平行链产生的区块收集起来，并最终打包区块。举个例子，中继链就好比是一个政务大厅的系统，连接着各个部门，各个部门负责把业务记录和办理，最终审核及确认业务以及传递信息到其他部门都是交给政务大厅来处理的。这种任务交办的最终确认主要依赖于波卡系统强大的共识机制，其在保证平行链项目方安全性同时，让项目方可以专注于技术研发及本身业务，而不担心本链可能存在的共识问题。此外，中继链不止于平行链的管理，还有平行线程的管理，不同点在于平行链永久占用中继链资源，而平行链只在需要时占用。而且，其会发生和网络治理、平行链拍卖等少量的交易类型，这也就表示，与内与外它都承担着更为重大的责任。虽然中继链想要弱化平行链一致性和有效性的绑定关系，但由于承担较大的安全管家角色，未来中继链技术升级方案上，安全问题将是它的头等大事，这也将是整个行业所要面临的问题。因此我们看到波卡和ETH2.0在大致的结构上极其相似，但是由于各自的出发点不同，波卡的异构多链和ETH2.0的分片结构在细节和实际上还是存在极大的差别。理论上ETH2.0是为了向Dapp提供足够强的扩展性和性能，因此信标链的任务最主要是保证效率的前提下确保系统的安全。而波卡中继链的任务更加复杂。总之，以目前项目的发声来看，技术逻辑和升级路线都是根据项目的自身需要和未来愿景展开的。波卡打造的是万链互通、价值互联的生态，而ETH2.0则在打造强大统一的底层区块链系统，通过提升性能实现不同行业Dapp的彼此赋能，二者在方案上没有孰优孰劣之分，均在推动区块链行业发展做出了很好的表率。

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