ACO:以太坊2.0协议核心Beacon链详解_艺术币区块链

编者按：本文来自巴比特，作者：BenEdgington，编译：洒脱喜，星球日报经授权发布。译者前言：关于以太坊的升级路线，密码货币社区的很多参与者所掌握的信息可能已经是过时了，例如以太坊的Casper协议将不会替代现有以太坊PoW机制，而是被转移到了以太坊2.0系统的Beacon链当中，而现有的以太坊PoW链，将继续按原来的规则运行，在这篇文章中，来自以太坊开发公司ConsenSys的区块链协议工程师BenEdgington将为我们介绍关于以太坊2.0以及Beacon链的信息。

以太坊2.0并不是一个新主意，早在2014年，Vitalik就提到了以太坊2.0的概念，他说：“我们要么解决可扩展性和共识问题，要么就死于尝试，”好吧，我们还活得不错，而他几周前发布的最新观点是：“对于以太坊2.0来说，理论上已没有明显未解决的问题。”现在正是实现这些理论的时候了，而Beacon链正是以太坊2.0交付计划的第一个组成部分。在这篇文章当中，我们将讨论它的作用、它为什么是这样做的，以及开发者们是如何开发它的。关于Beacon链的介绍

在之前的一篇文章当中，作者介绍了以太坊2.0的概念，在这里我们通过Hsiao-WeiWang提供的以太坊2.0系统架构图进行展示：(图片：以太坊2.0整体架构，来自Hsiao-WeiWang)此图还可作为开发和交付以太坊2.0的分步路线图，顺序为从上到下：PoW主链是今天以太坊存在的部分：即当前的以太坊主网。在以太坊2.0系统当中，它会继续像今天那样运行。而下面的所有东西都是新的。Beacon链目前正在开发当中，它也将成为第一个被交付的组件；分片链会是下一个交付组件，它也是可扩展性的来源。最初，分片链将简单地聚合交易，并就其排序达成共识，而不会执行它们。这将是对系统基础设施以及安全性的一个良好测试；VM层是以太坊2.0系统的最后一个重要组成部分，它将提供合约以及交易的执行；为什么我们需要一个“Beacon”链？Beacon链是一个全新的PoS区块链。它是支撑整个新以太坊2.0系统的脊柱。它的存在，使得整个系统能够保持活力，其负责指挥以太坊2.0系统所有的组成部分。(Beacon链指挥整个以太坊2.0系统，图像来源：wikimedia.org)Beacon链的关键功能是管理PoS协议以及所有的分片链。它有很多方面的工作要做：管理验证者以及他们的权益；在每一步为每个分片指定所选的区块提议者；组织验证者进入委员会，对拟议的区块进行投票；应用共识规则；对验证者实施奖励和处罚；并且，作为一个锚点，其中分片会注册它们的状态，以促进跨分片交易；在我们更深入地研究这些功能之前，请先了解一下术语。Beacon链的名字起源于“随机beacon”的概念，它为系统的其他部分提供随机性来源，而Dfinity项目在其区块链环境中也采用了随机beacon的概念。每个参与节点都会维护自己的本地Beacon链，努力与其它节点保持同步。也许上面带有指挥的图像是有误导性的，虽然Beacon链确实指挥了系统的其余部分，但其指挥者是去中心化的，这就像每个音乐家都有自己的节奏感一样。关于Beacon链的一些功能

让我们来看看Beacon链的一些功能。管理验证者Beacon链的主要工作之一就是维护验证者集合，这些验证者节点需通过抵押以太币申请加入，他们会负责运行以太坊2.0系统。验证者可以具有多种状态，但只有那些被标记为“active”的节点才可以参与运行以太坊2.0协议。而想要加入验证者集的参与者，可通过当前的以太坊PoW主链，向一个Beacon链合约发送32以太币，在经历一些有效性检查之后，这些币会被锁定，而合约则会发出日志条目，它们可被Beacon链客户端所接收。然后被选中的节点就可以导入到Beacon链的验证者集当中。一旦激活之后，验证者就可以提出区块并参与以太坊2.0协议，当这些区块被选中之后，它们就会同时出现在Beacon链以及分片链上。如下所述，这些验证者还会加入对区块进行投票的委员会。验证者也可以发出信号，表明他们希望退出系统，并停止参与协议的运行。经过一段时间，他们的押金加上奖励再减去罚款，将被退回到一个分片链当中。解锁PoW主网上的初始权益，是不太可能的，除非整个系统失败，并且社区同意给退出者退款。以上的所有工作，都是由Beacon链在负责管理的。提供随机性在区块链系统中很难产生良好的随机性，而一个权益证明协议的关键要求，就是随机性的来源，它必须是分布式的、可验证的、不可预测的，并且是不可剥夺的。而Beacon链就是负责向系统的其余部分提供这种随机性：下面所描述的几个协议功能就取决于这种随机性。

可视化的Beacon链，它有8个分片链以及相关交联。所有链上的完成区块都是黄色的，时间从左到右增加。构建Beacon链很快，我们就要结束我们的Beacon链闪电之旅了！就其本身而言，Beacon链可能看起来并不是特别有用。它无法处理任意交易：它没有智能合约，它没有EVM虚拟机。你没法用它做任何事情。但是，它作为以太坊2.0的第一个组成部分，它是整个系统的基础。整个壮观的以太坊2.0建筑都将以此为基础。所以，它必须是坚实的。如果你想深入了解细节，那么目前有一份正在进行当中的Beacon链规范。这份规范的所有创建和维护过程都是公开进行的：欢迎有兴趣的人加入。(在开发Beacon链的团队)为了运行Beacon链，你就需要用到一个Beacon链客户端。而很多大家所熟知的以太坊客户端都在进行相关的开发。你可以在此处查看我所知道的列表，其中包含指向其GitHub代码库的链接。Prysmatic和Lighthouse正在定期更新它们的客户端开发进度，也有一些团队正在向贡献者提供奖励。关于进度……在撰写本文时，Beacon链的技术规范完成度接近了60%。尽管如此，开发者们预计会在今年年底前合理地完成这份规范，并且可能到2019年第一季度末运行多客户端的Beacon链测试网络。最近几周，相关的开发非常迅速，关于以太坊2.0的真正讨论正在拉开序幕！

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