TALI:Vitalik：HF1 提案_PEN

HF1 为信标链首次硬分叉的暂时代码名称 (点进链接参与协议升级永久命名的讨论)，这次升级的主要目标为：

1. 增加轻客户端支持

2. 修复一些信标链上的漏洞，这些漏洞发现时间比较晚，来不及在创世前修复

3. 在需要进行较大的更新 (分片、合并) 之前，先在相对较小的更新中对硬分叉机制进行测试

HF1 提议的共识改变

同步委员会

我们在信标链上添加了随机取样的 “同步委员会”。这样做的目的是让轻客户端以较低的开销 (每天至少需要约20KB来保持，需要约500个字节来确定单个区块) 来确定信标链头。这将使得轻客户端实际上可用于移动设备、信标链 之类的浏览器内的应用案例 (以及合并后的整个以太坊)，从而为更加去信任的钱包生态打好基础。

在每个时间段（约27小时）内，随机选择 1024 位验证者作为同步委员会的成员。同步委员会中的验证者将发布证明当前链头的签名。这些签名将作为LightClientUpdate对象的一部分被广播至区块链，这可以帮助轻客户端找到链头；并且签名会被打包进链，验证者会分得奖励。

Vitalik：跨链证明是实现跨链社交恢复钱包的关键，ZK-SNARK等是可行选择:6月20日消息，以太坊联合创始人VitalikButerin在最新文章《更深入探讨钱包和其他用例的跨L2读取》中指出，实现跨链社交恢复钱包的一个可行方案是维护一个存放在特定位置的密钥库，以及多个不同位置的钱包，这些钱包可以读取密钥库来更新自身的验证密钥视图或在每次交易验证过程中。跨链证明是实现这个功能的关键，需要对其进行深度优化，可能的方案包括零知识证明（ZK-SNARK）、等待Verkle证明或自定义KZG解决方案。

从长远看，我们需要实现聚合协议，通过生成聚合证明来打包所有用户提交的操作，以此来降低成本。这可能需要将其集成到ERC-4337生态系统中，可能需要对ERC-4337进行一些修改。同时，为了减少从L2内部读取L1状态的延迟，L2应被优化。

钱包不只可以放在L2上，也可以放在与以太坊连接程度较低的系统上，如L3或只同意包含以太坊状态根的独立链。然而，密钥库应放在L1或高安全性的ZK-rollupL2上。尽管这样会增加复杂性，但从长期来看，可能在L2上设置密钥库才是成本更低的方案。在这个过程中，我们也需要致力于提供保护隐私的解决方案，并确保我们的方案可以与隐私保护方案兼容。[2023/6/21 21:50:47]

主要PR：

Vitalik：与PoW的共识机制相比，PoS消耗的电力减少99.95%:金色财经联合Coinlive现场报道Singapore FinTech Festival 2022，以太坊创始人Vitalik Buterin发表题为《大合并：与 Vitalik Buterin 一起重构以太坊》的演讲，谈到了以太坊的合并的好处、困难和问题。Vitalik表示，与PoW的共识机制相比，PoS 消耗的电力减少了 99.95%。强大的共识设计和并行确认，让攻击链的难度增加、更容易进行升级、降低了代币发行要求，这些都为以太坊带来更好的稳定性。未来以太坊要提升可扩展性、用户体验、安全问题和隐私，Vitalik已经想到了几个解决方案，例如danksharding，通过添加大量数据空间来改进以太坊基础层。[2022/11/3 12:13:04]

https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/pull/2130

Vitalik：Rollup有可能使以太坊TPS达到每秒10万笔交易，甚至更多:7月24日，“2021世界区块链大会·杭州”在杭州未来科技城学术交流中心开幕。以太坊创始人Vitalik Buterin（V神）受邀出席并发表主题演讲《以太坊进入2.0之后，会发生什么？》。他表示，现阶段, Rollup可以扩展到每秒大约4000到5000笔交易。假设整个以太坊生态都可以用上Rollup，然后有了数据分片之后，我们可能有20到50倍更多的空间。Rollup有可能使以太坊TPS达到每秒10万笔交易，未来甚至更多。分片首先会添加一些基础的安全性，然后再增加更多的安全性，然后分片会迎来越来越多的改进。（巴比特）[2021/7/24 1:12:51]

核算改革 (第一层)

给验证者的奖励不再通过计算得出。此前，我们的方法为存储PendingAttestation对象然后在最后对它们进行处理。而现在我们添加了一个位字段以存储每个验证者的状态，从而可以实时收集参与数据。位字段按照“混洗”的方法进行排序，以确保同一个委员会的验证者的记录同时显示。这一改变的目的是简化客户端实现，并使得更新默克尔树的成本更低。

Strix Levithan首席信息官质疑PlanB提出的S2F模型:加密货币分析师PlanB于去年3月提出了Stock-to-Flow（S2F）模型，用于预测比特币价格。该模型是基于稀缺资产（如黄金、白银以及比特币）的价值与它们的稀缺性密切相关的观点。据PlanB估计，比特币和黄金和白银一样稀缺，唯一不同的是它是一种数字资产，这使得它在我们的时代更加珍贵。从模型分析来看，比特币的价格似乎更有可能在未来攀升，甚至可以达到10万美元的价格。

然而Strix Levithan首席信息官Nico Cordeiro对此提出了质疑。在6月30日发布的一份报告中，他对黄金稀缺性与价格之间关系的基本假设提出了质疑，称其为“变色龙模型（A Chameleon Model）”。另一个反对该模型的观点是，它假设比特币的价格到2045年将达到2350亿美元——在Cordeiro看来，这完全没有道理。实际上，该模型可以完美地用于基准测试，但是它缺乏使其完全可靠的具体因素。而基于该模型得出的不切实际的价格预测已经引起了业界专家的大量质疑。（Zycrypto）[2020/7/2]

https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/pull/2176

以太坊创始人Vitalik Buterin捐赠价值240万美元以太坊 用于抗衰老研究:据慈善机构网站2月1日的一份新闻稿称，?SENS研究基金会是已经收到了来自以太坊的联合创始人Vitalik Buterin的240万美元的捐赠。该基金会于2009年由?老年医学专家Aubrey de Grey联合创立，他正在研究延长人们生物年龄的治疗方法，希望能让人类比以往任何时候都更长寿。[2018/2/5]

核算改革 (第二层)

我们每 64 个 epochs 更新一次验证者集并进行一次惩罚核算，而不再每个 epoch都计算一次。这样做是为了极大地降低处理“空时段过渡 (empty epoch transitions)”的复杂性——比如，在一条参与率非常低的链中，两个相继的区块之间隔了一千个 slot，其间仅有空块。目前为了处理这样的链，客户端们将需要每个epoch重新计算一次验证者的余额以对验证者执行怠工惩罚。而这项提案应用之后，客户端仅需要每隔 64 个 epoch 核算一次。

此外，我们对怠工惩罚 (inactivity leaks) 增加了两项变动：

1. 每个验证者的怠工惩罚力度降低至1/4。也就是说，如果链上出现怠工惩罚，当一个完全离线的验证者损失其余额的~10%的数额时，在此期间另一个90%都在线的验证者仅损失其余额的~0.1% (而不是~1%)。这样做是为了加大对作恶节点的惩罚力度，对那些仅仅由于网络连接不佳而掉线的验证者则降低惩罚力度。点进链接查看更多的讨论

2. 区块敲定后怠工惩罚会逐渐减少，而不会停止。即区块被敲定后，离线节点的余额将持续减少，这样确保了参与率显著高于2/3，而不是刚刚超过阈值。点进链接查看更多的讨论 (不过请注意与此处略有不同)。

主要PRs：

https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/pull/2192

https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/pull/2194

惩罚常数调整

很庆幸，尽管我们还没有完全解决验证者惩罚的问题，但在某种程度上已经摆脱了困境。我们会改变以下常数：

1. INACTIVITY_PENALTY_QUOTIENT：

从2**26(= 67,108,864) 减少至3 * 2**24(= 50,331,648)

2. PROPORTIONAL_SLASHING_MULTIPLIER：

从1提高至2

3. MIN_SLASHING_PENALTY_QUOTIENT：

从2**7 (= 128)减少至2**6(= 64)

HF1 提议的分叉选择变更(大概)与HF1同步部署

通过 (block, slot)对来做分叉选择

目前，如果在最近的 slot 里没有区块发布，那么出于 LMD GHOST 证明的目的，该 slot 里面的证明会被算作支持证明者所支持的最近区块。例如，在下图，空白 (BLANK) 区块的证明也会算入 A 的证明里。

但是，这容易招致 34% 攻击。如果有m名验证者被分配到每个 slot，那么一个恶意攻击者就可以控制每个 slot 的0.34 * m。攻击是这样进行的：攻击者不发布 B，且不发布任何他们的证明。所有的诚实证明者对他们在slotn看到A、在slotn+1什么都没看到的声明进行投票，在slot n+2，诚实提议者会在区块A上生成区块C，而诚实的验证者们会支持C。此时，恶意提议者发布B并对slot n+1和n+2做证明。这样，底部分叉有0.68 * m的验证者支持它，而顶部分叉只有0.66 * m的验证者支持，由此底部分叉胜出。

这样的攻击在此论文的 3.1部分有详细描述：

https://econcs.pku.edu.cn/wine2020/wine2020/Workshop/GTiB20_paper_8.pdf

提议的修复方案是改变分叉选择的运作方式——让分叉选择在 (block, slot) 对的树上操作，而不是在区块树上。因此，在slotn+1的诚实投票会算作在上图对 (BLANK, n+1)的投票，也就是会被正确算作支持顶部分叉，那么顶部分叉的支持率会变成1.32 * m，由此能够打败攻击。

主要PR:

https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/pull/2197

分叉选择对称攻击修复

分叉选择还存在“对称攻击” ?(balance attack)，攻击是这样形成的：有2%的验证者在一个slot结束之前发布少量证明，让大于49%的网络的人认为区块A胜出，让大于49%的网络的人认为区块B胜出。如果他们对广播计时准确，针对每组人群的信息会及时到达，且在slot的边界时间结束前不够时间重新广播信息到其他组。如果网络环境对攻击者而言是最理想的话，这样的攻击他们可以无限重复。

提议的修复方案是通过赋予下一个slot的提议者暂时但重要的分叉选择权来“打破对称” ，他们能决定所有验证者在分叉的哪一边。

重要的文档：

https://notes.ethereum.org/@vbuterin/lmd_ghost_mitigation

原文链接：

https://notes.ethereum.org/@vbuterin/HF1_proposal#Proposed-consensus-changes-in-HF1

来源 |?notes.ethereum.org/@vbuterin

作者 | Vitalik Buterin

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