ETH:金色观察丨解读eth2共识机制：穿着风衣的两个ghost_ETH2

原文作者为以太坊核心团队Carl Beekhuizen，文章主要内容是讲述以太坊eth2链上的共识机制。

金色财经整理了内容并加入了关于eth一些近期资料。

eth2是令人期待的，在上周以太坊核心团队的eth 2 AMA中，公布了预计eth2上线的日期可能会在2020年7月30日，而具体上线日期，则要目前以太坊的更新情况，其中会包含存款用户界面的开发和测试，这项工作也是本文原作者Carl Beekhuizen在主导，Carl的预计这项工作大约需要两个月，也包含第三方审核存款界面，大约需要一个月。其他的工作也是例如客户端上线以及等待用户存入最低值等时间，因此让eth2可以在2020年7月左右上线。

但eth2团队也表示了可能会遇到临时的问题延迟上线，但对2020年的上线抱有充分的信心。

eth2是以太坊POS机制的验证链，在全面转型只POS机制后，以太坊全网的出块则由beacon chain上的验证矿工来执行。而不是由目前的矿工来完成，当然，笔者认为，以太坊还会留有POA的基金会节点。

金色晚报 | 12月9日晚间重要动态一览:12:00-21:00关键词：Bitwise、BitMEX Research、桥水创始人、渣打银行

1. BitMEX Research：灰度BTC信托缺乏赎回机制且增持不可持续。

2. Bitwise加密指数基金向美国投资者开放。

3. 桥水创始人：比特币或成为央行间价值交换载体。

4. 央行行长易纲：未来区块链等金融科技手段在绿色金融中的运用前景非常大。

5. 荷兰银行公布对加密资产进行初步试验的进展。

6. 门头沟冷钱包地址目前剩余137891BTC和137891BCH。

7. 渣打银行将和北方信托合作为机构投资者提供加密货币托管平台Zodia。

8. Circle CEO：第三代区块链技术将使数字货币掌握在数十亿用户手中。

9. 新西兰被盗交易所Cryptopia用户索赔流程已正式开启。[2020/12/9 14:43:53]

目前来看，共识机制仍旧是POW，其中的共识验证出块的流程，还是通过随机数的计算而成。矿工参与需要拥有矿机或安装全节点。

金色热搜榜：OMG居于榜首:根据金色财经排行榜数据显示，过去24小时内，OMG搜索量高居榜首。具体前五名单如下：OMG、MCO、TRX、ETH、SEELE。[2020/11/2 11:27:22]

在信标链上的共识出块，是POS的，也就同样需要用一定的方式确认谁是最长链。本文主要介绍的内容原文被发布在以太坊基金会博客上。就是在介绍在eth2上怎样确认最长链。在出块过程中，可以说一直在出现分叉，是因为节点的通信，是同时向周边节点发任务消息，最终确定上，要遵循一个连续性。

我们来看原文，为了理解方便略有叙述改动，加入了少许注解。

Eth2背后的共识机制。

eth2可以通过一个新颖的方法来确定哪个块是这个链的开始，还有哪些块是与不是这个所述链的一部分。

在使用两种机制的条件下，eth2的目标是达成共识，除了在网络正常运行时，快速安全出块之外，要做到在受到攻击时也保持安全。

金色财经挖矿数据播报 | BSV今日全网算力上涨4.20%:金色财经报道，据蜘蛛矿池数据显示：

BTC全网算力104.200EH/s，挖矿难度15.14T，目前区块高度632952，理论收益0.00000909/T/天。

ETH全网算力186.724TH/s，挖矿难度2385.40T，目前区块高度10196401，理论收益0.00797625/100MH/天。

BSV全网算力2.009EH/s，挖矿难度0.29T，目前区块高度637841，理论收益0.00044801/T/天。

BCH全网算力2.755EH/s，挖矿难度0.38T，目前区块高度638053，理论收益0.00032662/T/天。[2020/6/4]

困境

FLP不可能原理是分布式计算领域的主要结论，它指出了在分布式系统中，除非对系统做出一些不合理的假设，否则不可能同时具有安全性，活跃性和完全异步性。

安全的理念是不能放弃的，而活跃性的概念可以从一些新的事情上获取。如果消息传递的时长没有限制，则协议是可以异步的。

金色午报 | 12月30日午间重要动态一览:7:00-12:00关键词：人民日报、USDT、征税、备案、刑事风险

1. 人民日报今日刊文《数字货币，你了解多少》。

2. USDT场外价格跌至6.92元创近期新低 溢价率约为-1%。

3. 韩国企划财政部：计划通过修订税法对加密货币征税。

4.以太坊缪尔冰川硬分叉预计1月2日进行。

5. 原检察院工作人员：币圈人最易涉及盗窃罪等五大刑事风险。

6. 美国SEC委员：仅靠SEC无法解决加密货币监管问题 可能需要国会支持。

7. Ripple首席技术官：Ripple从不依赖出售XRP来运营公司。

8. 全国工商备案区块链企业达3.3万余家。

9. 海南日报：区块链成为海南十大理论热词之一。[2019/12/30]

如果节点能够可靠地通信，始终诚实地遵守协议并且永不崩溃，那么达成共识很容易，但这不是世界正常的工作方式。如果这些假设不成立，则FLP不可能原理证明了必须打破以下至少一项：安全性，活跃性或完全异步性。

金色财经现场报道 段新星：区块链更新迭代的速度远超摩尔定律:在GBLS全球无眠区块链领袖峰会上，bytomCEO 段新星表示：“传统的信息里有摩尔定律，摩尔定律是十八个月每单位面积上集成的芯片来翻一倍，而整个区块链里确是每六到九个月就会翻一倍，这样的速度比整个电子半导体产业快太多。也就是说当年可以看到谷歌的AlphaGo跟欧洲大战的还不分胜负，那个时候整个区块链产业硬件水平已经达到了后来谷歌完全能够虐杀李世石的水平。”[2018/6/6]

Ghost和对分叉的看法

Eth2使用 Greedy Heaviest Observed Subtree（GHOST）作为其分叉选择的规则。GHOST通过选择票数最高的分叉来选择链的开头（它通过考虑每个分叉块及其各自的子块的所有票来进行选择）。

每次有一个分叉时，GHOST都会选择一侧分叉链，在该侧上，更多最新消息支持该块的子树（即更多最新消息支持该块或其后的区块）。算法将执行此操作，直到找到没有子块的块为止。（也就是找到分叉最末的块然后确认谁是最长链）

与最长链规则相比，GHOST的优势在于降低了网络延迟高时的攻击效率，并最大程度地减少了链重组的深度。这是因为虽然攻击者可以在自己的链上有效地构建块，从而使其最长，但是GHOST会选择另一个分支，因为这一支分叉得到票数更多。

尤其是eth2使用了GHOST的一种变体，该变体适合称为最新消息驱动GHOST（LMD-GHOST）的PoS。

LMD-GHOST背后的想法是，在计算链的开头时，只考虑每个验证者的最新投票，而不考虑过去的任何投票。这大大减少了运行GHOST时所需的计算量，因为执行分叉选择所需考虑的分叉数量不能大于验证器的数量。

在GHOST的规则下，验证者/矿工始终可以尝试向区块链添加一个新块（活跃性），并且他们可以在链的历史的任何一点（异步）进行添加。由于它是实时的并且完全异步，因此感谢我们的朋友FLP，我们知道它并不安全。

安全性缺乏本身以重组形式出现，链可能突然在任意深度的分叉之间切换。显然这是不可取的，而eth1是让用户做出“矿工的区块与网络其余部分进行通信需要多长时间的假设”来处理，这采用了等待$ x $确认的形式。（笔者注：还是最长链规则，让更多矿工确认，但如果攻击者拥有大规模算力，就会成为最长链。）

相比之下，Eth2不做这样的假设。

一个友好的确认工具

没有安全概念的区块链是无用的，因为无法做出决定并且用户无法就链的状态达成共识。这就需要Casper the Friendly Finality Gadget（Casper FFG）。Casper FFG是一种在决策时偏重安全而不是活跃性的机制。这意味着尽管做出的决定是最终确认的，但在不安全的网络条件下，它可能无法做出任何决定。

FFG是经典的实用拜占庭容错（PBFT）对加密货币经济系统融合的改变，是阶段性的，在该阶段中节点首先表明他们想就某件事达成共识（理由），然后同意后看到彼此达成共识（完成）。

Eth2不会尝试证明并最终确定每个“插槽”（预计将产生一个块的时间），而是每隔32个“插槽”，总共32个称为epoch。首先，验证者签署证明他们同意一个时期中的所有32个区块。然后，如果$ \ geq \ frac {2} {3} $(笔者注：可以理解为代表验证者)这样做，则该块是合理的。在以后的epoch中，验证者有机会再次投票，表明他们已经看到了较早的正确epoch，如果$ \ geq \ frac {2} {3} $执行此操作，则epoch将最终确定，并永远成为eth2链的一部分。

FFG运用了巧妙的技巧。投票实际上包括两个子投票，一个用于正当合理的时期，另一个用于即将定稿的时期。这节省了节点之间的大量额外通信，并有助于实现扩展到数百万个验证器的目标。

穿着风衣的两个ghost

ETH2的共识依赖于两个LMD-GHOST ，这增加了新的模块。Casper FFG可以决定链从哪里开始，决定出块是不是链的一部分。GHOST的良好活跃特性允许将新的块快速有效地添加到链中，而FFG紧随其后，通过确定epoch来提供安全性。

根据FFG，通过从最后一个最终的块执行GHOST，合并这两个协议。通过这样的构建，最后确定的块始终是链的一部分，也意味着GHOST不需要考虑更早的块。

在正常情况下，当生成块并且$ \ geq \ frac {2} {3} $验证者对它们进行投票时，这些块将在FFG证明并最终确定后不久由GHOST添加到链的开头。

如果网络受到攻击和/或大量验证器下线，则GHOST会继续添加新块。但是，由于GHOST处于活跃状态，并不安全，所以它可能会改变对链方向的想法，这是因为不断向链中添加新块，意味着节点也将继续接受新信息。另一方面，FFG主张安全而不是活跃性，这意味着它将停止确认区块，直到网络稳定到可以让验证者完成一致投票为止。

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