以太坊:V神發布ETH2.0信標鏈首個硬分叉提案HF1，引入更公平的節點懲罰機制_lotex

“以太坊創始人

V神在推特上介紹了以太坊信標鏈第一個硬分叉升級提案。

V神稱，HF1添加了輕客戶端支持，簡化了規范，提高了效率，并引入了懲罰性較小的不活躍懲罰機制。根據文件，硬分叉將使開發人員可以對最近發布的信標鏈進行一些關鍵的升級，也將成為將來進行更深層更改的有用測試。其中輕客戶端支持對資源的要求最低，并且可以在移動設備上運行的節點。這將允許“最小化信任的錢包”能夠自己驗證區塊鏈，而不是依賴于外部服務提供者。”

HF1是以太坊信標鏈的第一個硬分叉升級的暫定代碼名稱。HF1的主要目標是：

添加輕客戶端支持

修復信標鏈中的一些脆弱點。這些脆弱點被發現時已經太晚而沒能在信標鏈創世啟動時修復。

在較小的更改升級環境下對信標鏈的硬分叉升級機制進行測試，以便以后進行更大的更改。

V神發布旨在解決“大區塊鏈”中心化和信任問題的路線圖:12月6日，以太坊創始人V神（Vitalik Buterin）發布文章《Endgame（最后階段）》。考慮到一般的“大區塊鏈”，即非常高的區塊頻率、非常大的區塊規模、每秒數千筆交易，但也高度中心化的區塊鏈，V神稱，至少按照其標準，如何才能使這樣的鏈可接受的無需信任和抗審查？文章提出了一個合理的路線圖：1.添加第二層質押，以進行分布式區塊驗證；2.引入欺詐證明或ZK-SNARK，讓用戶直接（且低成本地）檢查區塊有效性；3.引入數據可用性采樣，讓用戶檢查區塊可用性；4.添加二級交易渠道以防止審查。對于以太坊Rollup的未來，V神表示，沒有任何一個Rollup能成功地與大多數以太坊活動保持一致。相反，它們都以每秒幾百筆交易的速度達到極限。我們得到一個以太坊的多Rollup的未來，即Cosmos的多鏈愿景，但是在一個提供數據可用性和共享安全性的基礎層之上，用戶可以依靠跨Rollup橋接在不同Rollup之間切換，而不需要支付主鏈上的高額費用。這一切可能需要數年時間才能實現。人們需要數年的改進和審計才能完全放心地將其資產存儲在運行完整EVM的ZK-Rollup中，跨域MEV研究也仍處于起步階段。但是，可擴展區塊鏈的現實而光明的未來可能會出現，這一點看起來越來越清晰。[2021/12/7 12:55:20]

HF1中提出的共識更改內容包括：

V神發布倫敦升級后鏈容量增加約9%的三個原因:V神（Vitalik Buterin）發文《鏈容量為什么在倫敦升級之后增加了約9%？》。V神表示有3個原因：

1. 冰河時代延遲

當倫敦分叉開始時，冰河時代才剛剛開始生效。倫敦之前的平均區塊時間約為13.5秒，倫敦之后的平均區塊時間回落到其長期正常水平約13.1秒。這是區塊速度約3%的差異，這解釋了鏈上gas使用量增加9%中的3%。

2. 目標值1500萬與最大1500萬

在倫敦升級之前，區塊最低gas使用量為1500萬，并非所有區塊都使用了整個1500萬，即使是功能最完善的區塊生產者也會留下0-20999未使用的gas，因為剩余空間太少，無法容納單筆交易，除此之外，總會有偶爾的區塊生產者制造空塊。4月份的一項分析表明，大約2%的區塊是空的。假設在倫敦之前有大約2-3%的未使用空間。然而，在倫敦之后，1500萬不是最大值，而是目標值。這意味著，如果使用的平均gas（包括空塊）低于1500萬，則基本費用將減少，直到平均值回到1500萬。所以這又占了大約2-3%。

3. basefee調整中的數學缺陷

EIP1559公式在目標為50%時并不完美。從最近觀察到的時間跨度中獲取數據，51.5%是完整區塊（full block）（因此，比預期的50%高約3%）。[2021/8/15 22:15:37]

同步委員會

V神發布針對信標鏈的終結性模型替代設計構想:金色財經報道，以太坊聯合創始人V神在Ethresearch論壇中發表針對信標鏈的替代設計方案《一個基于累積委員會的終局性模型》，他認為信標鏈從長期來看可以切換到這個方案，以取代此前計劃切換的CasperCBC方案。他表示該方案的核心屬性包括：可以在通常情況下提供單時隙（slot）的經濟終局性；即使發生了單時隙（slot）的重組（reorg），對于串通的多數人來說，執行也要昂貴的多，從而減少共識可提取價值CEV（consensus-extractablevalue）；擺脫對LMDGHOST分叉選擇的嚴重依賴，避免已知的缺陷，并引入復雜的混合分叉選擇規則來修復這些缺陷；有可能允許較低的存款規模和較高的驗證人數量；保留了經濟終局性可以接近一個非常大的數字（數百萬ETH）。[2021/8/5 1:36:30]

我們向信標鏈添加一個隨機抽取的“同步委員會”。這樣做的目的是允許輕客戶端使用很少的overhead來確定鏈head。這將使輕客戶端實際上可在移動設備、內置瀏覽器之類的使用案例中使用信標鏈，從而為實現更加信任最小化的錢包生態系統鋪平道路。

動態 | V神發5篇博文談以太坊2.0未來將遇到的難題:據Coindesk文章報道，在以太坊Devcon大會期間，V神筆耕不輟，連發5篇博客文章，談論以太坊2.0未來將遇到的難題。現整理如下：

1.在短期內（指如果ETH2.0發布），將ETH從以太坊2.0轉移到以太坊1.0仍然存在這個可能。以太坊2.0開發人員Preston Van Loon表示，在ETH 2.0和 ETH 1.0之間創建雙向橋的復雜性給兩個鏈帶來了“安全風險”。Buterin提出了兩種可能的方法來在兩個區塊鏈之間建立“橋梁”。他承認，“如果以太坊2.0遭到破壞，這兩項建議都需要在以太坊1.0方面采取緊急補救措施。”為了降低此類風險，Buterin建議在投票期間啟用“人為干預”，以逆轉從以太坊1.0網絡進行的遷移。目前這仍然是項建議，研究人員還沒在 ETH 2.0中設計遷移“橋梁”。

2.在ETH2.0和ETH1.0完全合并之前，以太坊2.0可能會與ETH1.0并行使用多年。區塊鏈研究員Mihailo Bjelic表示，在開發人員確定其可靠性之前，以太坊2.0這樣的復雜系統不應取代當前的以太坊主網。V神在博客文章中稱，希望這種過渡是平穩的。

3.調用有關以太坊2.0區塊鏈的數據將比以前更加昂貴。V神針對這些問題，在博客文章中建議開發人員可以在編寫驗證器時控制其規模等。

4.以太坊將失去原子交易的能力。ETH 2.0將破壞以太坊上原子交易能力，即一次完成所有交易（交易拆會在不同分片間完成）。V神認為，不同應用之間可以具備更強交互能力，但也會使一些活動受阻，使得更難吸引加密貨幣交易者。

5.V神在博客文章中提出ETH 2.0 在發布時分片數量會降低，先前為1024個分片，現在提出的為64個分片，主要好處是以太坊2.0的分片之間可以通信更快，更簡單。[2019/10/25]

在每個時間段內，隨機選擇1024位驗證者作為同步委員會的成員。同步委員會中的驗證者節點將發布簽名以向當前的head進行證明。這些簽名將作為LightClientUpdate對象的一部分進行廣播，該對象可以幫助輕客戶端找到這個head，并將被包含在信標鏈中以得到獎勵。

V神發火：你們再炫富，我就退出:以太坊已成為加密貨幣2.0代表，但以太坊創始人Vitalik Buterin卻時常充滿擔憂，他認為，加密貨幣技術正朝著錯誤的方向前進。他不希望以太幣淪為投機者的天堂，而是能夠滲透進所有的工業中，將全世界的經濟、社交、文化都去中心化。他警告說：數字貨幣隨時可能歸零，傳統資產仍是存款首選。他不希望人們帶著數千億美元的數字紙上財富到處炫耀，并威脅道，“如果你們再這樣的不成熟，我就將退出以太坊。”[2018/3/17]

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

記賬改革

我們替換了證明者獎勵的計算方式。不同于存儲PendingAttestation對象并且最后處理它們，我們選擇添加了一個位域，用于存儲每個驗證者的狀態，從而可以實時累積有關誰參與的數據。位域按“改組順序”排序，以確保同一委員會中驗證者的記錄一起顯示。這種更改的目的是簡化客戶端實現，并使更新Merkle樹更加便宜。

具體參考：https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/pull/2176?

記賬改革

我們對驗證者集進行更改，并且懲罰記賬僅每64個時期發生一次，而不是每個單一時期。這樣做的目的是大大降低處理“空白時期過渡”的復雜性——例如，有一條鏈的參與度非常低，其中兩個連續的區塊相隔一千個slot，它們之間只有一個空白時期。為了處理這樣的鏈，目前客戶端需要每個時期重新計算每個驗證者的余額一次，以此對驗證者進行不活躍懲罰；而在新的提案中，他們只需要每64個時期執行一次。

此外，我們對不活躍懲罰的工作方式進行了兩項更改：

不活躍懲罰將變為每個驗證者的二次方。也就是說，如果存在不活躍懲罰，在此期間完全離線的驗證者會損失約10％的余額，那么在此期間90％的時間在線的驗證者現在只會損失約0.1％的余額。這試圖將處罰重點放在真正行為不當的節點上，減少對由于網絡連接問題而離線的誠實節點。

更多的討論可以參考此處：https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/issues/2098?

驗證者不活躍懲罰在確定后逐漸減慢而不是停止。這樣可確保一旦達到最終狀態，離線節點將繼續失去余額一段時間，從而確保驗證者在線時間百分比顯著高于2/3，而不是僅稍高于該閾值。

具體參考：https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/pull/2192?

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

值得慶祝的一點是，通過削弱驗證者罰款，我們可能稍微走出困境。我們將對常數進行更改：

INACTIVITY_PENALTY_QUOTIENT:reducedfrom2**26(=67,108,864)to3*2**24(=50,331,648)

PROPORTIONAL_SLASHING_MULTIPLIER:increasedfrom1to2

MIN_SLASHING_PENALTY_QUOTIENT:reducedfrom2**7(=128)to2**6(=64)

與HF1同時部署的分叉選擇更改

對的分叉選擇

當前，如果在最近的slot中沒有發布任何塊，則出于該slot期間的LMDGHOST證明的目的，視為證明者正在支持的鏈中的最新區塊。例如，在下面的這張圖中，BLANK上的證明算作A上的證明：

但是，這為34％攻擊打開了大門。假設為每個slot分配了m個驗證者，其中惡意攻擊者控制了0.34*m。攻擊者也有權為slotn+1發布區塊B。攻擊進行如下：攻擊者不發布B，也不發布其任何證明。所有誠實的證明人都會投票支持聲稱他們在第n個slot中看到區塊A而在第n+1個slot中什么都沒有看到的說法，當前該計數被視為對A的投票。在第n+2個slot中，一個誠實的提議者會在A上面構建一個區塊C，此時，惡意提議者會向slotn+1和n+2公布B及其對B的證明。上面的分叉有0.68*m個驗證者支持它，但頂部分叉只有0.66*m的支持，因此下面的分叉獲勝。

這種攻擊在該論文的3.1章節中進行了更加詳細的描述：https://econcs.pku.edu.cn/wine2020/wine2020/Workshop/GTiB20_paper_8.pdf?

擬議的解決方案是更改分叉選擇的工作方式，從而使其對對的樹進行操作，而不是對區塊樹進行操作。因此，在上圖中，slotn+1中的誠實投票將計為對的投票，因此它們將正確地計為支持上面的分叉，因此上面的分叉獲得的支持為1.32*m，從而擊敗攻擊。

更多內容：https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/pull/2197?

修復分叉選擇余額攻擊

在分叉選擇中存在一種“余額攻擊”，擁有2％驗證者的攻擊者會在一個slot結束之前的正確時間發布少量證明，說服網絡中超過49％的人認為某個區塊A獲勝，而超過49％的網絡則認為B區塊獲勝。如果他們正確地安排了廣播的時間，則每一組驗證者都會按時看到針對他們的消息，但是沒有時間在這個slot結束之前將消息重新廣播到另一組驗證者。如果網絡環境對于攻擊者而言是最佳的，則它們可以無限期地重復。

提議的解決方案是通過授權下一個slot的提議者對分叉選擇產生暫時但重大的影響，從而將所有驗證者的支持方向決定性地轉移到一側或另一側，從而“打破了對稱性”。

更多內容：https://notes.ethereum.org/@vbuterin/lmd_ghost_mitigation?

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