區塊鏈:探索 ETH 2.0：跨片通信是如何處理的？_數字貨幣

來源：Adiasg.me

翻譯：頭等倉

編者注：原標題為《探索ETH2.0的跨片通信》

隨著Eth2.0的階段深入，研究重點正在轉移到階段2：狀態執行。此階段最重要的一個方面是跨片通信的處理，它影響了分片化區塊鏈系統的可擴展性，執行環境容量以及用戶體驗。這篇文章旨在幫助讀者了解跨片通信的設計，并探討可用方式。

跨片通信的設計可以分為兩層：

1.?共識層：用于處理跨片消息傳遞。這個設計會影響分片式區塊鏈系統的可擴展性。

美歐聯合貿易和技術委員會探索利用區塊鏈技術追蹤溫室氣體排放:金色財經消息，美國與歐盟聯合貿易和技術委員會將合作研發跟蹤碳排放的技術，并將區塊鏈技術視為衡量和利用生命周期溫室氣體（GHG）評估的潛在工具。

該委員會是拜登政府于2020年成立的，旨在協調美國和歐盟之間的技術和貿易政策。在一份聯合聲明中，目標之一是改進跟蹤碳排放的方法和過程，工作組將研究包括區塊鏈技術在內的幾種“新興技術”的潛力，以更可靠地跟蹤溫室氣體排放，還將考慮人工智能、機器學習和“物聯網”（IOT）技術。根據聯合聲明稱，工作組的目標是開始部署應對氣候變化的技術，但這些技術具體究竟是什么仍不清楚。（CoinDesk）[2022/5/17 3:20:16]

2.?執行層：包括跨片傳輸和合約調用的接口。這個設計選擇會影響執行環境的容量。

中國銀行首席科學家郭為民：在自貿區內探索將數字貨幣作為結算工具:7月28日，北京市政協常委會圍繞“全力推動‘兩區’建設，助力首都經濟高質量發展”主題開展協商議政。北京市政協委員、經濟委員會副主任，中國銀行首席科學家郭為民建議，充分發揮國家金融管理中心的作用，加強頂層設計，把中關村銀行打造成數字銀行，以數字貨幣的守正創新為基礎滿足區內企業支付結算、投融資的個性化需求。充分發揮數字貨幣支付即結算、交易鏈條可追溯、資金流向可追蹤等特性，在自貿區內探索將數字貨幣作為結算工具，提升企業間貿易結算的效率、降低成本；打造基于區塊鏈和數字貨幣的金融交易系統；積極鼓勵有實力的核心企業與中關村銀行合作探索打造企業級數字貨幣跨境支付結算平臺，試點建立封閉企業場景的數字貨幣跨境支付體系，提升企業跨境貿易、結算效率；并以此為基礎，協助央行探索進一步建立更廣范圍的分布式跨境支付網絡，在新一輪的全球性金融基礎設施建設爭奪中取得先發優勢，助力人民幣國際化進程。（北京日報）[2021/7/28 1:21:04]

共識層

聲音 | 招行行長助理：招銀理財已開始探索將區塊鏈等技術應用到利率預測等業務場景中:據21世紀經濟報道，4月22日，在獲批籌建理財子公司3天后，招商銀行行長助理兼資產管理部總經理劉輝接受21世紀經濟報道等媒體訪問，劉輝表示，金融科技將是招銀理財構建核心競爭力的抓手，目前招銀理財已經開始探索將機器學習、自然語言處理、區塊鏈、RPA等技術應用到利率預測、輿情監測、ABS和運營等業務場景中。[2019/4/24]

跨片通信的共識層負責在區塊鏈系統的各個分區傳遞跨片消息。主要挑戰是在保持可擴展性的同時，為跨片消息的有效性提供強有力的保證。該層可分為兩部分：

發送/接收最終確定性

聲音 | 福州市市長：福州將推動海峽基金業綜合服務平臺落地，探索區塊鏈金融服務創新:據中國新聞網報道，1月5日，福州市市長尤猛軍在福州市十五屆人大三次會議上作政府工作報告表示，福州將推動海峽基金業綜合服務平臺落地，探索區塊鏈金融服務創新。[2019/1/6]

數據傳送

發送/接收最終確定性

源分片和目標分片必須分別完成跨片消息的發送和接收。為實現此目標可采用的設計有：

異步：源分片發送消息，而目標分片可以在將來的任何時間接收此消息。

同步：目標分片在源分片確定發送之后的有限時間內接受消息。有多種方法可以實現此目的：·分片之間運行某種共識協議，并決定同時發送和接收，例如：分片拜占庭式原子提交。·源分片先發送，而相應的目標分片必須在一段時間內接收，例如：CBCCasper跨片消息傳遞。此方法要求在源分片和目標分片之間存在層次結構，否則，由于發送和接收沖突而可能導致僵局。·將跨片消息放置在信標鏈上，并強制目標分片在下一個交叉之前接收它們。

同步與Eth2.0的設計不兼容，因為它需要分片以某種方式協調發送和接收最終確定性。

數據傳送

先前的機制涉及發送和接收的最終確定性，這與實際完成消息的發送或接收不同。這是數據傳送機制的任務。

ETH2.0的設計要求所有共識活動僅在信標鏈中發生。這意味著所有跨片消息都必須“流經”信標鏈。這為我們提供了跨片數據傳遞的兩種選擇：

協議交付：協議通過使跨片消息在信標鏈上可用，來交付跨片消息的完整數據。這增加了信標鏈的開銷，并嚴重影響了系統的可擴展性。

用戶交付：該協議僅在跨片消息的最少信息上達成共識。然后，用戶負責將與跨片消息關聯的Merkle分支傳遞到目標分片。此方法更適合Eth2.0，因為它遵循僅在信標鏈上的merkle根上形成共識的一般原理。

共識層的擬議設計

為了優先權衡系統可擴展性，

異步發送/接收最終確定性和用戶交付數據的解決方案是更可行的。在shard分片A上的用戶?1發送Ether給在分片?B的用戶2如下：

1.?用戶1在shard?A上創建事務TX1，從EE1標記余額，并聲明目標是用戶2。

2.?當來自shard?A的crosslink包含在信標鏈中時，收集最后一個crosslink以來的所有跨片交易的merkle根出現在信標鏈上。這是shardA中包含TX1的證據。

3.?shardB發現了信標鏈上的這個merkle根，用戶2創建交易TX2，顯示shardB包含TX1的merkle證明。這允許將適當的金額標記到用戶2在EE2上的余額。

執行層

跨片通信的執行層為用戶和合約提供接口，以進行跨片傳輸和合約調用。該層的設計空間尚未得到很好的探索。關于此層的最新討論包括：

執行環境中的跨片調用

分片之間可靠的價值轉移

跨片調用

基本問題是：當不同的分片上調用另一個分片的功能時會發生什么？對于分片式區塊鏈來說，設計并不是唯一的。它與在多個分區中分開執行應用程序的系統相同，例如：

單線程與多線程系統

單一算機與網絡應用系統

受到上述系統的啟發，簡單設計可以是以下幾種類型的調用：

異步調用，無返回

指定了回調的異步調用

同步調用

替代方法包括各種高級并發編程范例，例如

protolambda’scommitcapabilitiespost。

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