为什么说分片技术是以太坊ETH2.0的核心技术?

目前以太坊2.0的版本如火如荼地进行着,创始人V神也表示保守计划在今年年底完成1.0到2.0的过渡,今天我们不去讨论关于是否2.0还能不能用显卡挖矿这样的问题,我们把重心放在以太坊2.0技术中的一个“分片”的解读上。在以太坊社区有解读过分片的文章,今天将其简化让更的人容易去理解。

为什么说分片技术是以太坊ETH2.0的核心技术?

什么是分片?作为参与以太坊挖矿的老矿工都知道,目前的以太坊虽然已经是成了第二大主流加密币,但是因为其内部的结构无法支撑着日与剧增的各类活动数据导致以太坊的交易速度过于缓慢,从而使得用户无法获得足够的体验。因此如何去有效最大化的利用好一个有效区块是当前以太坊项目方需要改进的事情。我们将网络的整个状态分割成一系列被称为分片的分区,其中包含自己独立的状态片及交易历史记录。

在这种系统中,特定的节点只为特定的分片处理交易,从而允许在所有分片中处理的交易吞吐量比在单个分片中处理所有交易(像现在的主链一样)要高得多。简单的理解就是在现有的节点总数上多扩充一部分节点,这样使得以太坊更加的具有去中心化的结构。

分片是如何具体去运作的呢?我们假设如果交易没有跨分片,那么我们首先需要在特定分片创建校对器,校对器上面有个专业的检头,该检验头包含:

1,分片信息

2,交易生效前,相关分片的最新状态信息

3,在交易后,分片将变成的状态

4,分片上占所有校对器数量 2/3 的校对器数字签名,确认校对块是合法的

然后,最高节点将把所有分片中的校对块放到以太坊区块链中将要添加的区块中。他们的职责是处理所有校对块中的交易,并通过汇总他们的校验头来维护所有分片的状态。

在这种新的区块链中,满足以下条件时,区块是有效的:

  • 在所有校对块中的交易有效
  • 校对块的状态与交易前校验块的最新状态一致
  • 校对块交易后的状态与校验头所指定的状态一致
  • 校对块被所有校对器的2/3签名

那如果我们要实现跨片交易该如何进行呢?毕竟如果没跨片,也没任何的创新思路。比如如果我想要把钱从分片1转移到分片2 如何进行呢?这里如果要实现需要用到的一个概念叫:收据。

比如A把10个以太币转移给B

  1. 一笔被发送到分片 1 的交易扣除了 A 余额中的 10 个以太币,系统等待交易完成
  2. 一份不在状态中存储、而在默克尔树中存储的、可被轻易验证的交易收据随后被创建
  3. 一笔包括默克尔收据作为数据的交易被发送到分片 B分片 B 检查此收据是否还未被花费
  4. 分片 B处理此交易并在B 的余额中增加 100 个以太币。随后也会保存这份从分片 A发送过来的收据已经被花费的事实。
  5. 分片 B生成了一份新的可以在随后的交易中使用的收据。

以上就是分片跨片与不跨片的解读,更多内容也可以多关注以太坊社区的消息。

关键词解读:

  • 状态:描述系统在任何时间点的全部信息集。在以太坊中,指在特定时刻,包含当前余额,智能合约代码及 Nonce 的最新账户集合。每笔交易都会将当前状态变成一个全新的状态。
  • 交易:由用户发起的可改变系统状态的操作。
  • 默克尔树:一种可以通过加密哈希存储大量数据的数据结构。默克尔树可以很容易地在短时间内以很少的计算量检查数据是否是结构的一部分。
  • 收据:交易的附属品,不存储在系统状态中,但保存在默克尔树中,可以很容易的验证其存在。例如以太坊的智能合约日志就作为收据保存在默克尔树中。


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