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以太坊後合併時代，15個概念帶你深入瞭解以太坊2.0
（示意圖/取自pixabay）
台灣時間9月15日下午2點42分左右，以太坊正式完成合併。以太坊在區塊高度15537393觸發合併機制，並產出首個PoS區塊，高度為15537394，以太坊共識正式從PoW轉為PoS機制。
以太坊進入後合併時代，你對以太坊2.0瞭解多少？本文用15個概念帶你深入瞭解它。
1、信標鏈（Beacon chain）
信標鏈向以太坊1.0引入了權益證明，與以太坊1.0並行運行，信標鏈也被稱為協調層。
信標鏈具有一下作用：
分配驗證者的職責
確認檢查點
執行協議級隨機數位生成器（RNG）
促進信標鏈運行
投票決定分叉鏈頭
2、Slots
32 Slot = 1 Epoch
1 slot的時間是12秒，隨機選擇的驗證者在此時間內提議一個區塊，每個slot中可能有也可能沒有區區塊。
全部驗證者被分成多個委員會，由一個或多個單獨的委員會負責驗證每個slot。
委員會中有一個驗證者將被選為聚合者（aggregator），而其他127個驗證者將進行驗證。
在每個Epoch之後，各委員會的驗證者被混合併合併到新的委員會。每個委員會至少有128名驗證者。
3、Epoch
1 Epoch = 32 Slot
1個Epoch表示32個slot的數量，大約耗時6.4分鐘。
當涉及到驗證者隊列和最終確定性時，Epoch扮演著重要的角色。
4、存款合約
存款合約是通過以太坊1.0上的智慧合約到達以太坊2.0的網關。
智慧合約接受任何最少1個ETH和有效輸入數據的交易。
以太坊2.0信標節點監聽存款合約，並運用輸入數據來信任各驗證者節點。
5、輸入數據
輸入數據，也稱為存款數據，是用戶生成的，長度為842個字符的序列。
它表示驗證者公鑰和取款公鑰，由驗證者私鑰簽名，輸入數據需要添加到交易和存款合約中，以便由信標鏈辨識。
6、驗證者（Validator）
驗證者需要在以太坊1.0鏈上的驗證者存款合約中，存入32個ETH。
驗證者營運業者必須運行一個驗證者節點，驗證者的職責是提議區塊和簽署證明，驗證者必須至少保證一半的線上時長，才能獲得正向回報。
符合啟動資格&預估啟動
具體參考下文關於等待啟動驗證者的相關術語解釋，保證金存款已經過ETH2鏈「符合激活條件」時間戳辨識。
如果存在等待啟動驗證者隊列，則需計算預估啟動時間戳。
7、唯一索引（Unique Index）
每個驗證者都會接收屬於自己的唯一索引。
8、當前餘額 & 有效餘額（Current Balance和Effective Balance）
當前餘額表示驗證者目前持有的ETH數量；有效餘額表示由當前餘額計算的值，用於確定驗證者獲得的獎勵或懲罰的大小。
有效餘額永遠不得超過32 ETH。
為了增加有效餘額，驗證者要求「有效餘額 + 1.25 ETH」。換換句話說，如果有效餘額為20 ETH，則需要當前餘額為21.25 ETH，才能獲得21的有效餘額以太坊。
如上例所示，有效餘額將在低於閾值0.25時進行調整。
以下是說明有效餘額如何變化的例子：
如果當前餘額為32.00 ETH，有效餘額為32.00 ETH。
如果當前餘額從22.00 ETH下降到21.76 ETH，有效餘額將為22.00 ETH。
如果當前餘額增加到22.25 ETH、且有效餘額為21 ETH，則有效餘額增加到22 ETH。
9、舉報人（Slasher）
Slasher自成實體，但需要一個信標節點來接收證明。
為了通過驗證者發現惡意行為，slasher遍歷所有接收到的證明，直到發現罰沒攻擊。
被發現的罰沒被廣播到網路中，下一個區塊提議者將證明添加到區塊中，區塊提議者會因為罰沒惡意驗證者而獲得獎勵。
然而，舉報人（Slasher）不會得到獎勵。
可罰沒的罪行
證明者違規（Attestation Violation）
雙重投票：驗證者在同一個epoch簽署兩個衝突的證明。
環繞投票：驗證者環繞另一個證明簽署證明。
提議者違規（Proposer Violation）
雙重區塊提議：一個區塊提議者為同一個slot簽署兩個衝突區塊。
10、證明（Attestation）
驗證區塊有效性的證明者（Attester）進行的投票。
11、區塊提議者（Block Proposer）
信標鏈所選擇的驗證者，提議出下一個區塊，每個slot只能有一個有效區塊。
12、區塊狀態（Block Status）
已提議區塊（Proposed）：區塊通過驗證被驗證者提議。
提議中區塊（Scheduled）：驗證者正在提交數據。
漏塊（Missed/Skipped）：提議者沒有在既定時間內成功提議區塊，所以該區塊被漏掉了。
孤塊（Orphaned）：為了理解該術語，我們來看下圖，其中數字1-9代表slot。
1、slot1的驗證者提議區塊「a」。
2、slot2的驗證者提議區塊「b」。
3、slot4被漏掉了，因為驗證者沒有提議任何區塊（如離線）。
4、在slot5/6出現了分叉：驗證者（5）提議了一個區塊，但是驗證者（6）沒有收到相關信息（例如，該區塊到達該驗證者的速度不夠快）。所以驗證者（6）根據從驗證者（3）那裡看到的最新資訊提議了一個區塊。
5、分叉選擇規則在這裡起關鍵作用，決定了可用鏈中那條鏈是規範鏈。
13、驗證者生命週期
（1）已存入保證金
32 ETH已存入ETH1存款合約，該狀態將維持7小時左右，這為在ETH1鏈受到攻擊時提供了安全性。
（2）等待啟動
等待在ETH2上啟動。
在驗證者進入驗證者隊列之前，它們需要經其他活躍的驗證者投票加入，每4小時進行一次投票。
直到網路中有327680個活躍驗證者之前，每個epoch可以啟動4個驗證者。每增加65536（=4 * 16384）個活躍驗證者，驗證者啟動率就相應增加1個點。
此後每個epoch可啟動5個驗證者，則需要327680個活躍驗證者，也就是每天1125個驗證者。
每個epoch啟動6個驗證者，則需要393216個活躍驗證者，也就是每天1350個驗證者。
每個epoch啟動7個驗證者，則需要458752個活躍驗證者，也就是每天1575個驗證者。
每個epoch啟動8個驗證者，則需要524288個活躍驗證者，也就是每天1800個驗證者。
每個epoch啟動9個驗證者，則需要589824個活躍驗證者，也就是每天2025個驗證者。
每個epoch啟動10個驗證者，則需要655360個活躍驗證者，也就是每天2200個驗證者。
激活數量隨啟動驗證者數量的增加而增加，其限制為激活驗證者集除以64.000。
（3）活躍驗證者（Active Validator）
當前正在確認和提議的塊（=區塊提議者）
驗證者將保持活動狀態，直到：
其餘額低於16 ETH（被踢出網路）
自願退出
被罰沒
（4）被罰沒驗證者（Slashing Validator）
驗證者是惡意驗證者，將被罰沒並踢出系統。
懲罰（Penalty）是一S種消極的獎勵(如離線)，「罰沒（Slashing）是重大的懲罰（≥1/32的質押餘額）和強制退出......」Justin Drake說。
（5）正退出的驗證者（Exiting Validator）
踢出網路：驗證者餘額低於閾值，被踢出網路。
退出網路：自願退出，取款密鑰持有人可提取相應驗證者餘額的當前餘額。
14、最終確定（Finalization）
在以太坊2.0中，至少有三分之二的驗證者必須誠實，因此，如果存在兩個相互競爭的epoch，並且三分之一的驗證者決定實施惡意行為，他們將受到懲罰，誠實的人會得到獎賞。
為了確定一個Epoch是否已經最終確定，驗證者必須同意連續的最新兩個Epoch（=「被證明的」），然後所有之前的Epoch都可以被認為已經最終確定。
15、最終確定性問題（Finality issues）
如果某個epoch的投票率低於66.6%（=參與率），則該epoch不能成立。
正如在「最終確定」概念提到的，需要連續三個被證明的epoch才能達成最終確定性，只要鏈不能達到這個狀態，就存在最終確定性問題。
在存在最終確定性問題期間，驗證者隊列將被暫停，新的驗證者不能加入網路。
但是，餘額小於16 ETH的非活躍驗證者將被踢出網絡，這使得網路更加穩定，參與率也更高。
本文為金色財經授權刊登，原文標題為「金色觀察 | 以太坊後合併時代 15個概念帶你深入瞭解以太坊2.0」
