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要理解信标链,我们首先了解一下分片技术(sharding computing),它是以太坊2.0的核心功能。分片链与信标链是相互独立的,它是计划在Phase1才引入的功能。不过首先了解一下它有助于我们理解以太坊2.0的整体技术架构及其设计目的。以太坊1.0中系统每秒处理事务数大约为15,这样的吞吐量对于一个底层系统而言是远远不够的,建立在它之上的Dapp应用,通常会面临拥堵和体验不好的问题,而我们扩展系统时面临的主要困难是:每个节点都要验证和同步链上所有信息,这样的架构显然很容易达到瓶颈。
以太坊2.0中的分片技术就是为了解决这样的扩展问题。以太坊2.0的主要目标就是进行水平扩展,以信标链加上分片链的整体架构,让验证者仅仅处理和验证自己分片上的交易,或者只参与信标链主链上的共识过程。所以每个分片上的交易只会由全网的一个子集来处理,大大减轻了节点的负荷,加上采用权益证明的共识机制,验证者只需要消费级硬件就可以运行节点了。这样的整体架构下,全网的吞吐量将会有一个质的?跃。以太坊2.0的部署计划是在Phase1启动64个分片链。
采用分片技术最大的问题就是安全性问题,因为验证节点被分配到不同分片上且各自为政,因此攻击者攻破单个分片的难度就会大大降低。解决这个问题的核心,是在信标链中采用的随机方法,每个区块都由一组随机选择的验证者(Validator)所组成的委员会(Committee)来处理。只要一个验证者持有的权益少于全部验证者权益的1/3,那么系统被攻击的概率就为0. 这点后面会详细说明。
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