“披荆斩棘”合并之后 以太坊会面临哪些监管问题和应用层问题

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我们推出“以太坊大合并”系列的第一句话，主要介绍了以太坊升级的原因、路线和目前的进展情况。

随着Etherfang Merge时间节点的临近，今天我们将讨论Etherfang合并后会遇到哪些监管问题和应用层问题。

2022年8月16日，以太坊联合创始人Vitalik Buterin(V神)在Twitter上参与了主题“如果Lido、Coinbase等通过特定协议的验证者监督对以太坊的协议级审查，以太坊社区将如何反应”。

此次讨论的导火索是，最近美国财政部海外资产控制办公室(OFAC)将与Tornado Cash相关的以太坊地址添加到制裁团体名单上。但是，目前对他的制裁都是处于中心化水平的工作，对于与去中心化相关的智能合同部分，还不能实施技术制裁。

这表明，美国要想完全制裁Tornado cash，就必须控制底层的以太链。那么，如果美国政府监督以太坊，会发生什么

如果美国政府要监督以太坊，最大的PoS担保服务企业很可能要求对以太坊进行协议级交易审查。这不是验证者“恶行”，而是验证者对链中地址的“针对性制裁”。

简而言之

截至目前，以太网全部以太网担保的以太网货币数量约为1300多万ETH，通过Lido担保的以太网货币数量已占约30.9%，Coinbase约占14.7%，Kraken约占8.5%。

如果美国政府要求以Lido、Coinabse和Kraken为代表的大型节点验证者(服务商)对以太坊进行协议级交易审查，作为拥有美国法人的担保服务企业，很难拒绝类似的要求。

图形源自Dune Analytics

在可能的情况下，Etherfang Community在Twitter发起了投票讨论，讨论OFAC通过验证节点监督Etherfance时该怎么办。v神将这种情况视为对以太坊的攻击，支持通过更广泛的共识破坏这些节点的担保权。

现在，我们再来谈谈应用层。

如前所述，Etherfang的Merge按照“最小破坏”原则进行，使最初运行的应用程序客户端能够无缝过渡到PoS。也就是说，虽然是“最小破坏”，但在这个过程中，一些变化仍然会引起我们的注意。本节主要从应用程序开发的角度讨论合并后需要注意的方面。

整合后，当前的Eth1和Eth2客户端将成为ETH1的执行和共识层(或引擎)。这意味着Eth1或信号链客户端的节点操作员必须运行堆栈的“另一半”，才能获得完全验证的节点。下图显示了集成的整体以太网客户端体系结构。

客户端体系结构

合并后的客户端架构。这幅画来自丹尼瑞恩。

块结构

发生合并时，信号节点将监视当前PoW链，并等待其达到名为TERMINAL_TOTAL_DIFFICULTY的预定义total difficulty阈值。也就是说，如果创建PoW链为total difficulty=terminal _ total _ difficulty的块，则将其视为链中的最后一个PoW块。

然后，PoW块中包含的数据将成为信号链块中的数据组件，信号链可以被视为以太网房间中新的PoS共识层，以取代以前的PoW共识层。

同时，在共识验证过程中，信号节点与执行引擎(升级前的以太网客户端)通信，请求生成或验证ExecutionPayloads。ExecutionPayloads包含父散列、状态根、基本成本、要执行的事务列表等信息。

生成或确认这些数据后，信号节点将与P2P网络中的其他节点共享这些数据。

对于最终用户和应用程序开发人员来说，这些原始PoW链中的ExecutionPayloads仍然是与以太网直接交互的位置，事务在执行层客户端上继续处理，因此可以自动切换到PoS链。下图说明了这种关系。

图表来自丹尼瑞恩。

发动机运行

集成后，执行引擎主要负责状态管理、块创建和验证功能，不再包含与共识相关的所有任务。因此，执行引擎已进行了部分修改，如EIP-3675所述，主要包括以下三点：

首先修改了块中的一些数据字段。将原始区块中与PoW相关的几个字段设置为0(或相应数据结构的相应字段)，包括与地雷相关的(difficulty、mixHash、nonce)、与叔叔区块补偿相关的(OM MERS此外，extraData的长度在基础网络上也限制为32字节。

第二，只有合并后的信号链才能创建块，因此执行引擎停止处理块和叔叔块补偿。但是，交易手续费仍在处理中。这意味着，当执行引擎生成ExecutionPayload时，所有事务的发起人必须至少为当前baseFeePerGas支付费用，并将剩馀的事务手续费发送到feeReceipient。FeeReceipient表示升级前的以太网广场地址，而不是信号链认证者地址。

最后，当PoS取代PoW时，执行引擎不再对广播块负责，而是通过P2P网络广播事务

下图显示了合并Etherfang时的过程。首先停止PoW排放，第二信号链块在整合后开始持有ExecutionPayload。

图表来自丹尼瑞恩。

更改BLOCKHASHDIFFICULTY操作码

合并后可以继续使用BLOCKHASH操作码，但不再通过工作量证明生成相应的哈希值，因此此操作码提供的伪随机性将大大减少。

同时，DIFFICULTY Opcode (0x44)重命名为RANDOM，并返回信号链提供的随机值。因此，虽然此值仍然存在偏差，但它将BLOCKHASH替换为应用程序开发人员可以使用的更好的随机源。

RANDOM值存储在ExecutionPayload中与工作量证明计算相关的原始mixHash位置。升级后，此值将重命名为random。

下图显示了集成前后DIFFICULTY和RANDOM操作码的工作方式。

图表来自丹尼瑞恩。

合并前我们见过吗0x44操作码返回块标头的difficulty字段。负责在合并后生成随机数的random操作码是指名为RANDOM的现有mixHash字段。

出击时间

合并会影响以太的平均块时间。目前，PoW平均每13秒生成一个块，但由于网络拥塞，实际的块间隔有很大的差异。但是，在PoS中，块间隔是固定的12秒。但是，极端情况除外，例如认证者离线或未及时提交数据块，从而错过插槽

综上所述，升级后网络的平均出没时间减少了近1秒，从而提高了交易速度。注意：如果智能合同中存在与特定平均块时间相关的逻辑，开发人员在计算时必须考虑到这一点。

好了，今天的分享结束了。下一篇讨论以太合并后将面临的安全问题，欢迎继续关注我们的分享。

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