深入分析以太网整合后监管和APP应用层问题

2023年04月15日 13:57

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以太网合并后的监管和APP应用层问题随着成都链安刚

以太网Merge时间节点的临近，今天我们将探讨以太网合并后面临的监管问题和APP应用层问题。

发表“以太网大合并”系列的第一篇文章主要介绍了以太网升级的理由、路线和当前进展。 (深度|以太体的“大合并”后，能治好Web3的精神损耗吗？ (

)。

随着以太坊Merge时间节点的临近，今天我们将讨论以太坊合并后将面临的监管问题和APP应用层问题。

2022年8月16日以太网联合创始人vitalikbuterin(v神)在推特上表示：“如果通过Lido、Coinbase等特定协议的验证者对以太网进行了协议级别的审查，以太网社区会有什么反应，将此审查视为对以太网的攻击，并选择通过更广泛的共识(social consensus )放弃这些验证者的质押权益。

引起这场讨论的导火索是最近，美国财政部海外资产管理办公室(OFAC )将与Tornado Cash相关的以太网地址添加到制裁实体列表中。但是，现在的制裁都是处于中心化水平的操作，对于与中心化相关的智能合约部分还不能进行技术制裁。

这表明，美国必须控制底层以太体才能彻底制裁Tornado cash。那么引出一个问题。如果美国政府监督以太坊，会面临什么呢？

如果美国政府监管以太坊，最大的可能性是要求大型销售点质押业者对以太坊进行协议级别的交易审查。这不是验证者“作恶”，而是验证者对链上地址的“性制裁”。

简单来说监视来自被制裁地址的所有请求，从块拒绝包含被制裁地址的事务的所有块，如果块不能通过66%以上的权益验证投票，则块的所有事务请求将回滚，这意味着被制裁的地址不能进行任何操作，验证者也不会面临任何处罚。

截至目前，以太坊所有网络当铺的以太坊数量约为1300万ETH另一方面，通过Lido质押的以太网货币数量约占30.9%，Coinbase约占14.7%，Kraken约占8.5%。

如果美国政府要求以Lido、Coinabse、Kraken为代表的大型节点验证者(服务商)对以太坊进行协议级别的交易审查，作为拥有美国法律实体的当铺服务商，同样的要求很难拒绝

针对可能发生这种情况，以太坊的社区开始在Twitter上进行投票讨论。如果OFAC通过验证节点监督以太坊该怎么办？ V神支持将上述情况视为对以太体的攻击通过更广泛的协议销毁这些节点的质押权益。

接下来，我们来谈谈APP应用层的问题。

在上一篇文章中，以太体的Merge说了按照计划按照“最小破坏”的原则进行使原来运行的APP应用程序客户端无法感知地切换到销售点。也就是说，尽管是“最小破坏”，但在这个过程中，一些小的变化值得注意。本节主要从APP应用开发的角度，介绍合并后我们应该关注的地方。

合并后，当前的Eth1和Eth2客户端将成为以太网运行层和共识层(或引擎)。这意味着，Eth1或信标链客户端的节点运营商必须运行堆栈的“另一半”才能获得完全验证的节点。下图显示了一个完整的集成以太网客户端体系结构。

-客户端体系结构

合并后客户端体系结构.

发生合并时，信标节点监视当前PoW链，并等待达到预定义的total difficulty阈值，称为TERMINAL_TOTAL_DIFFICULTY。也就是说，如果在PoW链中生成了具有total difficulty=terminal _ total _ difficulty的块，则会将其视为链中的最后一个PoW块。

之后PoW块中包含的数据成为信标链块的数据组成部分，可以将信标链视为以太网新的PoS共识层，而不是以前的PoW共识层。

在同时进行共识验证时，信标节点与运行请求生成或验证ExecutionPayloads的ExecutionPayloads的引擎(升级前的以太网客户端)进行通信。 ExecutionPayloads包含父散列、状态路由、基本费用和要执行的交易列表等信息。

生成或验证这些数据后，信标节点将与p2p网络上的其他节点共享它们。

对于最终用户和APP应用程序开发人员来说中选择所需的族。这些原始PoW链上的ExecutionPayloads仍然是与以太网直接交互的地方，因为事务由执行层客户端处理，所以可以无意识地切换到PoS链。下图说明了这种关系。

合并后执行引擎主要负责状态管理、块创建和验证功能，不再包括共识相关操作。因此，执行引擎被修正了一部分，这些修正在EIP-3675中有所描述，主要包含以下三点。

首先修改了块中的一些数据字段。将仅与原始块中的PoW相关的一些字段设置为0 (或与其数据结构等效)、以及具体地说，包括开采相关(difficulty，mixHash，nonce )、t块奖励相关(ommers，ommersHash )。此外，extraData的长度在主网络中也限制为32字节。

接下来，执行引擎将停止处理块和叔块奖励，因为只有合并的信标链可以被阻止。但是，交易手续费仍然会被处理。这意味着当执行引擎创建了执行支付时，所有交易的发起人必须至少能够支付当前baseFeePerGas的费用，并将剩余的交易手续费发送给feeReceipient。请注意，feeReceipient指向升级前的以太网地址不是信标链验证者的地址。

最后，如果使用PoS代替PoW，则执行引擎将不再负责广播块，但会通过p2p网络广播事务。具体过程是中选择所需的族。首先，用户通过本地RPC请求将事务处理发送到合意客户端，然后打包在信标块中。然后，共识客户端在他们的p2p网络上广播信标块。

以太网集成时的流程：首先停止PoW屏蔽，其次，信标链块在合并后开始具有执行支付。

合并后，仍然可以使用BLOCKHASH操作码，但不再进行工作量证明以生成相应的Hash值因此，该操作码提供的伪随机性将大大减少。 xy 002 xy001同时，DIFFICULTY操作码(0x44 )被重命名为RANDOM，并返回由信标链提供的随机数字。于是，我决定中选择所需的族。该值是APP应用程序开发人员可以使用的更好的随机源，而不是BLOCKHASH，但仍然存在差异。

RANDOM的值存储在扩展支付中mixHash所在的位置此值与工作量证明计算相关。升级后，值被重命名为random。

合并前后的差异和RANDOM操作码的结构：

合并前，看到0x44操作码返回到块头的difficulty字段。合并后，负责生成随机数的RANDOM操作码将指向原始的mixHash字段，并将其重命名为RANDOM。

-封锁时间

合并会影响以太体的平均阻塞时间。现在在PoW中，平均约每13秒产出一个块，但实际的块间隔时间根据网络堵塞的状况有很大的不同。但是，在PoS中块间隔是一定的12秒除非出现极端情况，例如验证者离线，或者没有立即提交阻止就错过插槽。

总的来说，升级后网络的平均阻塞时间减少了近1秒，交易速度更快。注：如果智能协议具有与特定平均封锁时间相关的逻辑，开发人员需要考虑这一点。

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