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信标链K中的形式模型:以太坊2.0的主要权益证明区块链

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随着即将到来的2.0版重大更新(代号为Serenity),以太坊正在过渡到分片的权益证明(PoS)共识机制。它带来了更好的能效,安全性和可扩展性。以太坊2.0的特定PoS协议称为信标链。

我们很高兴地报告Runtime Verification与以太坊基金会之间正在进行的合作中的第一个里程碑,以构建一个用于建模和验证信标链的正式框架。在K框架下完成了信标链的可执行形式化模型K规范和描述这项工作的技术报告都可以在线获得。

那么什么是信标链?K中的模型是如何开发的?为什么这一发展很重要?

Nutshell中的信标链

信标链是即将到来的以太坊2.0的PoS协议层。协议主要负责在参与协议的网络中所有节点之间就系统状态达成共识。

参与节点(在协议中称为验证者)主要根据节点的当前状态,通过提议新的信标区块或对现有的信标区块进行投票来为系统的分布式操作做出贡献。信标区块主要封装了发布到网络的一组投票。该协议管理如何选择验证者来提议和投票给区块,以确保每个验证者都有公平的贡献机会。

投票给一个信标区块叫做证明。证明是共识机制的基本组成部分。通过信标区块的证明:

· 验证者证明该区块是有效的,并且应将其附加到链中;



· 如果链分叉成多个分支(根据分叉选择规则),则验证者通过标识区块应附加到的位置来投票给“规范的块链”;

· 验证者有助于确定区块的确定性,这一过程告诉我们何时可以将信标区块视为最终的,因此不应还原(根据Casper FFG);

· 如果该区块不属于主链,则验证者将对该区块的分片投票。直观上,分片是链接到信标链的独立链,可以通过系统中的验证者子集与状态中的其他分片并行处理,从而显着提高了系统一次处理更多交易的能力,从而提高了它的可扩展性(请参阅sharding和crosslinks)。

信标链K中的形式模型:以太坊2.0的主要权益证明区块链
「以太坊」

最后,遵循协议并做出明智决策的验证者将获得以太坊奖励,以红利形式分配,以鼓励适当的行为。另一方面,偏离协议或行为不正常的验证者可能会因拒绝或在某些情况下因削减其抵押的以太币而受到处罚。这种奖励惩罚系统有助于使恶意用户在经济上不可行,无法在该系统上发起成功的攻击(请参阅《 Serenity设计原理》注释)。

信标链当前由以太坊基金会开发的Python“以太坊2.0阶段0 –信标链”的参考实现定义。

定义协议操作的实现的主要组件是信标链状态转换函数state_transition。该函数实现的相关部分的摘录如下所示:


信标链K中的形式模型:以太坊2.0的主要权益证明区块链
「以太坊」

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