以太坊 2.0 术语库

编者按：本术语库由 ECN 整理而成，并将在 ethereum.cn 的 Eth2 文档中持续更新，欢迎点击文末“阅读原文”或是访问 https://eth2.ethereum.cn/eth2-glossary 进行术语速查。如需转载，请注明来源。

A

➤ Attestation 证明

证明是指验证者所发起的投票，由验证者的签名聚合而成，用以证明区块的有效性，投票通过验证者的余额进行加权。

➤ Attester 证明者

信标链上的验证者可以充当区块提议者和证明者，证明者对区块发起投票。

B

➤ Beacon Chain 信标链

以太坊2.0阶段0中实现，将引进权益证明 (PoS) 共识机制。也被认为是Eth2的“协调层”。

职能：

• 为验证者分配职责
• 对检查点进行最终确定
• 在协议层上执行随机数生成
• 巩固信标链
• 对链头进行投票，作为分叉选择的基础
• 针对分片链的过渡/数据进行连接和投票

➤ Block proposer 区块提议者

由信标链通过RANDAO机制随机选择出来的验证者，对下一个区块进行提议。每个slot中仅有一个区块提议者。

C

➤ Casper FFG

Casper FFG是基于PoS共识机制的区块最终确定系统，其规定了区块最终确定的规则，并对已确定的区块进行检测。Casper FFG融合了PoS算法技术及拜占庭容错共识原理，其与链增长过程脱钩，可以作为一个独立的叠加层，为任何有效区块链协议提供最终确定区块的服务。与PoW共识机制相比，FFG可以为区块链带来更高的安全性，防止区块被篡改。

Casper FFG vote指验证者为最近一个epoch的检查点即 “目标检查点” 和前一个检查点即 “来源检查点” 发起投票，证明投票由验证者广播到p2p网络，最终再由区块生产者打包进区块。

➤ Committees 委员会

信标链和分片里每个slot中的委员会至少由128位验证者组成，根据伪随机过程RANDAO，验证者们被随机分配到委员会中，对区块发起投票，确定其有效性。

➤ Checkpoint 检查点

检查点指位于每个epoch第一个slot里的区块，如果该slot内没有产生区块，则最近的前一个区块为检查点。每个epoch都会有一个检查点区块；一个区块可能同时是多个epoch的检查点。

➤ Chain head 链头

链头是指信标链或分片链末端的一个区块，每个slot中的区块都要发起一次LMD GHOST投票，对信标链头进行验证。

➤ Current Balance & Effective Balance

现存余额&有效余额

现存余额指验证者当前持有的ETH总数，而有效余额指根据现存余额计算出来的ETH数量。有效余额规定了验证者获得的ETH赏金或者罚没数量的范围。有效余额最多为32个ETH。

验证者若想要扩大有效余额数量，需要持有的现存余额为“有效余额+1.25个ETH”。换句话说，如果验证者原本持有有效余额20个ETH，想要增加到21个ETH，验证者的现存余额必须增加到21.25个ETH。如下文第三个例子所示，倘若现存余额减少了0.25个ETH，低于阈值，有效余额也会随之调整。

以下举例说明了如何计算有效余额：

• 如果现存余额为32个ETH — 有效余额为32个ETH；
• 如果现存余额由22个ETH减少到21.76个ETH — 有效余额将为22个ETH；
• 如果现存余额由22个ETH减少到21.749个ETH — 有效余额将为21个ETH；
• 如果现存余额增加到19.25个ETH，且原有有效余额为18个ETH，那么有效余额将增加到19个ETH；
• 如果现存余额增加到22.25个ETH，且原有有效余额为21个ETH，那么有效余额将增加到22个ETH。

D

➤ Deposit Contract 存款合约

部署在以太坊PoW链上的智能合约。要成为Eth2的PoS验证者，需要首先向存款合约发送一笔交易，包含一定量的ETH作为质押金。存款合约记录了质押历史纪录，并且将所有质押金锁定在PoW链上，之后可以转移至Eth2信标链上。请注意，在Eth2早期阶段，存款合约只支持单向转移，不能将质押金从Eth2转回PoW链。

➤ Double proposal 双重提议

一名区块提议者在他所分配到的slot里提议一个以上的区块。

➤ Double vote 双重投票

一名验证者针对同一个目标检查点 (target)，不同的源检查点 (source) 发起的两次FFG投票。双重投票可以被看做是PoS版本的双花攻击 (double-spend attack)。

双重投票及环绕投票示例，图源Justin Drake

E

➤ Epochs 时段

每个epoch由32个slots (时隙) 组成，每个slot为12秒，一个epoch即6.4分钟。

➤ EBB 时段边界区块

时段边界区块 (EBB, epoch boundary block) 是一些文献中用到的术语，可以理解为“检查点”(checkpoint) 的同义词。

F

➤ Fork choice rule 分叉选择规则

Eth2中的分叉选择规则是 LMD GHOST (Latest Message Driven GHOST, 由最新消息驱动的GHOST)。在该协议中，获得投票数最高的分叉将被选为链头。与最长链规则相比， GHOST的优点在于能够在网络延迟较高时降低攻击效率，同时最小化链重组的深度。即使攻击者能够高效地在其分叉链上继续产生区块，尝试使该链成为最长链，协议也会选择另一条票数更高的分叉链。

➤ Finalization 最终确定

最终确定性指两个相冲突的区块 (检查点) 无法同时被最终确定，也可以称之为经济确定性 (economic finality)。在Eth2中，一旦两个相冲突的检查点被最终确定，那么系统中至少三分之一的活跃验证者将受到罚没。如果连续两个epoch被证明 (或跳过一个epoch的连续两个epoch)，则第一个epoch被认为获得最终确定。

J

➤ Justification 证明

证明指验证者对检查点进行投票并确定信标链头的行为。如果2/3的验证者 (即绝对多数) 对两个epoches达成共识，例如源检查点 (source) 和目标检查点 (target)，那么这两个检查点都被证明了。如果连续两个epoch被证明 (或跳过一个epoch的连续两个epoch)，则第一个epoch被认为获得最终确定。

L

➤ LMD GHOST

LMD GHOST是Eth2中的分叉选择规则。GHOST (Greediest Heaviest Observed SubTree) 实际上是一种较早的协议，在PoW和其他区块链中应用颇广。协议仅遵循“最重”子树，即最长链。在比特币语境中，最重分支是哈希算力最高的链，并且被视作是最长链 (规范链)。LMD (Last Message Driven) 通过“最新消息驱动”来发挥“消息” (message) 的作用。消息是一则证明 (attestation)，其不同之处在于获得最多票数的分叉将被视为规范链。

P

➤ Proof of Stake (PoS) 权益证明

权益证明 (PoS) 是一种用于公共区块链的共识算法，该算法取决于验证者在网络中的经济权益。在基于工作量证明 (PoW) 的公共区块链中，通过奖励解决密码难题的参与者，以验证交易并创建新区块 (即挖矿)。而在基于 PoS 链中，一组验证者轮流对下一个区块进行提议和投票，每个验证者的投票权重取决于其押金 (即权益) 的多少。PoS 的显着优势包括提高安全性、降低中心化风险和节省能耗。

在以太坊2.0上，激活一名验证者需要在网络中质押32 ETH。

➤ Phase 0 阶段0阶段0作为以太坊2.0的首个阶段，也即启动信标链（信标链已于北京时间2020年12月1日创世）。阶段0通过管理协调验证者来实现PoW到PoS共识机制的转变。此阶段不会提供分片链或执行等功能，也就是说，参与者在此阶段无法在Eth2网络中进行交易或是调用智能合约。‌

➤ Phase 1 阶段1‌

阶段1是以太坊2.0继阶段0之后的第二次网络升级，主要目标是启动分片链，并将数据写入分片链。分片是提升以太坊可扩展性的关键，因为其允许并行处理交易而大大提升了吞吐量，目前最新方案是在阶段1中部署64个数据分片（将来或许会更多）。

➤ Phase 1.5 阶段1.5‌

阶段1.5指以太坊1.0和2.0区块链的合并时期。在阶段1.5，以太坊1.0链将合并到具备执行功能的Eth2信标链上。彼时，1.0链的全部功能 (包括ETH的使用) 将在2.0链上实现，而不会破坏数据一致性。

‌

➤ Phase 2 阶段2

阶段2是以太坊 2.0的第三个阶段。在之前的路线图中，阶段2的计划是整合整个2.0系统的功能性，并引入基于eWASM的虚拟机，为分片提供执行环境，以便基于Eth2构建可扩展的应用，并且将1.0链完全引入2.0，最终弃用工作量证明机制。在最新的“可执行信标链+数据分片+Layer2”路线图中，阶段2暂时被搁置，但仍然保留内置虚拟机的可能性。

S

➤ Sharding 分片

分片概念原本指数据库的横向分割，将大型数据库分割为更小、更快、更易于管理的部分。为了保证去中心化，区块链需要采取类似的横向扩容方式。每条分片链都拥有一个节点子集在该链上进行工作。虚拟矿工和验证者被分配到不同的分片中，并且只处理和验证自己所在分片链上的交易。Eth2的短期计划是启用64个分片，预计在阶段1实现分片与信标链的交联。

➤ Shuffling “混洗”机制

验证者“混洗”的主要目的在于确保分片的安全性。由于验证者分散在不同的分片中，有的节点可能会恶意控制某个分片。对验证者进行混洗 (shuffling)，使得每个分片区块都有一个委员会，其中的验证者都经由随机挑选。经数学计算，如果攻击者控制的验证者少于总数的三分之一，就难以对某个分片发起攻击。

➤ Slots 时隙

12秒的时间段，其中随机选择的验证者将提议一个区块。在每个slot中，在信标链和分片中都可能新增一个区块，但是slot中也可以没有产生区块。每个epoch中，验证者被随机分配到一个slot和分片中组成委员会，除了一名区块提议者，其他委员会成员负责对该区块进行证明 (attest)。每个委员会最少有128名验证者。

➤ Surround vote 环绕投票

一名验证者发起的FFG投票环绕之前的FFG投票，或是被之前的FFG投票所环绕。

举个例子，假设一名验证者在epoch 5内，为slot 32处的源检查点和slot 128处的目标检查点发起了一次FFG投票：

• 在epoch 6内，为slot 64处的源检查点和slot 96处的目标检查点发起的FFG投票，被其在epoch 5中的投票环绕。
• 在epoch 6内，为slot 0处的源检查点和slot 160处的目标检查点发起的FFG投票，则环绕了其在epoch 5中的FFG投票。

➤ Slashing 罚没

对验证者进行罚没，是指如果验证者被证实存在破坏行为，其 (部分) 质押金将被销毁。在Eth2阶段0时期，验证者主要会因为三种恶意行为被罚没：双重投票 (double voting)、环绕投票 (surround voting)、双重提议 (double proposal)。被罚没的验证者将被停止继续参与协议，并且会被强制退出。

被销毁的质押金会与同时段被罚没的验证者数量成一定比例，以避免验证者因无心之举而受到超额惩罚。因为攻击需要大量验证者参与，被罚没的验证者越多，说明被攻击的可能性越大，惩罚力度也就越强。最低罚没金额为1 ETH，最高罚没金额为验证者全部余额。

V

➤ Validator 验证者

验证者可以看作是权益证明 (PoS) 共识机制中的“虚拟矿工”。用户通过质押ETH来激活和管理验证者，每质押32个ETH，就会激活一名验证者。

验证者通过验证者客户端进行工作，而客户端借助信标（链）节点来运行。每个信标节点都有跟踪和读取信标链的功能。而每个验证客户端都可以执行信标节点的功能，或者调用信标节点。一个客户端允许一个或以上验证者执行验证职能。

验证者生命周期：

1. 质押：已将32 ETH存入ETH1存款合约，此状态将保留约7个小时。这可以在ETH1链遭遇攻击时保障安全性。

2. 等待在Eth2激活

• 在网络中有327680个有效验证者之前，每个epoch可以激活4个验证者 (每天900个)。在此之后，每个epoch可以激活5个验证者。并且每增加6.4万个活跃验证者，每个epoch可以激活的验证者数量+1
• 激活数量与活跃验证者的数量成比例，上限是有效验证者集除以64,000

活跃验证者 (参与证明&提议区块)：

出现以下情况任一，验证者停止工作

• 余额低于16个ETH (被驱逐)
• 自愿退出
• 受到罚没