巴比特专栏 | 轻松理解ETH2.0的分片概念

现在以太坊2.0的技术讨论非常多,但绝大多数文章都没能把那些基础概念说明白,把读者都绕晕了。

虽然ETH2.0总体上是非常复杂的,但那些基础概念,如分片,信标链,的设计思想是非常简洁,不需要我们拥有多少专业知识就可以弄明白。

我们先抛开那些复杂的技术实现细节,就可以用非常简洁的文字描述分片这个概念。

以太坊地址

我们先看一下以太坊的地址格式。下面是一个典型的以太坊地址,我在浏览器里随便复制过来的。

0x506dDF5a547EaaE34bAE6Ff57c78B5aD50a6A1BF

币安将移除POWR、STEEM等4组BUSD相关现货交易对:7月3日消息,据官方公告,币安将于7月5日11:00移除POWR/BUSD、QKC/BUSD、SC/BUSD、STEEM/BUSD现货交易对并停止交易。[2023/7/3 22:15:11]

所有的以太坊地址开头两个字符都是0x,代表了使用的是十六进制。从第三个字符开始,每个字符就是从0到F,一共16个可能性。

分类

我们从第三个字符开始分类,如果采用一个字符分,把0到F,分别分成一类,就可以分成16类。而如果采用两个字符,比如从00到FF,就可以分成16^2=256类。而选三位数来分,就是16^3=4096类。

Nansen:当前质押ETH总量达到19,359,186枚:5月9日消息,据Nansen数据显示,当前质押的ETH总量达到19,359,186枚,这意味着上海升级后的取款开放并没有影响ETH存款。Nansen分析现阶段“停止流通”的ETH主要有三类,分别是:质押在信标链上的ETH、存入信标链合约但尚未验证的ETH、以及信标链上奖励的ETH。[2023/5/9 14:52:04]

现在的以太坊1.0所有的账户是没有按上述字母进行区别对待,所有的地址都是一样地位,包括外部账户和合约账户,都是一样的。

富达推出以太坊指数基金,目前已融资超500万美元:10月5日消息,富达新推出了以太坊指数基金,向客户提供以太坊敞口。根据提交给美国证券交易委员会(SEC)的一份文件,该基金最低投资额为5万美元。自9月26日开始发售以来,该基金已筹集了约500万美元。2018年,富达面向机构客户推出了加密货币托管和交易平台Fidelity Digital Assets。上个月,有消息称富达正在考虑向零售客户提供加密货币交易。(CoinDesk)[2022/10/5 18:39:56]

这里说的一样,指的是以太坊节点、钱包、及各种软件是不会将地址分门别类,都是一视同仁。包括以太坊的区块打包,也不会按地址分类排序。

在ETH2.0的分片设计思路中,地址就会按前几个字母进行分类。

分片

ETH2.0的地址设计规则会进行分类,一类地址就是一个分片。这就是大名鼎鼎的分片,就这么简单。

第一阶段,以太坊2.0会有64个片,这意味着只需要选择地址的第3和第4个字符来分类就可以了。

按地址分类后,ETH2.0的节点、钱包、各种软件,以区块的设计,就可以区别对待各类的地址的交易。

地址分类之后,区块就会按地址分类进行打包。一个区块里只会包含一类地址。而所有这些同一个分类地址的区块,就共同组成了一个以太坊的分片。

定义

现在我们可以来定义ETH2.0的分片了。

先把地址按前几个字母进行分类。

分片就是所有打包了同一类地址交易的区块,并且同一分片只打包一类地址的交易。

跨片

如果一个片的地址相互发送币,非常好处理。但如果是跨片区发送交易呢?这就要用到信标链了。

信标链我们以后说,这里简单描述信标链如何帮助不同类地址跨片通信。

比如0x00地址要发1ETH到0x01地址。

每一个分片区块,都是跟随着信标链的一个区块,一对一的关系。

方法就是0x00先把1ETH发给自己片区的那个信标链区块上,信标链有一个叫状态转换函数的东西,这个状态转换函数会把这1ETH发给0x01分区的那个信标链的区块上,然后再转发给0x01地址。

补充说明

我上面的描述是非常简单,不需要基础知识就能理解。我还是要强调,这只是对分片的思想进行描述,它的实现细节很复杂。

参考资料在这里:https://eth.wiki/sharding/Sharding-FAQs英文的,很难懂。如果你愿意一个单词一个单词啃完,那也就理解了。

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