Patrick McCorry解析以太坊PoS机制:56万验证者参与的投票协议与工程壮举

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区块链的世界中,以太坊验证者的相关操作就像是一场复杂且有序的交响曲。以太坊验证者要选择用户交易,将其打包成区块,然后发布到网络中,这其中隐藏着诸多值得去探究的方面,而这也正是区块链技术爱好者特别关注的热点。

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验证者的基础工作

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验证者承担了甄选用户交易以及按一定顺序排列的工作。这并非易事。如同在集市中,面对各种复杂的货品交易,验证者需挑选出有价值的交易并进行归类整理。他们把挑选后的交易打包成区块。在特定时间和地点,这些验证者忙碌的身影宛如无声的秩序维护者。若没有他们那有条理的工作,后续的区块链构建就无法开展。此流程是区块链安全与稳定运行的基础,在全球各地涉及以太坊的地方,每天都有数以万计的类似操作在进行。

进一步来看,验证者会把打包好的区块发布到网络当中。这就如同把一封信投进邮筒,从而让全世界都知晓其内容。这个过程的迅速性以及准确性,对整个网络的通畅程度有着影响。倘若这个环节出现了延迟或者失误,就好像交通堵塞一样,整个网络都会受到波及。

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依据随机信标分配

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上一个 Epoch 结束时,随机信标是较为神秘的。大家虽不去探究其工作原理,但验证者依据它进行分配这一行为却是不可忽视的大事。从整体区块链系统的角度来讲,随机信标的输出如同给每个验证者指引道路的灯塔一般。在大型数据中心中,每个验证者会依据随机信标给出的指示,获取属于自己的相应任务分配。不管这个数据中心处在繁华的硅谷,还是位于亚洲的科技中心城市,这都是确保整个分配过程公平合理的关键因素。

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随机信标的重要性体现在,所有验证者都必须依赖它的输出,以此来确保任务分配的准确性。它对每一个验证者后续的操作流程都有影响,如同接力赛中交接棒的环节一样。如果没有这个交接棒,后续的操作就会陷入混乱。

验证者的区块投票

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验证者会针对区块进行投票。从所展示的图中可以看出,这就如同在选举过程中,选民对候选人进行投票选举一样。随着时间不断推进,一个被投票的区块看似已经完成了投票,但依然存在被逆转的风险。在实际的操作场景里,这种情况可能是因为有新的验证者加入,或者突然出现了一些特殊的交易情况。就好像一个城市在选举市长,当投票即将结束时,突然出现了新的候选人事件,从而改变了整个局势。

验证者在投票时的选择规则较为复杂。他们不仅需考虑当前区块的状况,也得考虑之前的投票情况,就如同下棋时不能只盯着下一步,而要回顾之前几招的布局。在特定的 Slot 中所提出的区块,验证者需遵循特殊的投票规则,在不同的链之间进行权衡。

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独特的检查点

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以太坊中的检查点具有独特意义。每经过一个 Epoch,就要从之前的两个 Epoch 中挑选历史区块,以决定是否将其设为不可逆检查点。这一过程犹如回顾历史的审判,在区块链漫长的历史进程中,此操作是为了保证每个时期区块链的准确性。比如在某一个月的区块链系统里,在特定日期会开展这样的检查点操作。

这种操作模式的目的是使整个以太坊系统的历史记录更具可靠性。所有验证者都必须遵守此规则,在全球参与以太坊运作的各个区域,不同的验证者都要对该操作形成共识,以保证整个网络在数据方面是一致的。

最长链表决原理

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最长链表决中,每个区块由一个 Slot 来提出。在这个过程里,委员会成员要遵循三个规则。这种类似游戏规则的设定,使得整个区块链的构建更加有条理。比如在实际发生的某一系列区块构建情况中,是严格按照这种规则来执行的。验证者最终会对前一个区块进行投票,这里的选择逻辑如同事物的因果关系一样,是一环扣一环的。

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获得最多投票的区块最终会被留存。就如同在一场比赛里,获得最多观众投票的选手会赢得比赛。直观去看,这是一种能保证最有优势的区块被选中的办法,能够理解为在所有参与者当中选出最为合适的那个去承担下一轮的任务。

解决投票分歧

当验证者投票出现分裂的情形,比如有一半的投票给了一个区块,而另一半投给了另一个区块。可以设想在一个重大决策中,人们分成了两个派别。由于遵循着不同的选择规则,没有形成多数的结果,就会导致两个区块链继续存在并进行构建。在这种情况下,存在于蓝色区块链中被认为是不活跃的那一方,就如同在比赛中被淘汰的选手一样。

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如果有验证者处于离线状态而不参与投票,那么就会遭受到严重的惩罚。从量化的角度去看,惩罚的程度会像图表所显示的那样持续上升。这一规则的目的是为了确保大部分的验证者能够积极地参与到整个区块链的维护以及投票过程当中,从而保障这个庞大的体系能够正常地运转。

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你是否思考过,倘若投票分歧持续增大,会给以太坊的整个生态系统带来何种影响?赶快参与评论互动,要是喜欢这篇文章,也别忘记点赞和分享。

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