以太网向PoS的过渡合并将如何影响应用层？

时间：2021-12-01|浏览：337

以太坊向 POS(权益证明)的过渡-合并-即将到来:开发网络正在建立，规范正在敲定，社区宣传也在如火如荼地进行。合并的目的是最小化以太网的终端用户、智能合同和 DApp 运营模式有影响，也就是说有一些小的变化值得强调。在我们深入了解它们之前，这里有几个链接来提供整个合并架构的背景。

路线图的演变

合并后的客户架构

本文的其他部分将假设读者熟悉上述内容。对于想了解更多的人，可以在这里查阅 The Merge 所有规格。

执行层

共识层

API 引擎

区块结构
合并后，POW(工作证明)块不再存在于网络中，以前 POW 链的内容会成为信标链（Beacon Chain)创建的块的一部分。那么你可以认为 Beacon 链成为以太坊 POS 链(权益证明)共识层取代了以前的工作证明共识层。信标链块将包括 ExecutionPayloads是合并后当前工作证明链上的块等价物。
以太网向PoS的过渡合并将如何影响应用层？
对于终端用户和程序开发者来说，这些 ExecutionPayloads 是和以太网互动的地方。这层交易仍将由执行层客户端(Besu,Erigon,Geth,Nethermind 等等)处理。幸运的是，由于执行层的稳定性，合并只带来最小的破坏性。

采矿和 Ommer 区块场
合并后，以前包含在工作证明区块头的几个字段不能使用，因为它们和 POS(权益证明)无关。为了尽量减少对工具和基础设施的干扰，将这些字段设置为 0、或其数据结构的等价物，而不是完全从数据结构中删除。区块字段修改的详细内容可以参考 EIP-3675。
由于 POS(权益证明)不同 POW(工作证明)自然产生 omers(也叫叔叔区块)，每个区块中的这些列表(omers)这个列表的哈希值将是空的(omersHash)会变成空列表 RLP 编码哈希值。同样，由于难度和 nonce 是 POW(工作证明)的特征，考虑到它们的字节大小值，它们被设置为 0。

mixHash另一个与采矿相关的字段不会被设置为 0，包含信标链 RANDAO 值。

更多关于这方面的详细内容，请参考以下章节。

BLOCKHASH 和 DIFFICULTY 操作码变化
合并后，BLOCKHASH 操作码仍然可以使用，但由于它不再可以通过工作证明哈希计算过程进行锻造，操作码提供的伪随机性将大大削弱。

与此相关，DIFFICULTY 操作码（0x44)升级更名 RANDOM。合并后，它将返回信标链提供的随机信标的输出。因此，该操作码将成为比例 BLOCKHASH 为程序开发人员提供更强大的随机来源(尽管仍有偏见)。

RANDOM 暴露值将被存储在 ExecutionPayload 中，其中 mixHash 与工作证明计算有关的值。payload 的 mixHash 字段也将被重新命名 random。

以下是关于 DIFFICULTY 和 RANDOM 操作码在合并前和合并后如何工作的说明。

在合并之前，我们可以看到 0x44 操作码返回块头 difficulty 字段。合并后，操作码更名为 RANDOM，指向之前包含 mixHash 块头字段现在存储在信标链状态 random 值。

在 EIP-4399 这种正式确定的变化也为链上应用提供了一种评估合并是否已经发生的方法。

来自 EIP：

此外，本 EIP 提出的变化允许智能合同决定是否升级 PoS。这可以通过分析来分析 DIFFICULTY 操作码的返回值大于 2**64 值表示交易 PoS 块中执行。

区块时间
合并会影响以太网的平均块时间。 POW(工作证明)平均每 13 秒内有块进入(实际块时间有些差异) POS(权益证明) 12 每秒钟都有一个块进入，除非验证人离线或未能及时提交块，否则错过时间段。在实践中，这种情况只在