详解以太坊2.0如何与1.0合并（二）

文|ONE_PIECE

接上篇

状态

eth2有一种与核心共识相关的状态，这就是所谓的“信标状态”（beacon-state）。信标状态数据很小（大约只有10-40MB，取决于验证者集的大小），它包含了理解核心共识及如何处理分片链所需的所有信息。事实上，要处理分片链中与共识相关的部分，客户端必须能够访问信标状态（例如，运行分片链分叉选择的最新交联crosslink、验证分片链签名的当前验证集或shuffling随机分配）。

eth2的状态不会一直和用户层状态交互，其交互最多的是分片链数据的可用性。实际的用户层数据根位于该分片链数据中，对于eth1分片链，则为当前以太坊用户状态根。

下面讨论了和eth2客户端相关的eth1状态的不同情况：

1、没有eth1引擎的eth2客户端

核心eth2协议可以在没有附加eth1引擎的情况下运行。单独的eth2客户端可以遵循信标链和分片链（包括eth1分片）。而没有eth1引擎，客户端将无法执行无状态eth1分片区块，因此无法完全验证它们或从中获取任何有用的用户信息。不过，根据对eth2核心共识和验证者的假设，eth1分片链的头部（head）仍然可以安全地找到。

2、带无状态eth1引擎的eth2客户端

要运行一个验证者节点，必须使用附加的eth1引擎运行eth2客户端。这可以通过无状态的方式完成（即不在本地存储整个eth1状态），因此eth1分片区块具有可用于执行的验证数据（witness）。信标委员会可以通过对eth1引擎进行无状态调用，来检查分片区块数据的可用性及关于eth1的数据有效性。

除了验证者外，很多用户/应用程序节点也可能使用无状态或半状态的eth1引擎运行。使用瘦eth2客户端，来跟随eth1分片链的头部，并以无状态或半无状态的方式与其交互。

3、带有状态eth1引擎的eth2客户端

要运行可产生eth1 分片区块的验证者，必须使用附加的eth1引擎和完整的eth1状态运行eth2协议（研发者们正在探索无状态的区块产生方法，但为简单起见，我们不对其进行讨论）。然后，可以使用本地状态和交易存储池（TX mempool）按需形成新的有效区块（在下文中有更多讨论）。

除验证者外，很多用户/应用程序节点也可能使用完全有状态的eth1引擎运行，例如区块浏览器、存档节点、状态提供者等。

网络

为简单起见，eth2和eth1最初会维护它们各自独立的网络堆栈和协议。为了响应责任转移（例如eth1分片区块gossip），开发者已不赞成使用某些现有的eth1协议（例如eth1分片区块gossip），取而代之的是eth2协议。在初始原型设计阶段之后，或者在更进一步的阶段，可能需要将eth1协议迁移到libp2p以统一网络堆栈，但这不是必须的。

eth2客户端和eth1引擎可以访问相同的discv5 DHT，但是可独立地找到具有适当功能的对等节点并独立地维护连接。

ENR

eth1+eth2组合客户端会使用一个ENR，因为节点位于具有多个功能的逻辑网络标识之后。

eth1功能（状态、交易等）由ENR中的现有ETH（或新eth1）key表示。

eth2功能（核心共识）在ENR中用eth2 key表示。

每种协议的存在，都意味着节点能够且愿意识别底层网络协议的类别。

Wire协议

1、eth2协议

1、eth2请求/响应（1、状态，2、信标区块同步，3、分片区块同步）； 2、核心共识gossip（1、Beacon区块，2、证明，3、分片区块，包括eth1分片， 4、其它验证者操作）；

2、eth1协议

1、eth1 wire协议的子集 （1、交易gossip，2、同步方法，例如getnodedata或新方法， 3、获取收据receipt）

2、NOT（与区块哈希、区块头或体相关的消息）；

3、为什么eth2客户端会处理eth1区块gossip ?

eth2专门用于处理分片区块的生产、gossip以及验证。我们的目标是让eth1分片成为标准分片，并尽可能与其余分片保持一致。关于核心共识，与其他分片相比，eth1区块的主要区别在于针对eth1引擎执行/验证区块内容的能力，

当验证者正在将eth1分片区块叉联到信标链时，eth2客户端将再次调用eth1引擎来执行和验证该区块。

当有状态的eth1 + eth2组合节点收到新的eth1分片区块时，eth2客户端将再次调用eth1引擎，以验证该区块并更新本地状态存储。

交易gossip和存储池mempool

eth1引擎几乎会以当前以太坊相同的方式，维护用户交易gossip以及eth1交易储存池。同样的网络协议和本地机制，可以用于gossip及存储池的维护，为区块的生产做好准备。

主要的区别在于如何确定已用交易的知识，以及如何将存储池用于区块生产，但这些可以说是位于存储池外部的一个层中。

eth1分片区块是从附属eth2客户端提供给eth1引擎的。包含在这些区块中的交易，应该以类似于当前以太坊主网PoW区块的方式从存储池中清除。

eth1分片区块是根据附属eth2客户端，通过存储池mempool的内容生成的。此RPC方法和基础功能类似于getWork，但将返回完整的区块内容，而不仅仅是一个哈希值。

区块生产

在eth2协议中，所有区块（信标区块、分片区块、eth1分片区块）必须由PoS验证者根据核心共识进行生产及签名。为此，eth2客户端最终要负责所有区块的生产。

对于信标区块和非eth1分片区块，eth2客户端具有生成有效区块所需的一切。

对于eth1分片区块，eth2客户端立即/随时访问eth1状态、交易和其它底层eth1结构，以生成有效区块。相反，当指定验证者生成eth1区块时，eth2客户端从eth1引擎请求一个可行的eth1区块数据（TX、状态根等）。然后，eth2客户端将此eth1区块数据打包到完整的分片区块中（添加slot、positer_index、positer_signature等），并将该区块广播至网络。

eth1引擎之所以能够生成有效/可行的eth1区块数据，是因为它采用了今天以太坊主网所使用的相同方式来管理eth1交易存储池，并且它通过eth2客户端的更新来维护eth1头状态的最新信息。

下一步该怎么走？

如果这一总体设计被大家认同，那接下来的步骤包括：