《科普入门》以太坊基础：Time, Slots and Epochs

原标题：以太坊基础：时间、槽和时代

以太坊以一种不直观的方式表达时间：每 12 秒提出一个新区块，代表 EVM（以太坊虚拟机）内的 1000 次瞬时变化。 本文介绍了以太坊Time、Slots和Epochs的基础知识，以及以太坊从PoW转向PoS后区块生成的变化。

以太坊是一台全球计算机以太坊全节点搭建，换句话说，是一个全球共享的计算平台，存在于由数百或数千台计算机组成的网络中，每台计算机都运行一个本地版本的以太坊虚拟机 (EVM)。 版本。 网络能够使用共识系统保持同步。

在以太坊发展的前7年，以太坊使用工作量证明（PoW）来实现共识机制的同步，而现在使用权益证明（PoS）。 这两种方法都基于对有权向区块链添加新块的节点进行身份验证。

PoW：工作量证明

挖矿比赛的本质是一个解决极其困难的谜题的过程，只能通过试错来解决。 矿工们不断地猜测和猜测，直到他们解决了谜题并证明他们在现实世界中做过相关工作（比如用电为解决这些谜题的机器提供动力）。

在 PoW 下，能够最快解决密码难题的矿工成为区块提议者。 完成后，它将通知网络中其块的每个其他节点。 然后每个节点检查以确保 txns 有效并且拼图已完成。

PoS：股权证明

PoS 与 PoW 的根本区别在于 PoS 过程中绝对没有竞争。 也就是说，与其通过尽可能多地浪费电力来选择下一个区块提议者，不如我们轮流担任区块提议者怎么样？

这是 PoS 的核心，您只需要 32 ETH 作为保证金。

从 PoW 到 PoS 的一个影响是我们改变了以太坊计算的基本节奏：从不可预测的游戏到基于回合的系统。

老虎机

今天，“世界计算机”以太坊上的时间是以 12 秒为单位计算的，称为“时隙”。 每个时隙都分配了不同的验证器来提议一个新的块，如果它完成了它的任务，一个有效的块（在 4 秒内）将填充该时隙，否则该时隙将被交付为空。

区块提议者将区块发送到网络中的每个节点，然后节点负责处理它并更新其 EVM 的状态。

这使所有节点与提议者保持同步，并将 EVM 的环境转变为集体以太坊环境。

每个时段都有一个专门指定的委员会。 这个所谓的委员会是一组验证节点，他们被分配来验证和证明区块提议者广播的区块的有效性。 一旦通过身份验证，委员会成员就会广播他们的加密凭据。

时代

在撰写本文时，有超过 440,000 名验证者。 如果每个验证节点都在每个委员会中以太坊全节点搭建，网络将在大量的验证计算下崩溃。 所以我们做了去中心化的权衡。 每个验证器不会验证每个时隙，但它们会验证每个纪元。

一个纪元由 32 个时隙组成。 1 个时隙 = 12 秒，所以 1 个纪元 = 6 分 24 秒。 在每个 slot 开始时，整个验证者组被随机分成 32 个委员会，对应即将到来的 Epoch 的 32 个 slot。 这个随机性很重要，我们需要RANDAO。

BLS 签名

每个插槽都会引入一块新板。 其中，第一个成员为区块提议者，其余为证明者。 区块提议者有 4 秒的时间将区块发送给委员会。 每个成员验证块并创建 BLS 签名（如果没有指定块，他们将验证最后一个块）。

BLS 签名是一种数字签名，它可以完成所有签名应该做的事情（证明特定消息是由特定人签名的），但还有一个有用的附加属性：它可以聚合。 一旦聚合了 BLS 签名，就可以在一次操作中验证数千个签名。

子网

我刚才提到了有超过440,000个验证节点。 如果一个epoch有32个slot，那么每个slot将有13700个验证节点。 这个数字还是很大的。 因此，验证委员会分为 128 个子网，因此每个子网只有 100 个验证人。

在每个子网中，16 个验证器被指定为聚合器。 所有子网成员都发布他们的 BLS 签名，但只有聚合器聚合签名。 事实上，如果 16 个都试图构建同一个理想的聚合签名，效果往往并不理想。

然后，区块提议者将从 128 个子网中的每一个中选择一个最优的 BLS 聚合签名。 选择完成后，应用 BLS 聚合算法将 128 个子网签名组合成最终的委员会 BLS 签名，代表大约 13,700 个验证节点。

顺便说一句，这就是为什么你需要至少质押 32 ETH 才能成为验证者。 由于这个聚合过程缓慢且复杂，如果减少质押数量，验证节点的数量就会增加，从而使难度成倍增加。

在每个纪元结束时，每个验证器都运行 process_epoch。 下面将为大家提供更详细的信息，总结为两部分：

定稿

终结（finality）是Casper FFG协议的应用。 终结是一项协议承诺，以确保纪元及其区块和交易不可逆转。

Finalization本质上是一种数学和经济上的保护措施，通过特定的操作来保证以太坊的安全。 撤消已完成的交易将销毁 1/3 的质押 ETH（如今质押的总额超过 200 亿美元）。

Epochs 标志着 Finalization 的边界。 如果超过 2/3 的网络在一个纪元内确认，则通过验证。 如果第二个epoch跟在第一个epoch之后，超过2/3的网络被验证，则意味着这个epoch将实现Finalization，得到以太坊的安全保障。

共识和管家

Process_epoch 的另一部分是共识和管家。 这指的是维护共识规则所需的一切（例如处理罚没、奖励等）并为下一个纪元的重置奠定基础。 如果您想了解更多详细信息，请再次查看另一条长推文。

总结

Slot：一个slot是12s，以太坊寻求的一个新区块（EVM）。

Epoch：一个epoch包含32个时隙，是全网的投票。

Finalization：在证明之后，验证者的第二次绝对多数投票将确认纪元。 敲定是ETH的安全保障。返回搜狐查看更多