ETH:探索ETH2.0：跨片通信是如何处理的？

文：头等舱

随着Eth2.0的阶段深入，研究重点正在转移到阶段2：状态执行。此阶段最重要的一个方面是跨片通信的处理，它影响了分片化区块链系统的可扩展性，执行环境容量以及用户体验。这篇文章旨在帮助读者了解跨片通信的设计，并探讨可用方式。

跨片通信的设计可以分为两层：

1.共识层：用于处理跨片消息传递。这个设计会影响分片式区块链系统的可扩展性。

2.执行层：包括跨片传输和合约调用的接口。这个设计选择会影响执行环境的容量。

共识层

跨片通信的共识层负责在区块链系统的各个分区传递跨片消息。主要挑战是在保持可扩展性的同时，为跨片消息的有效性提供强有力的保证。该层可分为两部分：

币安正在探索将业务扩展至印度:5月19日消息，币安发言人在一封电子邮件中表示，公司正在探索将业务扩展至印度，正在积极尝试“找到在印度开展本地业务的理想地点”。发言人称，“我们正在监测当地监管环境的变化，我们也在与不同的利益相关者进行谈判，以合规的方式了解南亚市场的市场方式。”

此外，LinkedIn招聘页面显示，币安已开始在印度和南亚展开招聘，岗位包括亚太地区（APAC）政府关系负责人、亚太地区监管顾问、收购负责人、执行传播和关注度负责人、传播和公关负责人、亚太地区公关总监、全球通信/公关经理和内容营销专家等。（CoinDesk）[2022/5/19 3:26:20]

发送/接收最终确定性数据传送

外媒：印度央行正探索是否存在对数字版本法币的需求:印度中央银行RBI正在研究不断增长的支付行业中加密货币的用例。央行在报告中称：“近年来，私人数字货币（PDC）/虚拟货币（VC）/加密货币（CC）变得越来越受欢迎。在印度，监管机构和政府一直对这些货币持怀疑态度，并对相关风险感到担忧。不过，央行正在探索是否有对法币的数字版本的需求，以及如果有的话，应如何操作它。”（Economic Times）[2021/1/26 13:28:44]

发送/接收最终确定性

源分片和目标分片必须分别完成跨片消息的发送和接收。为实现此目标可采用的设计有：

实力派 | 范瑞彬：微众银行积极探索区块链技术落地应用:在今日“金色实力派”线上访谈中，微众银行分布式商业科技发展部副总经理、区块链负责人范瑞彬表示，微众银行从2015年就开始组建区块链团队，是行业内比较早布局联盟链的企业。微众银行攻克了多项区块链核心技术，致力于用区块链技术提升多机构间的协作效率，降低协作成本。在区块链领域布局主要从五个方面展开：技术研发、应用探索、人才培育、标准制定以及生态构建。

同时，微众银行积极联合合作伙伴推动区块链应用探索，在文化版权、民生政务、智慧城市、智慧社区等领域落地多项成熟应用。目前，FISCO BCOS开源生态圈内已有众多企业的上百个应用基于FISCO BCOS底层研发，超60个应用在生产环境中正式运行。[2019/12/18]

异步：源分片发送消息，而目标分片可以在将来的任何时间接收此消息。同步：目标分片在源分片确定发送之后的有限时间内接受消息。有多种方法可以实现此目的：·分片之间运行某种共识协议，并决定同时发送和接收，例如：分片拜占庭式原子提交。·源分片先发送，而相应的目标分片必须在一段时间内接收，例如：CBCCasper跨片消息传递。此方法要求在源分片和目标分片之间存在层次结构，否则，由于发送和接收冲突而可能导致僵局。·将跨片消息放置在信标链上，并强制目标分片在下一个交叉之前接收它们。同步与Eth2.0的设计不兼容，因为它需要分片以某种方式协调发送和接收最终确定性。

数据传送

先前的机制涉及发送和接收的最终确定性，这与实际完成消息的发送或接收不同。这是数据传送机制的任务。

ETH2.0的设计要求所有共识活动仅在信标链中发生。这意味着所有跨片消息都必须“流经”信标链。这为我们提供了跨片数据传递的两种选择：

协议交付：协议通过使跨片消息在信标链上可用，来交付跨片消息的完整数据。这增加了信标链的开销，并严重影响了系统的可扩展性。用户交付：该协议仅在跨片消息的最少信息上达成共识。然后，用户负责将与跨片消息关联的Merkle分支传递到目标分片。此方法更适合Eth2.0，因为它遵循仅在信标链上的merkle根上形成共识的一般原理。

共识层的拟议设计

为了优先权衡系统可扩展性，异步发送/接收最终确定性和用户交付数据的解决方案是更可行的。在shard分片A上的用户1发送Ether给在分片B的用户2如下：

1.用户1在shardA上创建事务TX1，从EE1标记余额，并声明目标是用户2。

2.当来自shardA的crosslink包含在信标链中时，收集最后一个crosslink以来的所有跨片交易的merkle根出现在信标链上。这是shardA中包含TX1的证据。

3.shardB发现了信标链上的这个merkle根，用户2创建交易TX2，显示shardB包含TX1的merkle证明。这允许将适当的金额标记到用户2在EE2上的余额。

执行层

跨片通信的执行层为用户和合约提供接口，以进行跨片传输和合约调用。该层的设计空间尚未得到很好的探索。关于此层的最新讨论包括：

执行环境中的跨片调用分片之间可靠的价值转移

跨片调用

基本问题是：当不同的分片上调用另一个分片的功能时会发生什么？对于分片式区块链来说，设计并不是唯一的。它与在多个分区中分开执行应用程序的系统相同，例如：

单线程与多线程系统单一算机与网络应用系统受到上述系统的启发，简单设计可以是以下几种类型的调用：

异步调用，无返回指定了回调的异步调用同步调用

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