以太坊协议共学｜第一周内容回顾：以太坊协议 101
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/ 内容整理 Chloe（EIP Fun）
/ 排版 Purple
引言
以太坊协议奖学金（EPF）最近支持了以太坊协议共学（EPS），该共学持续时间为十周，从 2 月 19 日到 4 月 29 日。帮助对以太坊协议感兴趣的学习者深入理解以太坊协议设计、方法及工具、目前以太坊路线图前沿的研究。
EPS 详细介绍
每周共学具体时间（ 2 月 19 日到 4 月 29 日）:
每周一 16:00 UTC，24:00 UTC+8
后续会议地址：
https://streameth.org/ethereum_protocol_fellowship/epf_study_group
详细介绍：
https://blog.ethereum.org/2024/02/07/epf-study-group
官方报名链接：
https://docs.google.com/forms/u/0/d/e/1FAIpQLSdLASV5RqAQv6I2KzA6DcxkFHKcZw3YuL3S3uXfsWUiYRsKRg/viewform?usp=send_form&pli=1
第一周内容回顾
Week1 资源链接
1. 第一周的课程 ppt：
https://github.com/eth-protocol-fellows/protocol-studies/blob/main/docs/eps/presentations/week1_protocol_intro.pdf
2. 第一周的视频：
https://streameth.org/watch?event=epf_study_group&session=65d77e4f437a5c85775fef9d
Week1 内容纪要
简介
分享主题：以太坊协议 101
分享者：Mario Havel
主要内容
1. 影响以太坊的历史和哲学
- UNIX 操作系统：
UNIX 定义了计算范式，以太坊设计也深受它的模块化设计和开放协作的文化影响
- FOSS 自由开源软件运动：
由 Richard Stallman 发起，定义了软件的四项自由，包括运行软件、研究软件、分发软件给别人和分发修改后的软件的自由。而最根本的一点是用户选择的自由
- 非对称密码学的发明：
使得生成公私钥对和非对称加密成为可能，然而该技术的广泛使用并没有受到政府和国家的欢迎，反而招致控制和限制
- 密码朋克运动：
旨在构建基于密码学的开放、分布式系统，免于国家强力的干涉和控制
2. 什么是以太坊？
- 定义与 Spec
不同的人对以太坊可能有不同的理解。基于白皮书，以太坊被定义为“下一代的智能合约和去中心化应用平台”。基于黄皮书，它被定义为“安全的去中心化通用交易账本”。以太坊当前的 Spec 是由共识 spec 和执行 spec 来实现。
- 以太坊在不断变化中
以太坊主要通过 EIP（以太坊改进提案）以及由社区，而非个人或公司，来协作进行改变。在以太坊历史上，经历过多次升级和分叉，包括上海 & Capella 升级、伦敦升级（EIP-1559）等。主要的历史里程碑、分叉及更新详见：https://ethereum.org/en/history/
- 以太坊的设计原则
基于上述影响以太坊的历史和哲学，它的设计理念主要包括：简单、普适性、模块化、非歧视性、敏捷性、三明治/封装复杂性、自由、中立、繁华、无特征和不厌恶风险
3. 以太坊设计本身
- 执行层：
主要包括执行交易、处理交易数据和账户状态
- EVM（以太坊虚拟机）：
以太坊的计算平台，为不同客户端的所有执行提供了标准化的环境。
- 状态（数据）及交易：
以太坊也被称为状态机，主要根据新的交易和状态转换函数来完成状态改变。状态采用 Merkle Patricia Trie 数据结构来存储数据，未来几周内将对此进行详细介绍。
- p2p 层：
执行层客户端间的通信，实现交易信息的传播
- JSON-RPC API：
执行层的 API，用以连接用户或 Dapp 如 Uniswap 等
- Engine API：
执行层和共识层间的通信执行层需要通过该 API 与共识层通信，确定当前的规范信标链（canonical beacon chain）并与之同步
- 共识层：
主要包括共识逻辑、分叉选择、区块信息传播
- 分叉选择：
分叉选择算法决定了区块头以及当前的规范信标链（canonical beacon chain）是什么
- LMD GHOST (Latest Message Driven - Greedy Heaviest Observed SubTree):
分叉选择由 LMD GHOST 进行管理，该规则会选择选择具有最大累积验证权重的分叉作为权威分叉
- p2p 层：
共识层客户端间的通信，实现区块信息的传播
- Blob：
EIP-4844 中提出的一种新的数据结构
- RANDO：
主要为信标链提供随机性
- Beacon API：
共识层的 API，主要连接以太坊验证者
3. 以太坊客户端
执行层客户端及其采用的编程语言：
@go_ethereum(Go), @NethermindEth(C#), @HyperledgerBesu(Java), @ErigonEth(Go), reth - alpha 阶段 (Rust), silkwarm - pre-alpha 阶段 (C++), ethereumjs - alpha 阶段 (TypeScript)
共识层客户端及其采用的编程语言：
@prylabs(go), lighthouse@sigp_io(Rust), @Teku_Consensys(Java), @ethnimbus(Nim), @lodestar_eth(TypeScript)
客户端多样性是以太坊生态系统中的一个主要话题。
理想情况下是希望网络分布在不同的客户端上，即使其中一个客户端出现问题，网络的其余部分也不会受到影响。目前来看，共识层相比执行层的客户端而言更加多元和分布分散 （https://clientdiversity.org）
5. 测试
由于以太坊具有共识层、执行层和多个客户端，因此需要多种用于不同测试目的的工具，如 PPT 上所示。还有基准测试、压力影子分叉等其他测试。
6. 社区协调
- 以太坊新特性/ 功能的开发周期主要经历：想法、研究、Spec、实施、测试和采用或拒绝。
- 整个过程需要很多的社区协调，目前开发者主要通过电话会议和论坛/Discord 渠道进行协作沟通。
开发者会议：每周四的核心开发者会，以及特定主题的分组会议（会议安排链接：https://github.com/ethereum/pm/issues）
论坛：@EthMagicians,@ethresearchbot
Discord：以太坊开发 R&D discord (https://discord.com/invite/qGpsxSA), @EthCatHerders
7. 研究及发展路线
Vitalik 最新发布的以太坊路线图:
https://twitter.com/VitalikButerin/status/1741190491578810445
@domothy 撰写的带注释的以太坊路线图: https://notes.ethereum.org/@domothy/roadmap
简而言之，
Merge 已经完成了向 PoS 的过渡，之后将实现 Single slot finality（SSF）。
Surge 的重点是扩容，Dencun 分叉很快将在三月份进行，第二部分的目标是完整的数据可用性采样（DAS）。
Scourge 主要涉及经济学，包括缓解 MEV、抗审查以及 PoS 经济的潜在解决方案。
Verge 主要专注于密码学和数据结构，以太坊此后将转变为 Verkle 树数据结构。
Purge 的目标是通过删除历史/ 状态的部分内容，以更轻量级的方式实现运行。
Splurge 是为了解决其他一切问题。以太坊终极目标是试图解决去中心化、可扩展性和安全性的不可能三角困境。
这样一个进化的过程会永远持续，因为不断会有新的事物技术出现。而当社区解决了足够多的问题时，这一进化速度可能会变慢，社区可能会在未来的某一时点决定冻结以太坊，即不再进行大的修改而只是对它进行维护。你能想象到这样一天的到来吗？
6. 一些 Q&A
Q1: 关于 ETH 2.0 相关书籍推荐
Ben Edgington 所著的《升级以太坊》：https://eth2book.info/capella/pdf/
论文结合 GHOST 和 Casper ：https://arxiv.org/abs/2003.03052
Q2: 4TB 足够用于跑一个完整的 geth 节点吗？
足够，2TB 已经足够
Q3: 如果想要深入了解特定客户的实施，有哪些资料推荐，可以从哪里开始？
往期 Devcon 视频：https://archive.devcon.org/archive/
各个客户端代码库和文档
EPF 往期项目：
https://github.com/eth-protocol-fellows/cohort-four/；
https://github.com/eth-protocol-fellows/cohort-Three/
Q4: 由于以太坊相关的内容、技术信息量巨大，如何才能找到好的切入点和关注点？
没有人是以太坊的全能专家。学习和研究需要时间，而这很正常。关键是找到你感兴趣的方面并进行钻研。
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