以太坊2.0 之旅由Beacon 鏈啟動啟動，稱為以太坊2.0 路線圖的第0 階段。此階段旨在在以太坊環境中引入和測試權益共識證明。
共識機制是任何區塊鏈系統的心跳。對共識的更改，如果沒有正確執行，可能會導致整個系統崩盤。可以理解的是，以太坊2.0 升級提出了一個基於權益證明運行的並行區塊鏈：信標鏈。
本文討論了Beacon 鏈如何為以太坊2.0 做出貢獻。我們來看一下。
信標鏈：它是什麼？
信標鍊是作為以太坊2.0共識引擎的區塊鏈，是協調整個系統的部分。 Beacon 鏈被設計為可以實現權益證明系統的最小結構。它不處理交易或託管智能合約。它旨在作為以太坊2.0 的核心，用決定區塊的驗證者取代工作證明中的礦工或解謎者。它存儲驗證者地址的註冊表、每個驗證者的狀態、證明（驗證者投票）和分片鏈接。以太坊信標鏈以隨機信標命名，一種提供公共隨機數來源的加密服務。信標鏈基於稱為RANDAO 的偽隨機過程為區塊隨機選擇驗證者，並管理共識機制。
驗證者的角色
可以通過使用以太坊主網存款合約中的特定交易存入32 ETH 來成為驗證者。每次發生有效存款時，都會觸發一個事件。信標鏈引用此事件日誌。一旦存款完成並被信標鏈節點檢測到，驗證者就會被激活。驗證者負責創建新區塊（區塊提議者）並對提議的區塊進行投票（委員會）。
驗證者會因誠實行為而獲得獎勵，也會因不誠實行為而受到懲罰。獎勵和懲罰是根據具體情況決定的。因此，每個驗證者的存款都會隨著獎勵和懲罰而上漲和下跌。
驗證者生命週期
驗證器連接到信標節點以獲取有關驗證器分配的更新。驗證器由可以實現信標節點功能或調用信標節點的驗證器客戶端執行。一個驗證器客戶端可以運行一個或多個驗證器。
權益證明(PoS) 的工作
讓我們簡單討論一下以太坊的PoS 協議Casper FFG在信標鏈中的操作。
時間被劃分為紀元，紀元進一步細分為32 個時隙，每個時隙為12 秒。在一個epoch開始之前，每個slot都會被分配一個驗證者作為區塊提議者，以及一組特定的驗證者（最少128 個）稱為委員會。每個時期一個驗證者只能在一個委員會中。每個插槽也可以有多個委員會。所有委員會的規模必須相同。
在每個時段，其區塊提議者將選擇一個區塊附加到現有的信標鏈上，委員會將投票將其添加到主鏈中。這些投票被稱為證明，並由驗證者的存款加權。驗證者廣播他們的投票，獲得三分之二多數驗證者投票的區塊被接受。
大多數是根據存款的權重而不是驗證者的數量來決定的。 2/3 rd 多數是指一組驗證人，其總存款規模等於該組驗證人總存款規模的2/3。
為了安全運行，需要至少16,384 個驗證器。即使攻擊者設法控制了所有16,384 個驗證者節點中的三分之一，同一攻擊者控制隨機選擇的128 個驗證者委員會的三分之二以上的可能性非常低（萬億分之一）。
只有時代邊界塊（檢查點）可以被證明和最終確定。你是否正在尋找有關塊確定性的閱讀，請參閱Gasper。
驗證者獎勵和懲罰
每個驗證者都有自己的餘額——存款合約中提到的初始餘額。隨著時間的推移，獎勵和懲罰會反映在驗證者的餘額中。驗證者因提議或證明鏈中包含的塊而獲得獎勵。區塊獎勵是根據網絡質押的ETH 總量計算的。驗證者還相互監督，並因報告其他投票衝突或提出多個區塊的驗證者而獲得獎勵。他們可能因離線和惡意行為而受到懲罰。在某些情況下，驗證者也可以被削減，之後他們被進一步阻止參與協議並被強制移除。在每個時期，網絡都會計算每個驗證者的行為並適當地發布獎勵或懲罰。
如何解決分叉？
當驗證者擁有關於系統狀態的不同信息時，就會發生分叉。當他們由於網絡延遲或不誠實的驗證者而錯過一些消息時，可能會發生這種情況。分叉選擇規則指定了驗證者遵循的法則來決定正確的區塊應該是什麼。以太坊2.0 中的分叉選擇規則被稱為最新消息驅動的最貪婪觀察到的最重子樹（LMD GHOST）。在分叉的情況下，選擇的誠實鏈將擁有最多的證明（僅考慮驗證者最近的投票）和權益。
為什麼是權益證明？
儘管工作量證明有助於保持區塊鏈的去中心化性質，但由於少數礦工主導以太坊生態系統，存在中心化威脅。計算資源的高成本限制了礦工數量，而能源消耗破壞了環境。權益證明將礦工替換為驗證者，驗證者將以太幣質押以參與區塊創建並為此獲得獎勵。在PoW 中，用戶購買硬件成為礦工，而在以太坊2.0 中，用戶質押ETH 來激活和控制驗證者。質押的以太幣將保持鎖定狀態，如果驗證者違反任何規則，他們也會受到處罰。這將迫使他們誠實行事。 PoS 系統中的驗證者不是在速度和能量上競爭生成哈希，而是在質押（存款）的以太數量上競爭。 PoS 系統應確保驗證者節點受到足夠的激勵以維護網絡的安全。由於驗證者的能源消耗較少，因此獎勵不需要像PoW 中那樣高。
下一步是什麼？
Phase 0 信標鏈只需要處理它的共識層。一旦分片就位，信標鏈也將作為跨分片通信的媒介。每個分片還將在每個時隙分配塊提議者和驗證者委員會。除了質押信息，信標鏈還使用交叉鏈接存儲分片狀態變化的信息，信標鏈塊上的鏈接指的是分片塊。
