以太坊权益证明过渡：应用层的影响与前景

原文标题：《以太坊PoW&PoS兼并TheMerge在即，运用层会遭到哪些影响？》
来源：以太坊官方博客
作者：以太坊开发者、以太坊基金会社区经理TimBeiko

以太坊网络向权益证明的过渡（TheMerge）即将到来：现在开发网络正在树立，标准也进入最终确认，社区外展准备作业已经认真开始。TheMerge旨在过渡过程中对最终用户、智能合约和dapps的运作方式产生最小的影响。也就是说，在这个过程中，有一些小的改变值得强调。在咱们深化研究这些改变之前，下面有一些链接能够供给有关TheMerge整体架构的一些了解：

– [路线图演变](链接)
– [兼并后客户端架构](链接)

本文的其余部分将假设读者熟悉上述内容。关于那些想要更深化发掘的人，下面可获得TheMerge的完好标准：

– [履行层](链接)
– [共识层](链接)
– [引擎API](链接)

区块结构

以太坊兼并之后，网络大将不再存在作业量证明（PoW）。相反，曾经的PoW部分将成为信标链（BeaconChain）上创建的区块的组成部分。然后，您能够将信标链视为以太坊新的PoS共识层，取代之前的PoW共识层。信标链区块将包括ExecutionPayloads，这是当时PoW链上区块的兼并后等价物。下图显示了这种联系：

关于最终用户和运用开发人员来说，这些ExecutionPayloads是与以太坊进行交互的当地。该层上的买卖仍将由履行层客户端（Besu、Erigon、Geth、Nethermind等）处理。幸运的是，由于履行层的稳定性，TheMerge只引入了最少的损坏性更改。

挖矿和Ommer区块字段

兼并后，之前包括在PoW区块头中的几个字段不再运用，因为它们与PoS无关。为了最大限度地减少对工具和基础设施的损坏，这些字段被设置为0，或者它们的数据结构的等效项，而不是从数据结构中彻底删去。你能够在EIP-3675中找到对区块字段的完好更改内容。

因为PoS不会像PoW那样天然产生ommers（又叫叔块），所以每个叔块（ommers）中的这些列表将为空，这个列表的哈希（ommersHash）将成为RLP编码哈希的一个空列表。相同，因为PoW还包括了难度和随机数，所以此后它们将被设置为0，一起赋予它们字节巨细值。

另一个与挖矿相关的字段mixHash不会设置为0，而是包括信标链的RANDAO值。下文将会对此进行更多介绍。

BLOCKHASH&DIFICULTY操作码更改

兼并后，BLOCKHASH操作码仍可运用，但考虑到它不再经过PoW哈希程序假造，此操作码供给的伪随机性将弱得多。

相关地，DIFICULTY操作码(0x44)将被更新并重命名为RANDOM。兼并后，它将回来信标链供给的随机信标的输出。因而，与BLOCKHASH比较，尽管仍然存在偏差，此操作码将成为运用程序开发人员运用的更强大的随机源。

RANDOM揭露的值将存储在ExecutionPayload中，其中存储了与PoW计算相关的值mixHash。Payload的mixHash字段也将被重命名为random。

这是DIFICULTY&RANDOM操作码在兼并前和兼并后怎么作业的说明：

兼并前，咱们看到0x44操作码回来区块头中的难度字段。兼并后，重命名为RANDOM的操作码指向先前包括mixHash的区块头字段，现在存储来自信标链状态的随机值。

这一改变在EIP-4399中得到正式化，也为链上运用程序供给了一种评价兼并是否产生的办法。依据这个EIP的介绍：

此外，此EIP提出的更改允许智能合约确认是否已升级到PoS。这能够经过分析DIFICULTY操作码的回来值来完结。如果值大于2^64，则表明买卖正在PoS区块中履行。

出块时间

兼并将影响以太坊的平均区块时间。现在在PoW下，平均每约13秒产出一个区块，实际区块间隔时间有相当大的差异。在权益证下，区块间隔将恰好为12秒，除非由于验证者离线或因为他们没有及时提交区块而错过了某个时隙。

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