コンセンサス層と実行層とは何ですか?

コンセンサス層の基礎

1. コンセンサス層は、参加しているすべてのノードにわたるブロックチェーンの状態について合意する責任があります。

2. バリデーターまたはマイナーがどのブロックが有効でチェーンに追加する必要があるかを決定するためのルールを定義します。

3. プルーフ・オブ・ステーク システムでは、この層はバリデーターの選択、証明の集約、およびファイナリティの検出を調整します。

4. タイムキーピングはエポックとスロットを通じて強制され、集中化されたクロックに依存せずに同期された参加が保証されます。

5. ここでは、LMD-GHOST などのフォーク選択ルールが機能して、競合するチェーン ブランチを解決し、ネットワーク全体の合意を維持します。

実行層の責任

1. 実行層はトランザクションを処理し、スマート コントラクトを実行し、アカウント残高とストレージを更新します。

2. トランザクション署名を検証し、ガス制限をチェックし、イーサリアム互換環境で EVM バイトコードを実行します。

3. 状態遷移は、入力が実行仕様で定義された前提条件を満たした場合にのみ発生します。

4. 各ブロックにはトランザクションのリストとポストステートのルートが含まれており、計算結果を独立して検証できます。

5. 実行クライアントは、ウォレット、エクスプローラー、dApp がデータを送信およびクエリできるようにする RPC インターフェイスを公開します。

関心の分離アーキテクチャ

1. マージ後のイーサリアムは、エンジン API などの標準化されたインターフェイスを使用して、コンセンサスを実行から明示的に切り離します。

2. コンセンサス クライアントはトランザクション ロジックを解釈しなくなり、暗号化された証明と証明のみを検証します。

3. 実行クライアントは、マイニング能力に基づいてブロックの有効性を決定しなくなりました。最終的な決定はコンセンサス層に委ねられます。

4. この分離により、スタック全体にわたる同時調整を必要とせずに、いずれかの層へのアップグレードが可能になります。

5. レイヤー間の相互運用性は信頼できるペイロードに依存します。コンセンサス クライアントがブロックを提案し、実行クライアントがブロックを実行して結果を返します。

レイヤ分割によるセキュリティへの影響

1. 攻撃対象領域は区画化されています。実行クライアントを侵害しても、ファイナリティの制御が自動的に許可されるわけではありません。

2. スラッシュ条件はコンセンサス レベルでのみ適用され、バリデータ間の悪意のある行為を阻止します。

3. ファイナライズされたブロックを元に戻すには、経済的なファイナリティ保証に違反する必要があるため、再編成への抵抗が増加します。

4. 実行層のバグ (再入可能性の欠陥やガス計測エラーなど) によって、コンセンサス メカニズムの有効性が損なわれることはありません。

5.バリデーターは両方のレイヤーを同期して実行する必要がありますが、それぞれが異なる暗号化および計算の役割を実行します。

よくある質問と回答

Q: ノードはコンセンサス層のみを実行できますか? A: はい。コンセンサス専用ノードが存在し、トランザクションを実行せずに認証およびファイナリティ投票に参加します。これらは、信頼できる実行エンドポイントまたはライト クライアント証明に依存します。

Q: すべてのブロックチェーンはこの 2 層モデルを実装していますか? A: いいえ、Bitcoin や初期のイーサリアム バージョンを含む多くのチェーンは、両方の機能を単一のクライアント アーキテクチャに統合しています。層の分離は意図的な設計の進化です。

Q: Engine API はどのようにしてレイヤー間の通信を促進しますか? A: これは、engine_newPayloadV2 や Engine_forkchoiceUpdatedV2 などの JSON-RPC メソッドを定義しており、コンセンサス クライアントが提案されたブロックをプッシュし、検証フィードバックを受け取ることができるようにします。

Q: 実行層がブロックの処理に失敗した場合はどうなりますか? A: コンセンサス層はペイロードを無効としてマークします。そのようなブロックを証明するバリデーターは、失敗が意図的な誤動作または構成ミスに起因する場合、スラッシュの危険にさらされます。