EIP-2537：ETH 1.0可為ETH 2.0提供的支持
編者按：本文來自以太坊愛好者（ID：ethfans）以太坊愛好者（ID：ethfans）
以太坊愛好者（ID：ethfans）
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新的疆域
，作者：Alex Stokes，譯者&校對: 閔敏& 阿劍，Odaily經授權轉載。
新的疆域
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ETH 2.0 Phase 0（又稱“信標鏈”）的主網預計將於今年晚些時候上線。眼下，我們應該思考這樣一個問題：現有網絡可以做些什麼來推動新的系統平滑上線？我們可以想像出一些令人振奮的應用場景，可以（在ETH 1.0 併入ETH 2.0 之前）利用兩個網絡之間的互操作性，但是事實表明，如果不能修改EVM（以太坊虛擬機）來適應ETH 2.0 系統使用的新密碼學元件，這些應用就將受阻。在此我希望為這些新的密碼學元件提供概要的說明，並解釋為什麼將其整合進EVM 有助於我們在Eth1 在遷移之前也能利用新系統的功能。
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ETH 1.0 少了什麼？
以太坊區塊鏈上的所有數據都是公開的，因此我們必須使用密碼學簽名來確保特定交易反映相關方的訴求。以太坊所使用的簽名方案是以橢圓曲線為基礎的，使用的是名為secp256k1 的曲線。這條曲線上的點被用於名為ECDSA 的簽名方案，為我們的密碼學簽名賦予我們所期望的屬性。
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，該橢圓曲線的屬性提高了ECDSA 簽名方案的安全性-
儘管基於secp256k1 的ECDSA 簽名方案已經經過了多年的使用測試，但是二者的定義標準分別只有20 和10 年左右的歷史。 ETH 2.0 採用了較為新穎的構造，利用了密碼學方面的新進展。 ETH 2.0 系統中的驗證者（類似ETH 1.0 的礦工）使用BLS 簽名方案，以另一種名為BLS12-381 的橢圓曲線為基礎。 （請注意，“BLS” 是縮寫，這三個字母分別來自三位提出者的名字！）ETH 2.0 之所以採用這種新技術，主要是因為它可以高效地將多個簽名聚合到一個簽名中，直接促進ETH 2.0 安全性的參與可行性。欲知更多信息，請參見Carl Beekhuizen 的文章，了解ETH 2.0 中籤名聚合的重要性（編者註：見文末超鏈接《Eth2 Staking 指南#2》）。
雖然BLS 簽名對Eth2 有很多好處，但是我們遇到的問題是，ETH 1.0 本身並不支持這種新的密碼學元件，而且其底層數學邏輯對計算要求很高，致使我們無法在EVM 中實行BLS簽名。幸運的是，我們可以將計算邏輯添加為“預編譯” 部分，以此規避EVM 在性能上的局限性—— 通過硬編碼算法讓原生實現在EVM 解釋器之外被智能合約調用。
如何實現預編譯？
zk-SNARKs
以太坊協議的預編譯部分屬於稀缺資源，因此僅留給社區認為重要的計算邏輯。此外，預編譯需要通過硬分叉來部署（因為它們會改變EVM 的語義），因此協調成本很高。幸運的是，在當前的EIP-2537 草案中，我們可以看到這些BLS 預編譯的相關工作正在推進。 EIP-2537 包括對BLS12-381 曲線運算的預編譯，以及BLS 算法方案中使用的另一個被稱為“映射至曲線（map to curve）” 的高成本操作。如果你深入研究BLS 算法方案的數學原理，你會發現需要利用某個機制才能將（你想要簽署的）某個消息通過“映射至曲線” 操作轉化為橢圓曲線上的點。
預編譯會給我們帶來什麼好處？
EIP-2537 預編譯會通過提高保證金合約用戶體驗來幫助ETH 2.0 上線，並為在ETH 1.0 內構建ETH 2.0 輕客戶端奠定基礎。 BLS12-381 曲線本身可用於構建zk-SNARKs ，連同其他區塊鏈中使用的BLS 為實現這些網絡之間的互操作性鋪平道路。
保證金合約的用戶體驗
成為ETH 2.0 信標鏈驗證者的初始方法是，將ETH 存入ETH 1.0 上的智能合約（“保證金合約”）。為了節省Gas 費用並最大程度上降低複雜性，保證金合約的主要功能就是為（在默克爾樹上）的某筆存款提供密碼學承諾，然後這樣一個承諾就能在信標鏈上用作證明。重要的是，確認保證金所需的BLS 簽名並非在ETH 1.0 鏈上驗證的。測試網就因為出現漏洞而導致一系列BLS 簽名計算錯誤，丟失了一部分測試網ETH 。為了在ETH 1.0 鏈上對BLS 簽名進行驗證（可以通過EIP-2537 實現），我們可以編寫一個“轉發” 智能合約來獲取保證金數據，驗證簽名然後僅將保證金數據發送至保證金合約。這個功能雖然不是保障保證金合約安全性的必備條件，但它確實能給那些與保證金合約交互的開發者帶來心理上的慰藉。
我們認為，在ETH 1.0 鏈上構建ETH 2.0 輕客戶端之前，必須先讓ETH 1.0 “理解” ETH 2.0 採用的密碼學技術。這樣才有可能在智能合約中實現類似於BTCRelay 的輕客戶端。這種輕客戶端一旦實現，將會成為溝通ETH 1.0 和ETH 2.0 網絡“橋樑” 的支柱，想想還有點小激動呢。通過這個雙向橋樑，ETH 就可以在ETH 1.0 和ETH 2.0 網絡之間轉移，ETH 2.0 分片也可以作為一種具有高度可擴展性的數據層來支撐ETH 1.0 上的二層架構（例如，optimistic rollups 、 zk-rollups 等等）。
