イーサリアム 2.0：ビーコンチェーンのブロック構造 #Blockchain

イーサリアム 2.0 にはコンセンサスレイヤーとしてビーコンチェーンがあります。このチェーンのブロック構造を調べてみました

ブロックデータ

キー	データ型	内容
slot	uint64	Slot の番号
proposer_index	uint64	バリデータに振られているインデックス
parent_root	Bytes32	親ブロックのルートハッシュ
state_root	Bytes32	ステートデータのハッシュ
body	BeaconBlockBody	ボディーオブジェクト
body.randao_reveal	BLSSignature	RANDAO のランダム値更新データ
body.eth1_data	Eth1Data	eth1 ブロックに対する投票データ（ eth1 ブロックのハッシュ、バリデーターの預金ツリーのルートハッシュ・既にに行われた預金の数を含んでいる）
body.graffiti	Bytes32	任意のデータ
body.proposer_slashings	List	スラッシュするブロック提案者リスト
body.attester_slashings	List	スラッシュする検証者リスト
body.attestations	List[Attestation]	現在ブロックに対する投票リスト
body.deposits	List[Deposit]	バリデーターになるための新しい入金リスト
body.voluntary_exits	List[SignedVoluntaryExit]	退出したいバリデーターリスト

randao_reveal

RANDAO 用のデータです。詳細はまた別途まとめます。

state_root

イーサリアムの state と block の関係と似ています。
block にあるのは変更リストであり、それを一個前の block の state に適用することで、新しい state が計算できます。

詳細は下記に参照してください。

引用元：https://github.com/ethereum/consensus-specs/blob/dev/specs/phase0/beacon-chain.md#beaconstate

class BeaconState(Container):
    # Versioning
    genesis_time: uint64
    genesis_validators_root: Root
    slot: Slot
    fork: Fork
    # History
    latest_block_header: BeaconBlockHeader
    block_roots: Vector[Root, SLOTS_PER_HISTORICAL_ROOT]
    state_roots: Vector[Root, SLOTS_PER_HISTORICAL_ROOT]
    historical_roots: List[Root, HISTORICAL_ROOTS_LIMIT]
    # Eth1
    eth1_data: Eth1Data
    eth1_data_votes: List[Eth1Data, EPOCHS_PER_ETH1_VOTING_PERIOD * SLOTS_PER_EPOCH]
    eth1_deposit_index: uint64
    # Registry
    validators: List[Validator, VALIDATOR_REGISTRY_LIMIT]
    balances: List[Gwei, VALIDATOR_REGISTRY_LIMIT]
    # Randomness
    randao_mixes: Vector[Bytes32, EPOCHS_PER_HISTORICAL_VECTOR]
    # Slashings
    slashings: Vector[Gwei, EPOCHS_PER_SLASHINGS_VECTOR]  # Per-epoch sums of slashed effective balances
    # Attestations
    previous_epoch_attestations: List[PendingAttestation, MAX_ATTESTATIONS * SLOTS_PER_EPOCH]
    current_epoch_attestations: List[PendingAttestation, MAX_ATTESTATIONS * SLOTS_PER_EPOCH]
    # Finality
    justification_bits: Bitvector[JUSTIFICATION_BITS_LENGTH]  # Bit set for every recent justified epoch
    previous_justified_checkpoint: Checkpoint  # Previous epoch snapshot
    current_justified_checkpoint: Checkpoint
    finalized_checkpoint: Checkpoint

eth1_data

内容はバリデーターになる際の預金のルートハッシュと総数と、ブロックハッシュになります。
ブロックハッシュが１個しかないので、シャーディングの際にどうなるかは気になりますね。

class Eth1Data(Container):
    deposit_root: Root
    deposit_count: uint64
    block_hash: Hash32

proposer_slashings と proposer_slashings

バリデーターはブロック提案者と検証者として担当する処理があり、その処理が正しく実行できなかったり、または悪意の行為をした場合、罰則によって預かった預金を減らされてしまうことがあります。これが「スラッシュ」と呼ばれています。
この２つの項目はこれらの情報を記録するための項目です。

イーサリアム 2.0のスラッシュとは？で紹介した Epoch#208 の slot#6669 で proposer_slashings のデータがあります。
興味ある方はどうぞ。

まとめ

ビーコンチェーンはコンセンサスレイヤーとして、メインはバリデーター関連の情報を記録しているようなイメージですね。