Jeason Zhang

自我介绍：大家好，我是 Jeason Zhang，以太坊爱好者，全栈工程师，独立开发者，很开心参加今年的 EPF 残酷共学。
你认为你会完成本次残酷学习吗？会的！

Notes

2025.02.06

今天是残酷共学的第一天，参加了 chloe 主持的第一周周会，会后看了一下 epf wiki 中的内容，并用 deepseek - R1 总结了一下内容如下：

EPF WIKI WEEK1

I. 核心学习目标

主题：以太坊协议基础与研发生态全景目标：理解以太坊设计哲学、技术架构、开发流程及社区协作模式。

II. 核心学习模块

1. 历史与哲学基础

UNIX哲学
- 核心理念：模块化、简洁性、协作开发
- 推荐资源
  - UNIX纪录片（贝尔实验室文化）
  - UNIX历史解析
自由软件运动
- 关键人物：Richard Stallman（GNU项目）
- 核心原则：用户自由（运行、研究、修改、分发）
- 必读材料
  - 自由软件定义
  - 《大教堂与集市》（在线版）
密码朋克与加密无政府主义
- 核心思想：去中心化、隐私保护、密码学驱动自治
- 经典文献

2. 以太坊协议设计

设计原则
- 五大核心：简洁性、通用性、模块化、非歧视性、敏捷性
- 技术文档
  - 以太坊黄皮书（数学化协议定义）
  - 执行层规范（Python实现）
网络架构
- 分层结构
  - 执行层（EL）：处理交易与智能合约（EVM）
  - 共识层（CL）：PoS机制与区块确认
- 节点类型：全节点、轻节点、归档节点
- 扩展阅读
  - 节点架构文档
  - 路线图解析

3. 实现与开发

客户端多样性
- 执行层客户端：Geth、Nethermind、Besu
- 共识层客户端：Lighthouse、Prysm、Teku
- 开发语言：Go、Rust、Java、C#等
- 资源
  - 客户端列表
  - EPF项目案例

4. 测试与安全

测试工具链
- 核心仓库
  - 通用测试集
  - Retesteth工具（状态转换测试）
  - Hive测试框架（多客户端仿真）
- 测试类型：单元测试、模糊测试、影子分叉
安全实践
- 漏洞赏金计划：通过HackerOne提交
- 代码审计：形式化验证（如KEVM）

5. 社区协作机制

协调流程
- 核心会议
  - ACD会议（All Core Devs）：双周例会
  - PM仓库（ethereum/pm）记录议程
- 提案流程：EIP（EIPs仓库）
讨论平台：
- EthResearch论坛（技术研究）
- Ethereum Magicians（提案讨论）
- R&D Discord（需邀请）

III. 学习路径建议

1. 入门阶段

视频学习：
- Mario Havel讲座（以太坊协议基础）
- Richard Stallman演讲（自由软件理念）
基础阅读：
- 以太坊30分钟入门
- 绝对以太坊精要（新书推荐）

2. 技术深化

实践任务：
- 运行测试网节点：使用Geth + Lighthouse组合
- 参与测试：通过Hive提交客户端兼容性报告
代码研读：
- 分析执行层规范中的状态转换逻辑
- 研究EIP-1559实现代码

3. 社区参与

跟踪开发动态：
- 订阅ACD会议纪要
- 加入EPF Discord参与讨论
贡献方式：
- 提交EIP改进提案
- 参与ETHGlobal黑客松

IV. 扩展资源

书籍推荐：
- 《The Infinite Machine》（以太坊早期史）
- 《Mastering Ethereum》（技术细节解析，需注意版本）
高级学习：
- Devcon演讲存档（技术深度内容）
- 形式化验证案例（Aleth项目）

V. 学习评估

自测工具
- 以太坊基础知识测验
- 编写简单智能合约并通过执行层测试验证

2024.02.07

EPF WIKI WEEK2

I. 核心学习目标

主题: 以太坊执行层（Execution Layer）深度解析目标: 掌握执行层节点架构、状态转换机制、EVM运行原理及网络通信协议。

II. 课程大纲重点

1. 执行层节点架构

区块验证（Block Validation）：
- 处理状态转换（State Transition），将交易结果记录到状态树（Merkle Patricia Trie）
- 维护动态机制更新：EIP-1559基础费用、EIP-4844 Blob Gas、信标链提款等
- 提供快速同步机制（Snap Sync）帮助新节点快速接入网络
区块构建（Block Building）：
- 基于P2P交易池（Tx Pool）构建新区块
- 交易广播与验证的双向流程

2. 状态转换函数

区块头验证：
- 校验默克尔根（交易根、状态根、收据根）
- 验证Gas限制与时间戳合法性
区块验证代码实践：
- 分析go-ethereum代码库中core/state_processor.go的Process()函数

3. EVM运行机制

栈式虚拟机原理：
- 操作码分类解析：
  - 堆栈操作码（如PUSH, POP）
  - 内存操作码（如MLOAD, MSTORE）
  - 系统级操作（如CALL, DELEGATECALL）
实战工具推荐：
- evm.codes：交互式EVM操作码解析工具
- ethervm.io：EVM指令集速查表

4. P2P网络协议

三大核心功能：
- 历史区块数据传输
- 未确认交易（Pending Transactions）广播
- 状态数据同步
Snap Sync技术：
- 阶段一：下载快照数据块（Snapshot Tiles）
- 阶段二：状态修复（State Healing）

5. JSON-RPC接口

设计目标：
- 统一所有客户端的API标准，实现工具链无缝集成
- 目前接近实现但仍有细微差异
关键RPC方法：
- eth_getBlockByNumber
- eth_sendRawTransaction
- eth_call

III. 核心学习资源

必读材料：

执行层规范（Python实现）
ETH2术语更新说明
合并对应用层的影响

进阶工具：

Engine API可视化指南（Daniel Ramirez）
Lightclient开发环境配置

代码研究：

核心代码库：
- go-ethereum
- devp2p协议
执行层API规范：
- execution-apis

IV. 学习实践建议

代码调试：在本地运行Geth节点，观察state_processor.go的区块处理流程
网络模拟：使用devp2p工具包模拟P2P交易广播
RPC实验：通过Postman调用JSON-RPC接口获取链上数据

2025.02.09

EPF WIKI WEEK3

I. 核心学习目标

主题: 以太坊共识层（Consensus Layer）技术解析目标: 掌握权益证明（PoS）机制、Gasper协议架构及信标链安全模型。

II. 课程大纲重点

1. 共识机制基础

拜占庭容错（BFT）：
- 区块链通过分布式网络实现数字稀缺性，需解决节点作恶问题
- 比特币通过工作量证明（PoW）首次实现BFT
PoS机制创新：
- 以太坊转向权益证明，使用内生经济信号（质押ETH）实现女巫攻击防护
- 通过**罚没（Slashing）**机制惩罚拜占庭行为

2. Gasper协议架构

混合共识机制：
- LMD-GHOST分叉选择规则：基于最新消息（Latest Message Driven）确定主链
- Casper FFG：负责最终性确认（Finality），确保链活性（Liveness）
关键特性：
- 每32个区块（Epoch）进行最终性确认
- 支持动态验证者集合调整

3. 信标链安全模型

密码经济学保障：
- 验证者需质押32 ETH，作恶将面临罚没
- 罚没条件：双重签名、违反分叉规则等
抗攻击能力：
- 1/3质押量攻击可导致链暂停
- 2/3质押量攻击可导致链重组

III. 核心学习资源

必读材料：

Gasper协议白皮书
LMD-GHOST优化解析
Eth2规范注释版（技术细节宝典）

深度分析：

Slashing场景详解（Dankrad Feist）
信标链设计反思（Justin Drake演讲）

IV. 实践建议

客户端运行：
- 组合运行执行层（如Geth）与共识层客户端（如Lighthouse）
- 观察日志中的attestation（见证）与proposal（区块提议）流程
时隙分析：
- 研究
  
  时隙解剖视频
  
  ，理解12秒时隙内的操作序列：
  - 区块提议 → 见证打包 → 最终性投票
安全实验：
- 在测试网模拟双重签名场景，观察罚没机制触发过程

V. 关键概念对照表

英文术语	中文解释
Finality	最终性
Justification	合理性证明
Checkpoint	检查点
Attestation	见证
Sync Committee	同步委员会

2025.02.10

EPF WIKI WEEK4

I. 核心学习目标

主题: 以太坊测试框架与安全实践目标: 掌握以太坊核心测试工具链、安全漏洞发现方法及网络升级测试流程。

II. 课程大纲重点

1. 核心测试工具链

执行层测试套件：
- ethereum/tests: 标准状态转换测试集
- execution-spec-tests: 执行层规范验证测试
- retesteth: 动态测试生成与执行工具
网络仿真工具：
- Hive: 多客户端测试框架，支持创建定制化测试网
- Kurtosis: 分布式测试环境编排平台
模糊测试工具：
- FuzzyVM: EVM字节码模糊测试器
- tx-fuzz: 交易生成与异常检测工具

2. 安全测试实践

合并测试经验：
- 通过影子分叉（Shadow Fork）模拟主网环境
- 使用**eth_tools**监控网络异常
漏洞挖掘案例：
- 共识层分叉规则漏洞（如LMD-GHOST边缘场景）
- 客户端同步协议缺陷（如LibP2P消息处理）

3. 测试方法论

分层测试策略：
- 单元测试：验证单个功能模块
- 集成测试：多客户端交互验证
- 压力测试：高负载场景模拟（如Dencun升级的blob处理）
自动化流水线：
- 持续集成（CI）触发测试套件
- 测试结果可视化与回归分析

III. 关键学习资源

必读材料：

以太坊测试文档：测试类型与执行指南
执行层规范测试说明：测试用例设计原则

深度实践：

RPC测试生成器：自动化生成JSON-RPC接口测试
Dencun测试教程：分片blob处理测试案例

经典案例研究：

The Merge测试回顾（Devcon6演讲）
Layer1共识漏洞挖掘（Marius Van Der Wijden）

IV. 实践建议

本地测试环境搭建：

# 使用Hive创建多客户端测试网
hive --client=geth,lighthouse --sim=eth2/merge

模糊测试执行：

# 运行FuzzyVM检测EVM异常
go run ./cmd/fuzzy --test=evm_opcodes

自定义测试开发：
- 在ethereum/tests中新增状态转换测试用例
- 通过retesteth验证客户端兼容性

V. 测试类型对照表

测试类型	工具示例	检测目标
状态转换测试	retesteth	区块处理逻辑正确性
网络协议测试	Hive	P2P消息兼容性
模糊测试	FuzzyVM	EVM执行边界条件
RPC接口测试	rpctestgen	JSON-RPC规范符合性

通过本课程的系统学习，开发者将掌握以太坊核心测试框架的运作机制，具备参与网络升级测试和安全审计的能力。建议从标准测试集入手，逐步深入定制化测试开发。

2025.02.11

EPF WIKI WEEK5

I. 核心学习目标

主题: 以太坊研究生态与路线图演进目标: 掌握以太坊六大发展阶段（Merge/Surge/Scourge/Verge/Purge/Splurge）的技术规划及当前研究热点。

II. 以太坊路线图解析

1. 六大发展阶段

阶段	核心目标	关键技术
Merge	PoS共识完善	单槽最终性（SSF）、秘密领导者选举（SLE）、提款机制优化
Surge	扩容与数据可用性	EIP-4844（Blob交易）、数据可用性采样（DAS）、ZK Rollup互操作性
Scourge	MEV治理与抗审查	ePBS（Enshrined PBS）、MEV销毁、质押上限机制
Verge	状态验证效率提升	Verkle树、SNARK化（信标链状态转换、EVM验证）
Purge	协议简化	EIP-4444（历史数据修剪）、状态过期机制
Splurge	用户体验优化	账户抽象（ERC-4337）、EIP-1559最终形态、深度密码学整合

III. 当前研究热点

1. 密码学前沿

KZG多项式承诺：用于Blob数据验证（KZG仪式）
Verkle树结构：替代Merkle Patricia Trie，提升状态证明效率（Vitalik解析）

2. 扩容技术

数据可用性采样（DAS）：通过随机抽样验证数据可用性
跨Rollup互操作：标准化跨链消息协议

3. 抗MEV机制

包含列表（Inclusion Lists）：防止交易审查
MEV-Burn：通过协议内拍卖销毁MEV收益

IV. 关键升级进展

1. 近期里程碑

Dencun升级：EIP-4844实施，降低Layer2成本
Pectra升级：Verkle树预编译合约部署

2. 开发者工具

Helios轻客户端：Rust实现的快速同步客户端（构建指南）
EVM对象格式（EOF）：优化合约代码存储结构

V. 学习资源推荐

必读材料

以太坊终极形态（Vitalik长文）
Blob空间经济学（Domothy分析）
以太坊数据结构演进（学术论文）

实践指南

EthRoadmap.com：交互式路线图可视化
执行票据提案：参与协议改进讨论

VI. 技术术语对照

英文术语	中文解释
Single Slot Finality	单槽最终性
Data Availability Sampling	数据可用性采样
Enshrined PBS	协议内提议者-构建者分离
Verkle Proofs	Verkle树证明
MEV Burn	MEV销毁机制

通过本课程的系统学习，开发者可全面把握以太坊技术演进的宏观框架，深入参与核心协议研究。建议结合Ethresear.ch论坛跟踪最新提案，通过节点工作坊实践客户端运维。

2025.02.12

EPF WIKI Node Workshop

I. 核心学习目标

主题: 以太坊客户端实践操作目标: 掌握执行层（EL）与共识层（CL）客户端的部署、配置及运维技能。

II. 环境准备

1. 系统要求

推荐系统: Debian 12（支持Ubuntu/macOS，建议使用虚拟机统一环境）
硬件配置: 测试网节点无需高性能硬件（2核CPU/4GB RAM/50GB存储）

基础工具安装:

sudo apt update && sudo apt install -y curl git gpg docker.io build-essential

2. 前置知识

客户端架构: 复习节点架构文档
Linux基础: 掌握基础命令行操作

III. 客户端部署流程

1. 客户端选择与获取

推荐组合: Geth（EL） + Lighthouse（CL）

二进制验证（以Geth为例）:

# 下载签名文件
curl -O https://geth.ethereum.org/geth-linux-amd64-1.13.0-6c74b4e6.sig
# 验证签名
gpg --verify geth-linux-amd64-1.13.0-6c74b4e6.sig

2. Docker快速部署

# 启动Geth测试网节点
docker run -d -p 8545:8545 -v /data/geth:/root/.ethereum \
  ethereum/client-go --goerli --http --http.addr 0.0.0.0

# 启动Lighthouse共识客户端
docker run -d -p 9000:9000 -p 9001:9001 -v /data/lighthouse:/root/.lighthouse \
  sigp/lighthouse lighthouse beacon --network holesky

3. 测试网配置

Holesky测试网:

geth --holesky --syncmode snap --http
lighthouse beacon --network holesky

Ephemery自定义创世块:

geth init --datadir ./ephemery ephemery-genesis.json

IV. 节点运维实践

1. RPC接口使用

基础访问:

curl -X POST -H "Content-Type: application/json" \
  --data '{"jsonrpc":"2.0","method":"eth_blockNumber","params":[],"id":1}' \
  http://localhost:8545

控制台交互:

geth attach http://localhost:8545
> eth.syncing

2. 验证者管理

质押存款:

lighthouse account validator deposit \
  --network holesky \
  --keystore ./validator_keys \
  --deposit-value 32

3. 系统服务配置

systemd服务文件示例（Geth）:

[Unit]
Description=Geth Execution Client
After=network.target

[Service]
ExecStart=/usr/bin/geth --http --syncmode snap --cache 2048
Restart=always
User=geth

[Install]
WantedBy=multi-user.target

V. 进阶实践建议

1. 节点监控

Prometheus+Grafana方案:

# 安装Prometheus
docker run -d -p 9090:9090 -v /prometheus-data:/prometheus prom/prometheus
# 配置Grafana仪表盘（参考Coincashew指南）

2. 网络诊断

P2P网络分析:

# 使用devp2p工具检查节点连接
devp2p discv5 nodes -bootnodes enr://...

3. 客户端切换实验

执行层切换

（Geth → Erigon）:

erigon --chain holesky --datadir ./erigon-data --http

共识层切换

（Lighthouse → Nimbus）:

nimbus_beacon_node --network=holesky --web3-url=http://localhost:8545

VI. 关键资源推荐

节点维护指南: EthStaker Holesky指南
验证者监控: Grafana仪表板配置
故障排查: 合并后节点FAQ

通过本工作坊的系统实践，开发者将具备独立部署和维护以太坊全节点的能力，为参与网络验证或协议开发奠定基础。建议从测试网开始，逐步过渡到主网节点运维。

2025.02.13

EPF WIKI WEEK6: Consensus and Execution spec

I. 核心学习目标

主题: 共识层与执行层技术规范深度解析目标: 掌握规范实现原理，参与协议改进提案（EIP）开发。

II. 课程大纲重点

1. 共识层规范（CL Specs）

Gasper协议实现：
- 结合LMD-GHOST分叉选择规则与Casper FFG最终性机制
- 状态转换逻辑：见证打包、检查点证明、验证者奖惩
Python参考实现：
- 共识层规范代码库
- 测试框架：通过pytest验证区块生成与状态转换
关键测试场景：
- 分叉场景模拟（7节点网络测试）
- 罚没条件触发验证（双重签名检测）

2. 执行层规范（EELS）

EVM对象格式（EOF）：
- 分离代码与数据段，优化合约存储结构
- 支持版本化合约部署（向后兼容）
操作码扩展实践：
- 在execution-specs中添加自定义操作码
- 生成一致性测试向量（JSON测试用例）
黄皮书对照：
- 状态转换函数的数学形式化验证
- Gas计算模型与预编译合约实现

III. 关键学习资源

必读材料：

EELS规范解析：执行层演进逻辑
Vitalik注释版规范：协议设计思想解读

实践指南：

共识层开发：

# 测试分叉场景
def test_multiple_forks():
    genesis_state = initialize_beacon_state()
    fork1_blocks = generate_alt_chain(genesis_state, length=3)
    fork2_blocks = generate_alt_chain(genesis_state, length=5)
    assert get_head(fork1_blocks) != get_head(fork2_blocks)

执行层扩展：
- 修改src/ethereum/[frontier|homestead]/vm/opcodes.py
- 在tests/[frontier|homestead]/test_opcodes.py添加测试

IV. 技术术语对照

英文术语	中文解释
LMD-GHOST	最新消息驱动的最重子树
Casper FFG	友好最终性小工具
EOF	EVM对象格式
Precompiled Contract	预编译合约

V. 实践建议

共识层实验：
- 修改beacon-chain.md中的process_attestation逻辑
- 运行make test验证状态转换正确性
执行层扩展：
- 添加OP_CALLDATA操作码实现数据直接访问
- 生成并提交EIP草案至EIPs仓库

通过本课程的系统学习，开发者将具备直接参与以太坊核心协议开发的能力。建议结合Eth2 Book深化共识层知识，通过黄皮书教程理解EVM底层原理。

2025.02.15

EPF WIKI WEEK6: Study Group Week 6 | Sharding and DAS

I. 核心学习目标

主题: 分片技术与数据可用性采样（DAS）目标: 理解Danksharding架构与数据可用性保障机制，掌握扩容路线图核心技术。

II. 课程大纲重点

1. 扩容演进史

原始分片方案：64个分片链并行处理交易
Danksharding优化：
- 统一结算层与数据可用性层
- 通过EIP-4844（Proto-Danksharding）过渡
- 引入Blob交易类型降低Layer2成本

2. 数据可用性采样（DAS）

核心组件：
- KZG多项式承诺：通过KZG仪式实现高效数据验证
- 2D Reed-Solomon编码：将数据扩展为二维矩阵，确保部分数据丢失时可恢复
- 随机抽样验证：轻节点通过随机抽样（约30次）确保数据可用性（99.9%置信度）
抗审查机制：
- 包含列表（Inclusion Lists）：强制区块包含特定交易
- 数据可用性委员会（DAC）：临时过渡方案，最终由协议内机制取代

3. Danksharding架构

角色分离：
- 区块提议者：负责排序交易
- 构建者：生成包含Blob的区块
- 证明者：验证数据可用性
经济模型：
- Blob存储费用动态调整（类似EIP-1559）
- MEV-Burn机制销毁部分MEV收益

III. 关键学习资源

基础理论：

数据可用性问题解析（技术讲座）
Danksharding设计提案（Vitalik Buterin）

深度分析：

DAS设计选择（Dankrad Feist演讲）
欺诈证明与数据可用性证明（学术论文）

实践工具：

Danksharding测试网工具链
数据可用性模拟器

IV. 技术术语对照

英文术语	中文解释
Data Availability Sampling	数据可用性采样
KZG Commitment	KZG多项式承诺
Reed-Solomon Erasure Coding	里德-所罗门纠删码
Proto-Danksharding	原始Danksharding过渡方案
Blob Transaction	Blob交易类型

V. 实践建议

DAS模拟实验：

# 使用das-simulator进行数据可用性验证
from das import DataAvailability
blob = DataAvailability.generate_blob()
samples = blob.sample_random_indices(30)
assert blob.verify_samples(samples)

KZG仪式参与：
- 通过KZG仪式客户端贡献随机数
- 验证多项式承诺生成过程
扩容影响分析：
- 测算Blob交易对Gas费的影响
- 评估Layer2在Danksharding下的TPS提升

通过本课程的系统学习，研究者将深入理解以太坊未来扩容方向，掌握数据可用性核心技术。建议结合Devcon研讨会资料跟进最新进展，参与Ethresear.ch论坛讨论协议改进提案。

2025.02.16

EPF WIKI Week 7 | Execution client architecture

I. 核心学习目标

主题: 执行层客户端架构与Reth设计解析目标: 掌握现代执行层客户端设计理念，深入理解Reth代码架构。

II. 课程大纲重点

1. Reth客户端概述

开发语言：Rust（兼顾性能与安全性）
核心优势：
- 模块化设计，支持插件扩展
- 基于Actor模型的异步任务处理
- 状态树存储优化（替代传统Merkle Patricia Trie）

2. 架构设计亮点

分层架构：
- 网络层：基于LibP2P实现高效节点通信
- 同步引擎：支持快照同步与增量同步混合模式
- 执行环境：隔离的EVM运行时（WASM兼容）
创新特性：
- 基于RocksDB的列式存储优化
- 交易池优先级队列与抗DoS机制
- 轻客户端模式下的状态证明生成

3. 代码结构解析

核心模块：
- reth-db：数据库抽象层（支持多后端存储）
- reth-network：P2P网络协议实现
- reth-executor：EVM执行引擎（兼容EOF规范）

示例分析：

// 区块处理流程
async fn process_block(block: Block) -> Result<(), Error> {
    let state = State::new();
    execute_transactions(block.transactions, &state).await?;
    persist_state(state).await?;
    Ok(())
}

4. 性能优化策略

并行处理：交易执行与状态更新解耦
缓存机制：热数据内存缓存（LRU策略）
批处理写入：减少数据库I/O操作

III. 关键学习资源

必读材料：

Reth官方文档：架构设计与API参考
Erigon设计理念：Geth分叉项目的创新实践

深度解析：

Reth技术解析（Dragan演讲）
Rust异步编程模型：理解Actor模型实现基础

IV. 实践建议

环境搭建：

# 克隆Reth代码库
git clone https://github.com/paradigmxyz/reth
# 编译调试版本
cargo build --features "jemalloc,backend-mdbx"

调试实践：

# 启用交易池调试日志
RUST_LOG=debug reth --debug.txpool
# 观察区块同步过程
RUST_LOG=info reth --sync-mode snap

自定义模块开发：
- 实现reth-consensus模块的自定义分叉规则
- 扩展reth-rpc添加新的JSON-RPC方法

V. 技术术语对照

英文术语	中文解释
Actor Model	参与者模型
Columnar Storage	列式存储
State Trie	状态树
Snapshot Sync	快照同步

通过本课程的系统学习，开发者将掌握现代以太坊客户端的架构设计精髓，具备参与Reth等新一代客户端开发的能力。建议结合Erigon代码库对比学习传统与创新设计差异，通过Tokio文档深化异步编程理解。

2025.02.18

EPF WIKI Week 7 | Verkle Trees

I. 核心学习目标

主题: Verkle树技术及其在以太坊中的应用目标: 理解Verkle树如何替代Merkle Patricia Trie（MPT），实现无状态客户端与状态验证优化。

II. 课程大纲重点

1. Verkle树核心优势

证明尺寸优化：相比MPT的KB级证明，Verkle证明可压缩至约200字节
树高度降低：通过向量承诺（KZG多项式）实现宽树结构（每个节点256个子节点）
无状态客户端：轻节点只需存储根哈希，通过证明验证状态数据

2. 密码学基础

KZG承诺：实现常数大小的多项式承诺（需可信设置）
Pedersen哈希：结合椭圆曲线加密构建树节点哈希
零知识证明兼容：支持未来与zk-SNARKs集成

3. 数据结构设计

树结构分层：
- 扩展层（Extension Node）：处理长路径压缩
- 内部节点（Inner Node）：存储子节点承诺
- 叶子节点（Leaf Node）：包含实际状态数据
路径压缩：通过地址空间划分优化访问效率

4. 迁移挑战

状态转换方案：
- 分阶段迁移（柏林硬分叉后的状态快照）
- 双树并行期（MPT与Verkle共存）
Gas模型调整：
- 状态访问操作码（如SLOAD）Gas成本重构
- 证明验证Gas定价（约5,000 Gas/证明）

5. 当前进展

测试网集成：已部署在Ephemery测试网
客户端支持：Geth、Nethermind的初期实现
开放问题：
- 长期状态存储激励
- 证明聚合优化

III. 关键学习资源

必读材料：

Verkle证明解析（Ignacio Hagopian）
Verkle技术门户：整合各类技术文档

深度解析：

Verkle状态迁移提案（开发者讨论）
The Verge升级解析（Guillaume Ballet演讲）

IV. 技术术语对照

英文术语	中文解释
Vector Commitment	向量承诺
Polynomial Commitment	多项式承诺
Stateless Client	无状态客户端
Witness	见证（状态证明）

V. 实践建议

验证工具使用：

# 使用py_verkle生成验证结果
from py_verkle import VerkleTree
tree = VerkleTree()
tree.insert(b'\x01'*32, b'data')
proof = tree.prove(b'\x01'*32)
assert tree.verify(proof)

Gas成本测算：
- 对比MPT与Verkle在SLOAD操作中的Gas消耗差异
- 分析状态证明批量验证的经济性
迁移测试：
- 在本地私有链部署Verkle过渡分叉
- 监控双树并行期的状态同步效率

通过本课程的系统学习，研究者将深入理解Verkle树的技术革新及其对以太坊生态的影响。建议参与Verkle开发者会议跟进最新进展，通过Verkle测试网进行实践验证。

2025.2.20

EPF WIKI Week 7 | Consensus client architecture

I. 核心学习目标

主题: 共识层客户端架构与Teku实现解析目标: 掌握共识层客户端设计原理，理解EIP实施流程。

II. 课程大纲重点

1. Teku客户端架构

开发语言：Java（企业级应用特性）
核心模块：
- 信标节点：处理区块同步与状态转换
- 验证者客户端：签名见证与区块提案
- REST API：符合Beacon API规范
创新设计：
- 声明式同步框架（Declarative Sync）
- 模块化验证者服务（远程签名支持）

2. EIP实施流程

EIP-7251（Max EB）案例：
1. 规范制定：在共识规范库定义MAX_EFFECTIVE_BALANCE
2. 测试生成：通过generate_tests.py创建状态转换测试
3. 代码实现：修改BeaconState类处理余额上限
4. 网络集成：配置预设文件更新链参数

3. 同步机制

检查点同步：快速获取最新可信状态
增量同步：基于Finalized Checkpoint的区块回溯
P2P优化：使用GossipSub协议广播见证

4. 开发实践

代码规范：遵循Hyperledger编码标准

调试技巧

# 启用调试日志
java -Dlogging=DEBUG -jar teku.jar --network=mainnet
# 监控内存使用
jstat -gc <pid> 1000

III. 关键学习资源

必读材料：

Teku官方文档：部署与API指南
EIP-7251规范：MaxEB技术细节

深度解析：

Teku架构演进（2020技术分享）
合并后客户端架构（Adrian Sutton演讲）

IV. 技术术语对照

英文术语	中文解释
Finalized Checkpoint	最终化检查点
GossipSub Protocol	GossipSub协议
Validator Client	验证者客户端
State Transition	状态转换

V. 实践建议

本地环境搭建：

# 克隆Teku代码库
git clone https://github.com/Consensys/teku
# 编译并运行测试网节点
./gradlew distTar && cd build/distributions
tar -xzf teku-*.tar.gz && ./teku/bin/teku --network=holesky

API交互测试：

# 查询信标链头部信息
curl http://localhost:5051/eth/v1/beacon/headers
# 提交自愿退出交易
curl -X POST http://localhost:5051/eth/v1/beacon/pool/voluntary_exits -H "Content-Type: application/json" -d '{"message": {...}, "signature": "0x..."}'

自定义EIP实现：
- 在consensus-specs中添加新EIP草案
- 修改BeaconChainController处理新逻辑
- 生成并运行一致性测试

通过本课程的系统学习，开发者将深入理解共识层客户端的运作机制，具备参与以太坊核心协议改进的能力。建议结合Lighthouse等其他客户端实现进行对比研究，通过PEEPanEIP系列深化协议知识。

2025.2.21

EPF WIKI Week 7 | Protocol services

I. 核心学习目标

主题: MEV（矿工可提取价值）与抗审查协议服务目标: 理解MEV对协议经济的影响，掌握PBS（提议者-构建者分离）等核心解决方案。

II. 课程大纲重点

1. MEV现状分析

MEV类型：
- 套利交易：DEX间价格差异
- 清算优先权：借贷协议清算收益
- 三明治攻击：操纵交易排序获利
负面影响：
- 网络拥堵与Gas费波动
- 验证者中心化风险

2. PBS（提议者-构建者分离）

架构设计：
- 提议者：负责区块最终确认
- 构建者：优化交易排序获取MEV
- 中继：防止MEV信息泄露
实现变体：
- ePBS（Enshrined PBS）：协议内强制实施
- 市场驱动PBS：通过竞拍机制分配构建权

3. MEV-Burn机制

费用销毁：将部分MEV收益通过EIP-1559销毁
经济平衡：减少验证者过度激励，增强网络安全性
实施挑战：精确测算可销毁比例（当前提案约50%）

4. 彩虹质押（Rainbow Staking）

角色解绑：
- 区块提议：高硬件要求的专业节点
- 见证签名：普通用户参与
优势：
- 降低质押门槛（无需32 ETH）
- 提升网络去中心化程度

III. 关键学习资源

必读材料：

MEV基础指南
PBS技术笔记（Barnabé Monnot）

深度解析：

彩虹质押提案（EthResearch讨论）
审查监控仪表盘：实时追踪区块审查情况

IV. 技术术语对照

英文术语	中文解释
Miner Extractable Value	矿工可提取价值
Proposer-Builder Separation	提议者-构建者分离
MEV-Burn	MEV销毁机制
Relay	中继节点

V. 实践建议

MEV模拟实验：

# 使用mev-inspect分析区块MEV
import mev_inspect
block = mev_inspect.get_block(16500000)
arb_opportunities = mev_inspect.find_arbitrages(block)
print(f"Block {block.number} MEV: {sum(opp.profit for opp in arb_opportunities)} ETH")

PBS经济模型构建：
- 设计构建者竞拍收益分配模型
- 测算不同销毁比例对验证者收益的影响
抗审查监控：
- 通过dotpics.info追踪OFAC合规交易占比
- 开发插件检测本地节点的交易过滤行为

通过本课程的系统学习，研究者将深入理解MEV经济模型及其治理方案，为参与协议层改进奠定基础。建议结合RIG开放问题列表探索前沿课题，通过mev-boost实践PBS实现。

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Jeason Zhang

Notes

2025.02.06

EPF WIKI WEEK1

I. 核心学习目标

II. 核心学习模块

1. 历史与哲学基础

2. 以太坊协议设计

3. 实现与开发

4. 测试与安全

5. 社区协作机制

III. 学习路径建议

1. 入门阶段

2. 技术深化

3. 社区参与

IV. 扩展资源

V. 学习评估

2024.02.07

EPF WIKI WEEK2

I. 核心学习目标

II. 课程大纲重点

1. 执行层节点架构

2. 状态转换函数

3. EVM运行机制

4. P2P网络协议

5. JSON-RPC接口

III. 核心学习资源

必读材料：

进阶工具：

代码研究：

IV. 学习实践建议

2025.02.09

EPF WIKI WEEK3

I. 核心学习目标

II. 课程大纲重点

1. 共识机制基础

2. Gasper协议架构

3. 信标链安全模型

III. 核心学习资源

必读材料：

深度分析：

IV. 实践建议

V. 关键概念对照表

2025.02.10

EPF WIKI WEEK4

I. 核心学习目标

II. 课程大纲重点

1. 核心测试工具链

2. 安全测试实践

3. 测试方法论

III. 关键学习资源

必读材料：

深度实践：

经典案例研究：

IV. 实践建议

V. 测试类型对照表

2025.02.11

EPF WIKI WEEK5

I. 核心学习目标

II. 以太坊路线图解析

1. 六大发展阶段

III. 当前研究热点

1. 密码学前沿

2. 扩容技术

3. 抗MEV机制

IV. 关键升级进展

1. 近期里程碑

2. 开发者工具

V. 学习资源推荐

必读材料

实践指南

VI. 技术术语对照

2025.02.12

EPF WIKI Node Workshop