波卡“以太坊”Moonbeam的技术创新之路

一、Moonbeam与以太坊的异同点

目前 Moonbeam 正在努力兼容 Ethereum，但是 Moonbeam 和 Ethereum 还是有一些区别的。

1.1 账户余额

在以太坊中，账户分为两类：外部账户（EOAs）和合约账户（contract accounts）。 两者虽然功能不同，但都使用相同的地址空间。

外部拥有账户（external owned accouts）：一种工具，用于生成私钥作为账户的密码。 谁持有私钥，谁就可以控制账户。 拿着这个私钥之后，通过椭圆曲线算法生成一个公钥，然后通过keccak256（公钥）得到结果再取最后40位得到。 外部账户的核心是私钥，创建的外部账户具有以下特点：

有以太币余额

可以发送交易，包括转账和执行合​​约代码

由私钥控制

没有关联的可执行代码

合约账户：包含合约代码的账户由外部账户或合约创建。 合约在创建时会自动分配一个账户地址，用于存放合约代码以及合约部署或执行过程中产生的存储数据。 因为没有私钥，任何人都不能将合约账户作为外部账户使用，只能通过外部账户驱动合约账户执行合约代码。 它具有以下特点：

无法发送交易

合约账户收到外部账户的交易后，可以通过Message调用其他合约账户

合约账户存放合约代码和合约状态

但无论何种账户类型，私钥的拥有者都可以使用该账户进行转账和查询余额。 余额使用Wei计算，1ETH = 1*1018 Wei。

在 Moonbeam 中，账户是具有 Token 余额的实体账户（Token 的类型取决于网络）。 帐户可以由用户（使用私钥签名）或智能合约控制。 Moonbeam 的账户类型与以太坊相同，但多了一个代理账户，用于代表另一个账户执行有限数量的操作。 在余额方面，Moonbeam 账户有五种不同的余额类型：

免费：指Substrate API中可以使用（解锁/冻结）的余额。 自由余额的概念取决于要执行的操作。例如，民主投票不会从自由余额中减少分配给投票的余额，但代币持有者将无法转移此余额

Reducible：指通过 Moonbeam 上的以太坊 API 可用（解锁/冻结）的余额。 例如，MetaMask 显示的余额是真实可花费余额，即所有可被民主治理锁定的余额（在 Polkadot.js 中显示为可转移）

Reserved：指因链上需求而持有的余额，可通过执行一些链上操作释放。 例如，用于创建代理账户或设置链上身份的绑定将显示为预留余额。这些资金在释放之前无法通过以太坊 API 访问

杂项冻结：指自由余额不得低于取款时的余额，交易手续费除外。 例如，用于对治理提案进行投票的资金将出现杂项冻结。这些资金在被释放之前无法通过以太坊 API 访问

费用冻结：指自由余额不得低于独占支付交易费用时的余额。这些资金在释放前无法通过以太坊API访问

以太坊和 Moonbeam 上账户余额的主要区别在于 Moonbeam 中锁定和持有余额的概念。 该账户仍然拥有这些 Token，但它们不能用于交易。

1.2 共识与确定性

在以太坊中，使用权益证明（PoS）。 权益证明是区块链用来实现逐步共识的共识机制。 在工作量证明共识机制中以太坊dapp，矿工花费精力来证明他们有抗风险的资本。 在权益证明共识机制中，验证者通过 Ether 将资金明确质押到以太​​坊上的智能合约中。 然后将质押的以太币用作抵押品，如果验证者表现出不诚实或懒惰以太坊dapp，则可以将其销毁。 然后验证者负责检查在网络中传播的新块的有效性，并偶尔自己创建和传播新块。 股权证明对工作证明系统提供了许多改进：

更节能：无需在工作量证明计算中使用大量能源

更低的进入门槛和更低的硬件要求：无需购买高性能硬件即可获得创建新区块的机会

降低中心化风险：股权证明应增加保护网络的节点数量

由于能源需求低，发行较少的 ETH 可以激励参与

对不当行为的经济处罚使 51% 的攻击比工作量证明的成本成倍增加

如果说 51% 攻击是为了攻破加密经济的防线，那么社区可以转向诚信链的社会复苏

交易在分布式网络中是“最终的”，因为它是块的一部分，并且在不燃烧大量以太的情况下无法更改。 在权益证明以太坊上，最终性是通过“检查点”块来管理的。 每个时期的第一个区块是一个检查点。 验证者投票选出他们认为有效的“检查点对”。 如果一对检查点获得至少三分之二的以太币总量的投票，那么这两个检查点将被升级。 两个检查点中较新的成为“合理”状态。 一个较旧的检查点已经是一个合理的状态，因为它是前一段时间的“目标”。 现在，这个检查点将被提升为“已确认”状态。 要回滚已确认的区块，攻击者将蒙受至少相当于抵押 ETH 总量（目前价值约 10,000,000,000 美元）三分之一的损失。

在 Moonbeam 中，它主要基于委托权益证明 (NPoS) 模型，它是 PoS 模型的变体。 在 NPoS 中，委托人被称为提名人。 提名人在候选名单上提名验证人，并锁定一定数量的代币来支持他们。 在 NPoS 中，验证者的数量受到治理的限制，这些验证者是根据他们在网络中的总权益来选择的。 与验证者不同，提名者可以有无限数量的参与者。 提名人被激励不断寻找可靠的新候选人。 有了这两个角色，NPoS 允许所有代币持有者持续参与网络。 因此，它在保持有限数量的验证器的同时保持了高级别的安全性。 Moonbeam 的 finality 策略如下：

您在网络中查询最新确定块的哈希值

您使用哈希来拦截块号

你将你的交易与区块号进行比较，如果你的交易包含在前一个区块中，则它已被确认

执行安全检查，按编号检索块，并验证给定的交易哈希是否包含在块中

1.3 转账接口

在以太坊中，简单的余额转账依赖于 eth_sendRawTransaction JSON RPC。 这可以直接从一个帐户到另一个帐户，或通过智能合约。

在 Moonbeam 中，有两种方式可以激活 Moonbeam 的余额转账功能。

用户可以通过 MetaMask、MathWallet 或任何其他使用以太坊 JSON-RPC 的工具等应用程序使用以太坊 API

用户可以通过 Polkadot.js App 网站使用 Substrate API 或直接使用 Substrate RPC

当然，需要注意的是，Token 持有者可以使用这两类 API 来转移原生代币。 比如 Moonriver 或 Moonbeam EVM 中基于 ERC-20 的资产，由于需要与智能合约交互，这些资产的转移只能通过以太坊 API 完成。

1.4 RPC 支持

在 Moonbeam 中，Moonbeam 团队与 Parity 密切合作开发了 Frontier。 Frontier 是一个基于 Substrate 的以太坊兼容层，允许开发人员运行未经修改的以太坊 dApp。 Moonbeam 致力于兼容 Ethereum Web3 API 和 EVM，但并非支持所有 JSON-RPC 方法。

2、以太坊合并对Moonbeam有影响吗？

合并以太坊是将以太坊的底层共识机制从PoW改为PoS。 升级后的以太坊网络虽然变成了PoS共识机制，但是EVM和相关的执行API和合并前是一样的。 然而，目前以太坊 PoW 和 PoS 链之间出现了分叉。 在这种情况下，项目方部署在Moonbeam上，业务在以太坊网络上，需要考虑支持哪条链。 其实不管哪个链都支持。 对于 Moonbeam 的愿景，这一切都在预期之内。

因为 Moonbeam 过去是 Polkadot 网络上与以太坊兼容的智能合约平台，促进了本地可互操作应用程序的开发。 现在，Moonbeam是一个构建跨链互联应用的智能合约平台，能够接入任意链上的用户、资产和服务。 通过将以太坊、Cosmos、Polkadot 等的功能汇集到一个平台中，Moonbeam 解决了当今碎片化的用户体验，解锁了真正的互操作性，并为下一代应用程序奠定了基础。

Moonbeam 平台使用集成的跨链消息传递，允许开发人员创建访问多个远程区块链服务的智能合约。 通过这种方式，Moonbeam 对开发人员友好的 EVM 平台、各种工具支持和 Substrate 架构相结合，为构建互连应用程序提供了理想的开发环境。 因此，以太坊合并对 Moonbeam 影响不大。

3. 合约安全与链安全分析

Moonbeam非常重视开发者社区的建设和发展，也非常重视生态和项目的安全，这一点非常重要。 因为一方面，在以太坊和 BNBChain 上 solidity 开发的项目迁移到 Moonbeam 时，完全兼容以太坊会带来合约和业务安全风险。 安全事件高发的企业容易受到黑客攻击。

SharkTeam将从链安全的角度为Moonbeam社区做贡献，参与保护Moonbeam上的合约安全和链安全。 SharkTeam 的愿景是全面保护 Web3 世界的安全。 团队成员分布在北京、南京、苏州、硅谷。 他们由来自世界各地经验丰富的安全专家和高级研究人员组成。 他们精通区块链和智能合约的底层理论。 他们提供的服务包括智能合约审计、链上分析、应急响应等服务。 与Polkadot、Moonbeam、polygon、OKC、Huobi Global、imToken、ChainIDE等区块链生态各个领域的主要参与者建立了长期合作关系。