以太坊:以太坊2.0到底意味著什么？

編者按：本文來自頭等倉區塊鏈研究院，Odaily星球日報經授權轉載。以太坊2.0

以太坊2.0經常被各大媒體提及，它代表著以太坊的未來。沒有一個區塊鏈像以太坊一樣，歷經如此多的磨難。作為絕大多數代幣和智能合約的發源地，以太坊對開發者和項目方有著不可言喻的魅力。但以太坊還未真正成形，它需要跨越“寧靜”這一階段。其實，“寧靜”起初計劃是執行一場硬分叉，但由于它比預期更要復雜，現在采取長期計劃緩緩轉換。為什么有ETH2.0？

彩色資本認為，以太坊每秒只能處理15筆交易，如果復雜的應用程序擴容，將是一筆很大的開銷，而Visa每秒能處理上千筆交易。之所以“慢”是因為以太坊要維持去中心化。依據設計，可以依靠超級節點，即“有足夠強大的服務器的共識節點”來處理每一筆交易。這個解決方案很簡潔，以太坊可以維持原樣，只需頻繁地并行客戶端處理進程。但以太坊的開發人員拒絕了這一方案，主要因為它會犧牲去中心化與抗審查。區塊鏈存在“不可能三角”問題：去中心化、可擴容與安全性，三者此消彼長。而以太坊是所有“第二代區塊鏈”項目的基礎，例如IOTA，它聲稱能夠解決三難困境。大多數嘗試解決三難困境的方案中，包括以太坊2.0，都是嘗試用另一種共識機制代替挖礦。因此，Ethereum的老設計或多或少被看作是失敗的。按照彩色資本的說法，以太坊2.0是“一個完全不同的項目，采用從0到1的范式，就像區塊鏈支配鏈一樣。”以太坊2.0不僅僅是一次升級，它還重塑了區塊鏈。它的目的是使Ethereum更安全，可擴容到處理數千筆交易，提高編程功能，絲毫不影響去中心化。以太坊2.0如何解決“不可能三角”問題？

上周以太坊Layer 2網絡消耗超320億gas，創歷史最高單周記錄:1月17日消息，Dune Analytics 數據顯示，以太坊 Layer 2 網絡在 1 月 9 日至 1 月 15 日的一周內消耗超 320 億 gas 來驗證和激活橋接交易，同比增長 22.8%，并創下迄今為止歷史最高單周 gas 消耗記錄。 其中 Arbitrum 和 Optimism 鏈上活動明顯增加，截至 1 月 15 日，兩個 Layer 2 鏈上總交易量達到 120 萬筆，而以太坊鏈上交易量則約為 100 萬筆，在 gas 消耗占比方面，Optimism 貢獻了大約 50% 的 gas 消耗，其次是 Arbitrum，占比約為 30%。[2023/1/17 11:17:22]

以太坊2.0主要通過三大技術，解決區塊鏈的“不可能三角”，分別是：分片技術、權益證明，以及新的虛擬機。分片是一種跨多個服務器分割數據庫的技術，換言之，將數據庫劃分成不同分區。就像一臺計算機的磁盤上有多個分區，有C盤D盤，但共處同一磁盤。如此一來，區塊鏈被分割成數個部分，卻依然保持一致。“分片”的安全性與整條區塊鏈相當。權益證明指不再借助礦工來出塊，由Staker代替，即擁有一定ETH的節點。這樣不僅節省電力，還可以快速確定交易的最終性，更大程度地保證驗證人的去中心化。多年來，以太坊開發人員一直在研究一種快速確認交易，約束Staker遵守交易規則的共識機制。轉換為PoS之后，以太坊可以在幾秒內確認交易的最終性，同時能阻止雙花攻擊。新的虛擬機允許開發人員創建自己的執行環境。這樣可以執行其他區塊鏈的規則，例如BTC或Zcash。因此，Ethereum可以成為不同區塊鏈的通用結構。這三大技術可謂強強聯合，目前，還沒有完全的分片功能的區塊鏈，PoS遭到許多人的質疑。以太坊發揮先鋒精神，解決區塊鏈發展的幾大難題，從而創建一個消除中心障礙以及維持區塊鏈“不可能三角””權衡的框架。階段0：信標鏈

Lever Network將于5月17日上線以太坊主網:5月15日消息，去中心化保證金交易平臺Lever Network將于北京時間5月17日16時上線以太坊主網。代幣LEV的流動性挖礦與Staking即將啟動。此前報道，Lever于4月完成60萬美元種子輪融資，NGC Venture、LD Capital等領投。[2021/5/15 22:06:14]

以太坊2.0的中心是信標鏈。信標鏈最初可以協調多達64條分片鏈。彩色資本將信標鏈描述為整個以太坊2.0網絡的“指揮和控制中心”。信標鏈管理“Caspar權益證明”協議。它記錄驗證人及其質押情況，隨機選擇區塊驗證人，并隨機給它們分配一個分片鏈。信標鏈采用共識規則，對不誠實的驗證人執行制裁，并充當各個分片之間的鏈接樞紐。權益證明投票，即以太坊2.0的驗證人用他們的代幣，在所謂的“證書”上投票。一旦分片鏈的一個區塊收集到足夠的證書，分片鏈就會在信標鏈上接收到所謂的跨鏈鏈接。從接收的那一刻起，區塊被最終確定，即意味區塊不能再被撤銷。現在分片鏈上的區塊擁有了與信標鏈同等的安全性。作為回報，驗證人獲得ETH2——信標鏈上的原生幣。長期來看，ETH2將取代ETH，沒有發行上限，從而保證區塊的長期安全。信標鏈將于2020年第二季度或第三季度上線，即啟動階段0，屆時可以運行一個信標客戶端，用戶將自己的ether發送給信標鏈，在信標鏈上轉換為ETH2。轉換只能單向執行，因此ETH1是確實被銷毀的。如果階段0成功了，即將存在兩個以太坊：eth1與eth2。對于用戶而言，eth2沒有實際意義，因為還沒有分片鏈能鏈接eth2。它只是一副沒有肉身的骨架。階段1：分片鏈

以太坊核心開發者：預計7月中旬進行倫敦分叉，包含EIP-1559等升級:以太坊核心開發者Tim Beiko昨日發推表示，預計將于7月中旬進行倫敦分叉，分叉將包含EIP-1559、EIP-3198、EIP-3238等升級。[2021/4/24 20:54:04]

大概從2021年開始，第一批分片鏈將會投入使用。這些分片鏈最初將存儲原始形式的數據。它們無法根據某些共識規則處理數據，也無法顯示用戶地址余額，僅僅用于測試分片鏈架構，或存儲數據，幫助dapp更好地擴展。階段1的重心是信標鏈：信標鏈開始通過跨鏈鏈接引用分片鏈的狀態，確定最終狀態。可以將信標鏈看作一條區塊鏈，而圍繞著信標鏈的分片鏈，持續不斷地與它交互。在這一階段，以太坊將建立和運行一個新的權益證明系統，設置信標鏈作為各種數據鏈的控制中心，這是一項巨大的挑戰。在這個階段，eth1鏈和eth2鏈將繼續并行工作。從階段2開始，以太坊會讓人有點小激動了。階段2：實現愿景

以太坊2.0客戶端Lighthouse發布最新進展：內置Schlesi支持:以太坊2.0客戶端Lighthouse開發團隊Sigma Prime近期發布了項目最新進展，具體如下：

- 密鑰管理實施；

- 首次使用Trail of Bits進行外部安全審查；

- 內存占用最小化；

- 依賴項升級；

- 內置Schlesi支持；

- BLS升級。[2020/5/24]

根據路線圖，在“實現ETH2的真正愿景”階段：分片鏈開始處理交易，ETH2網絡支持運行真正的應用。在后續階段，智能合約將在分片鏈上激活。新的執行環境形成，分片鏈可以啟用自己的規則，例如應用比特幣、Zcash或ETH1等鏈的規則。彩色資本這樣解釋道：“就像ETH1從比特幣中跳脫出來，實現鏈上智能合約一樣，ETH將跳脫出ETH1，重新定義區塊鏈計算的本質。”階段2會結合所有鏈的功能。以前純粹用作數據存儲的分片鏈，正在變為結構鏈，連接智能合約的狀態與共識過程。開發者可以在一個分片上建立自己的DApp，Ethereum轉變為一個由信標鏈控制的多鏈系統。階段2預計在2021年末或2022年初實現。根據路線圖，階段2的許多環節，例如執行環境的概念，“仍然在深入研究和開發中”。階段3-6

動態 | 以太坊柏林硬分叉暫定2020年6月進行:PegaSys Protocol Engineering產品經理Tim Beiko發推表示，在伊斯坦布爾硬分叉（日期定為12月4日）之后，以太坊柏林硬分叉預計將最遲在2020年6月下旬在主網上進行升級。（AMBCrypto）[2019/11/2]

按照計劃，以太坊2.0將分6個階段推出。然而，根據路線圖，從第3階段開始，“任何預測都只是推測，計劃很可能會變化“。在第3階段，ETH1可能會消亡。但是，如果ETH1真的退出，ETH2取代ETH1，所有ether與用戶將逐步從eth1遷移到eth2，但現在還不確定。Ethereum的Github-Wiki描述了仍然不確定的4個階段：階段3：輕客戶端狀態協議客戶端變得極簡，以減少單個節點攜帶的Ethereum狀態大小，但沒有完全去掉狀態。階段4：跨鏈發送交易這是分片鏈跨鏈交易的方式。階段5：與主鏈安全性緊密耦合階段6：指數級分片分片中包含分片，單個分片鏈將成為未來分片的信標鏈。階段中的更多具體信息尚未公開，如若公開，屆時將出現高度概括的論文，以及線上討論。ETH2的具體形式尚未明確定義，因此保守估計，完成寧靜將需要4-5年。

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