以太坊:科普 | 小白也能懂——以太坊2.0測試網

這個月早些時候，PrysmaticLabs團隊發布了目前最接近完成態的以太坊公開測試網絡，測試網使用Prysm客戶端，開發至以太坊2.0的第一階段。

本次發布受到以太坊社區的歡迎，許多人立即著手運行客戶端并向開發團隊報告問題。測試網的驗證節點數量很快超過了800個。這表明，以太坊社區興致昂揚地希望為萬眾矚目的以太坊2.0的升級作出貢獻。

趁熱打鐵，在此有必要向廣大的以太坊社區闡述什么是以太坊2.0測試網、為何說它的發布是一個關鍵的里程碑、為何花了那么久才達成此次發布？本文將嘗試用通俗的語言來闡述技術細節。首先我們會討論以太坊2.0和當前以太坊在協議上的區別，其次會概括性地解釋此次測試網絡的功能。

為何以太坊2.0升級要等待如此之久？

為回答這個問題，我們先闡明一個簡單卻重要的概念：

以太坊2.0并不是對現有以太坊網絡的升級，而是一次全面的修訂和重新設計。

許多人并不知道，甚至不同意這一點，因此有必要澄清下。

徐明星新書《趣說金融史》正式發布 科普金融發展之道:金色財經現場報道，9月23日，歐科云鏈創始人徐明星攜手著名財經作家李霽月、行業觀察者顧澤輝力作《趣說金融史》一書，跨越5000年金融歷史，重讀金錢故事，并預測新的金融時代。該書由中信出版社出版，將于近期正式發售。據了解，本書可以更好地呈現金融的起源與發展，幫助人們理解貨幣、金融與未來經濟。作為區塊鏈行業領軍企業——歐科云鏈的創始人，徐明星深知技術探索對經濟社會的重要推動作用，他曾先后出版過《圖說區塊鏈》、《區塊鏈：重塑經濟與世界》、《通證經濟》、《鏈與未來》等行業權威著作，解讀區塊鏈等新型技術的推動下，金融與社會的升級之道，對經濟社會發展做出了重大貢獻。其中，《區塊鏈：重塑經濟與世界》曾作為新中國70周年重點推薦圖書之一被相關書店推薦。[2021/9/23 17:00:57]

新的以太坊2.0網絡將移除PoW共識機制，轉而使用共識機制）Casper共識機制。

在PoW鏈上，可以用一種很簡單的方法來決定在分叉中應該選擇哪一條鏈、如何驅動鏈生長。該方法就是始終跟隨擁有最大累積工作量的鏈，換句話說，選擇耗費了最多算力的鏈。但因為以太坊2.0使用PoS，我們必須引入一系列新的分叉選擇規則，來決定鏈的生長方向。

動態 | 區塊鏈技術入選科普雜志《科學美國人》2019十大突破性技術榜單:據新浪網今日新聞報道，美國科普雜志《科學美國人》公布 2019 十大突破性技術榜單。區塊鏈技術因在保障食品安全中的作用而上榜。 入選榜單具體原因：區塊鏈技術的發展應用將顯著改善食品污染源數據追蹤的困境。利用區塊鏈云端系統，食品制造商可以依次在計算機儲存各類過程的信息。[2019/9/29]

當前的以太坊網絡只有一條單鏈。以太坊2.0網絡則使用1024條并行鏈，這是以太坊雄心勃勃的擴容計劃的核心。這些不同的鏈可以互相通信，并統一由單一主鏈Beacon鏈進行控制和驗證。Beacon鏈就像植物的枝干，掌控著1024個平等的分支。

這些激進的改變，使得ETH持有者無法在新的以太坊2.0網絡中使用ETH。而是需要先燃燒當前的ETH，然后作為回報，在Beacon鏈上獲得相同數量的ETH。這個交換機制由以太坊1.0上的智能合約完成，并受Beacon鏈的監控。

雖然以太坊1.0和2.0之間有太多的不同，在這里我們只討論主要部分。這將有助于說明完成以太坊2.0的工作量。

聲音 | ETC Labs主管：科普教育是未來幾年公鏈面臨的巨大挑戰:ETCLabs主管Darin Kotalik認為，科普教育是未來幾年公鏈面臨的巨大挑戰，人們必須要對區塊鏈有基本的認識，分清楚公鏈和私鏈的區別。[2019/8/25]

為何以太坊2.0測試網的發布如此重要？

從上述討論的1.0和2.0網絡之間的不同點來看，以太坊2.0還需要做許多功能的整合和調整工作才能正常運行。而且以太坊2.0的許多概念是全新的、從未被其它已公開的區塊鏈測試過，比如Casper共識機制。

相要實現與以太坊2.0類似目標的Cosmos和Polkadot協議，都用了超過2年的時間才能實現一個工作正常的設計。更何況，這些項目無需擔心如何將ETH和其它ERC-20代幣從舊鏈轉移到新鏈，也無需擔心如何降低對dApp開發者帶來的影響。因此，以太坊社區需要看到新舊網絡遷移過程中的切實而具體的步驟，以提振堅持執行路線圖的信心。

以太坊2.0藍寶石測試網實現了哪些功能？

動態 | 央行官微舊文重發“再科普”：范一飛詳解數字貨幣:據中國經濟網消息，今日，央行官微公眾號頭條重新發布央行副行長范一飛在2018年1月25日題為《關于央行數字貨幣的幾點考慮》的文章，對央行數字貨幣再次進行科普。同時，微信公眾號第二條發布支付司副司長穆長春8月10日在第三屆中國金融四十人伊春論壇上的演講。近年來，各主要國家和地區央行及貨幣當局均在對發行央行數字貨幣開展研究，新加坡央行和瑞典央行等已經開始進行相關試驗，人民銀行也在組織進行積極探索和研究。[2019/8/21]

回顧下上面提到的以太坊1.0和2.0的4個不同點，測試網實現了#1、#2和#4，部分實現了#3。具體來說，藍寶石測試網實現了CasperPoS共識機制；實現了Beacon鏈；實現了將ETH1.0代幣轉移為測試網的ETH2.0代幣。測試網沒有實現1024個分片以及分片間的通信機制。

測試網中，另一個值得注意的功能缺失是智能合約，該功能計劃在路線圖的第三階段實現。為完成智能合約功能，需要移植以太坊虛擬機到以太坊2.0中或者在以太坊2.0協議中重新實現一種虛擬機作為EVM的替代。

財政部副部長朱光耀：數字經濟還處在發展的過程中，要以科普、推動的態度來推進數字經濟發展:今日，在中國發展高層論壇2018年會上，財政部副部長朱光耀表示：“數字經濟還處在發展的過程中，要以科普、推動的態度來推進數字經濟發展。也要關注數字經濟的其他影響，包括稅收征管、反洗錢監管措施等要跟上。”[2018/3/25]

以太坊2.0測試網是如何工作的？

以太坊2.0是一個PoS網絡，由質押代幣的驗證節點來生產區塊并維持網絡運行。因此，首先要解決的問題是如何將代幣分配給驗證節點以運行網絡。

以太坊2.0網絡中，最終將使用與我們1.0網絡同樣有價值的ETH代幣，因此ETH代幣需要被轉移到新的以太坊2.0網絡中。為了實現和測試該轉移功能，PrysmaticLabs開發了一個叫作Goerli的以太坊1.0的測試網絡和一個叫做存款合約的智能合約，在Goerli網絡上任何人都可以獲得任意所需的偽ETH，而存款合約可以儲存不限量的ETH代幣。當充幣到存款合約后，測試網的Beacon鏈將生成等量的ETH2.0代幣。為了簡化，我們將ETH2.0代幣稱作：Beacon鏈ETH。

-ETH在以太坊1.0和2.0之間轉移的示意圖-

從ETH1.0到bETH的步驟：

首先，驗證節點安裝支持以太坊2.0網絡的Prysm軟件，并創建賬戶。創建的賬戶將生成“存款數據”，用來打通以太坊1.0錢包和以太坊2.0賬戶

在以太坊1.0測試網Goerli上，用戶發送3.2個ETH到存款合約中，以參與以太坊2.0的驗證工作。這實際上就是燃燒ETH1.0代幣。

當以太坊2.0的Beacon鏈發現存款合約中有幣打入時，將在驗證節點的賬戶中生成相同數量的bETH代幣。現在，驗證節點已經準備好參與驗證，只需再等待一段安全延時即可，該延時用來增強Beacon鏈的安全性。

驗證客戶端開始參與共識機制并獲得驗證獎勵，如果不遵循協議規則，他們的bETH就會被罰沒。

驗證節點到底做什么？

在以太坊2.0中，每6秒會產生一個新塊。每一次，都會由驗證節點池中的一個節點來提議生成新區塊。一定數量的其它驗證節點則檢查該區塊并驗證正確性。到下一次出塊時，則換另一個驗證節點提議生成區塊，同時換另一組不同的驗證節點驗證正確性。

每產出64個區塊，所有的驗證節點會重新洗牌，為新一個epoch選擇新的區塊提議者和區塊驗證者。驗證節點的選舉過程在隨機數生成算法的幫助下，從根本上避免了驗證節點間的勾結串通，提高了協議的安全性。

驗證節點需要一直在線以完成分配給它們的任務。如果它們誠實工作，將獲得bETH代幣獎勵。如果他們行為不端、勾結串通或離線，他們所質押的代幣將被罰沒。如果驗證節點的余額減小到驗證閾值以下，則將被踢出驗證節點池，無法繼續參與驗證工作。

后續的發展方向？

藍寶石測試網只是漫長的抵達以太坊2.0的征程中的一步。它實現了以太坊2.0路線圖中的Phase0。距離實現以太坊2.0的完整功能還有2個階段。

但即使是階段0，想要上主網，仍有巨大的工作量。首先，我們尚在測試網的早期階段，有眾多的問題、bug和優化項需要解決；其次，目前測試網上只有Prysm一個客戶端可以使用。其它團隊也在開發支持以太坊2.0網絡的客戶端，比如Nimbus和Lighthouse。兼容不同的客戶端，是完成一個支持多客戶端的測試網的前提條件；再次，階段0的設計要求bETH能夠在不同賬戶間轉帳，當前的測試網并不滿足；最后，階段0的設計仍處在細節的修訂中。這些設計需要在眾多的以太坊2.0客戶端中最終確定、完整實現和審計通過，才有望于2019年底主網上線階段0。

總之，測試網上線是以太坊2.0發布路線圖中的關鍵一步。它的重要意義在于以太坊社區的公眾都能參與到測試中來，提出問題發現瓶頸，以引導以太坊2.0的開發者們解決。測試網的發布有效提振了社區對以太坊2.0路線圖的信心。另外，以太坊基金會宣布將投入1900萬美元來支持以太坊2.0的開發及其它以太坊擴容方案的開發。此舉將有效加加快開發和測試工作的進度。

原文鏈接:https://www.tokendaily.co/blog/eli5-explanation-of-the-ethereum-2-0-testnet

作者:MohamedFouda

翻譯&校對:Wuwei&阿劍

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