行業迫切需要以太坊2.0，但想要“可用”至少還要2年！_以太坊:區塊鏈存證怎么弄

聽到以太坊2.0這個名字，你或許并不陌生。以太坊在區塊鏈社區中具有重要的地位，而以太坊2.0，則直接影響到以太坊甚至區塊鏈的未來。

然而，究竟什么是以太坊2.0？說實話，想要清晰回答這個問題并不容易。盡管如此，在這篇文章里，我們還是想試試看。

以太坊社區熱鬧紛呈，幾乎沒有一個區塊鏈社區可以與之匹敵；絕大多數代幣和智能合約都在以太坊上運行，對于大部分區塊鏈領域的開發者和公司機構而言，以太坊也是他們的首選。然而以太坊的當前狀態，距離它的野望還有很遠。換句話說，以太坊的預期生態，還沒有正式顯現。在最后階段Serenity中，以太坊將正式轉換為PoS共識機制，展現出來它的最終樣貌。

然而，寧靜之路，路途漫長。

實踐中，從以太坊1.0向最終Serenity階段的過渡，包含了一系列硬分叉的計劃。但是由于復雜度超過預期，這一過程耗時費力。社區用“以太坊2.0”描述了實現的目標和途徑。

以太坊2.0，或者ETH2.0，你應該在許多區塊鏈媒體中都看到過這個術語。有上百篇文章提到了以太坊2.0。但是能夠讓人滿意的文章并不多：有些文章過于簡單籠統，無法提供具體信息；另外一些文章，則過于專業和詳細，讓人難以卒讀。

我希望借助這篇文章，描述清楚以太坊2.0。值得提醒的一點是，這篇文章中包含了當下對于以太坊2.0的理解，這些信息可能隨時會被更新。

數據：Lido Finance仍以28%以上的市場份額主導質押行業:金色財經報道，根據 IntoTheBlock 的數據，Lido Finance 仍然是加密行業最大的質押服務商，占總市場份額超過 28%。質押市場份額指標顯示，Coinbase和Stakefish位列第二和第三大質押服務，市場份額分別為7.72%和5.69%。排名前 5 名的質押服務分別是 Kraken、Binance 和 Figment。Kraken 的 質押市場份額為 5.33%，而 Binance 和 Figment 的市場份額分別為 5.22% 和 3.83%。排名墊底的是 Rocketpool，其市場份額為 2.91%，Staked.us 的市場份額為 2.42%。[2023/8/4 16:17:15]

一、為什么需要以太坊2.0？

首要原因是：目前的以太坊速度太慢了。許多復雜的應用想要擴張規模，要付出非常昂貴的代價。比較一下Visa的信用卡處理能力我們就知道了：Visa每秒鐘可以處理上千筆交易，而以太坊每秒鐘只能處理15筆交易。以太坊之所以緩慢，是因為它是去中心化的架構，并且，需要繼續保持去中心化的方式。

那么怎么改進？

一個可能的思路是通過超級節點的方式：用戶可以依賴超級節點，即“共識節點”。共識節點有足夠強大的服務器來處理所有的交易。這個解決方式夠簡單，可以讓區塊鏈保持原樣，所需要做的事情，只是增加客戶端機器的并發處理進程就好了。

科銀中國COO劉耕華：未來會有更多的實體行業，通過物聯網形式，進入區塊鏈世界:金色財經報道，6月9日，科銀中國COO劉耕華做客金色財經舉辦的“Web3.0-從信息交互到萬物互聯還要走多久？”為主題的金色沙龍第63期活動。劉耕華表示，“區塊鏈+物聯網”的結合的一個基礎要求是通過模組或更復雜的芯片技術對物聯網設備引入唯一ID，即數字身份（公私鑰）在硬件底層實現不可篡改。物聯網設備的ID廣泛應用在物聯網數據記錄、上云、上鏈以及數字貨幣交易等方面。這樣，物聯網中的數據存儲、傳輸和挖掘以及價值交互就能以可信方式進行。會有更多的實體行業，通過物聯網形式，進入區塊鏈世界。相較于當前物聯網的客戶端-服務器模型，去中心化的區塊鏈技術的好處要多。區塊鏈技術的去中心化特性能夠很好的保護用戶的身份及安全。[2021/6/9 23:24:35]

然而以太坊的開發者們拒絕了這個選擇，主要是擔心它會損害區塊鏈的去中心化，損害其抗審查的能力。

對于區塊鏈的不可能三角這一論斷，我們早就耳熟能詳:去中心化，可擴展性和安全性，只能從三者之中選擇兩者，無法三者兼顧。如何打破不可能三角，這是所有“第二代區塊鏈”項目想要去嘗試的。例如，IOTA就聲稱能夠解決這個三難問題，包括以太坊2.0在內的大多數解決方案，都嘗試用其它的共識機制代替PoW的挖礦機制。

因此以太坊原先的設計或多或少被看做是失敗的。按照ChromaticCapital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，就像區塊鏈的從鏈一樣。”

聲音 | 胡潤：只要區塊鏈等新興行業在中國做大就能在全球領先:胡潤研究院今日發布首份《2019胡潤全球獨角獸榜》（Hurun Global Unicorn List 2019），胡潤研究院發現全球有494家獨角獸企業，分布在24個國家的118個城市。它們平均成立于7年前，平均估值239億人民幣，總估值11.8萬億人民幣。胡潤百富董事長兼首席調研員胡潤表示：“令人意外的是，美國不是全球獨角獸企業最多的國家，中國的獨角獸企業數量都排在美國前面。新經濟帶來的機會是全球性的，只要你把這個行業在中國做大，你一下子就全球領先了，比如電子商務、云計算、人工智能、區塊鏈等新興行業。”[2019/10/21]

以太坊2.0不僅僅是針對原先版本的升級，而是徹底改造了以太坊區塊鏈。以太坊2.0的設計目的是讓以太坊更安全、擴展處理能力足以應對數千筆交易，同時可編程能力提升。更關鍵的是，這些改進不會損害以太坊的去中心化。

以太坊2.0打算如何解決這個問題?

對于經典的區塊鏈不可能三角問題，以太坊2.0打算借助于三項改進來解決：

分片PoS權益證明共識機制新的虛擬機

等等，這些術語是什么意思？

分片

分片（Sharding)是一種技術手段，在多個服務器上切割數據庫，換句話說，就是對它們進行分區。就像一臺計算機的同一塊硬盤上有多個分區一樣，也可以將區塊鏈分割成幾個部分，而不會損害數據一致性。分片(Shard)跟整個系統具有同樣的安全性，而不會因為分片而出現風險。

監管真空導致數字貨幣行業與傳統行業沖突:澳大利亞銀行業人士指出，監管真空導致數字貨幣行業與傳統銀行業沖突。此外，澳大利亞區塊鏈協會主席Adam Poulton認為最近大量涌入的新晉加密數字貨幣投資者，可能也導致了銀行在虛擬貨幣業務上的猶豫。[2018/1/5]

權益證明機制(ProofofStake)

在PoS共識機制下，不再需要礦工來創建區塊。在以太坊2.0中，質押驗證人(Staker)將承擔起來出塊的責任：這些節點需要質押一定數量的ETH。相比于PoW共識機制，PoS的方式不僅節能，更能夠提升交易速度，也讓區塊鏈上質押驗證人的分布更為去中心化。

多年來，以太坊的區塊鏈開發者一直致力于實現一個獨特的共識機制，既能夠確保交易快速完成，又能夠確保參與者遵守規則。借助于PoS權益證明機制，以太坊的交易能夠在幾秒內完結，并且可以抵抗51%攻擊。

新的虛擬機設計

借助于新的虛擬機設計，開發人員可以創建自己的執行環境。這允許在分片上引入其他區塊鏈的規則。例如，開發者可以將BTC或Zcash的規則引入到以太坊上。因此以太坊可以成為一套通用架構，供不同的區塊鏈所使用。

不得不說，分片、PoS共識機制、新虛擬機這三個目標，每一個都是很遠大的設想。到目前為止，區塊鏈分片功能還沒有實現，社區許多睿智的思考者們也在爭論PoS共識機制是否真的有效。

以太坊人員正在著手解決區塊鏈開發的多個挑戰，致力于創建一個合適的架構，突破現有區塊鏈開發所面臨的約束和妥協，讓這些問題成為歷史。

以太坊初創公司在倫敦開設辦事處 銀行業大佬參與其中:本周早些時候，European Hub這家以太坊初創公司宣布要在倫敦設立辦事處。以歐洲為中心不僅僅意味著公司正致力于為歐洲重點企業、政府及合作伙伴提供服務與投資，還彰顯了倫敦和歐洲各地區塊鏈人才與企業家的精神內涵。據悉，德意志銀行前全球交易銀行首席數字官埃德?巴德也將加入其中。[2017/11/22]

二、以太坊2.0發展進程

接下來，我們一起梳理下以太坊進化到以太坊2.0，所需要經過的幾個階段。

階段0:信標鏈

信標鏈是以太坊2.0的核心，這個新的區塊鏈上線之后初期階段，最多可以協調多達64條分片鏈的運作。信標鏈是整個以太坊2.0網絡的“指揮和控制中心”。

信標鏈管理著“Caspar權益證明”協議，會記錄質押見證人(Staker/Validator)及其抵押的代幣量，并且隨機選擇質押驗證人，也通過隨機分配的方式，將分片鏈分配給驗證者。信標鏈會采用共識規則，制裁不誠實的質押驗證人，并充當不同分片之間的鏈接樞紐。

以太坊2.0的驗證人通過權益證明機制投票，即使用他們所持有的代幣，在被稱之為“證書”的結構上投票。一旦分片鏈獲得足夠的“證書”，就會在信標鏈上獲得關聯(crosslink)關系。從這一刻起，區塊獲得最終穩定性，不可再被撤銷或篡改。在分片鏈上，區塊與主鏈即信標鏈上的區塊一樣，獲得了相同的安全性。這個過程，似乎讓我們想到Ripple的共識機制和IOTA的計劃：讓網絡上的節點通過某種方式對區塊進行投票。

質押驗證人付出了勞動，也會獲得相應的獎勵：他們會得到ETH2作為回報，這是信標鏈的本地代幣。長期看，ETH2會取代ETH代幣，ETH2代幣沒有總量限制，通過這種方式分配代幣給維護區塊鏈運行的驗證人，為區塊鏈帶來長期的安全性保障。

信標鏈計劃在2020年第二季度或第三季度上線。這將啟動向ETH2過渡的第0階段。用戶可以運行一個信標鏈客戶端并且將ETH(現在稱為ETH1)支付給信標鏈，在信標鏈上，會被切換到ETH2。這是一種單向兌換方式，ETH1會被銷毀。

因此，如果第0階段成功，將會存在兩條以太坊區塊鏈:以太坊1.0和以太坊2.0，或者稱之為ETH1和ETH2。對于用戶來說，此時以太坊2.0沒有任何意義，因為還沒有分片鏈可以鏈接到信標鏈上。

在這一階段，信標鏈還是一副沒有軀體的骨架，或者你可以將它看做是一艘大船的龍骨，一棟房屋的支架。

階段1:分片鏈

大概從2021年開始，第一批分片鏈將會上線投入使用。

這些分片最初將以原始形式存儲數據。它們不能根據某些共識規則處理數據，甚至不能顯示用戶或地址的帳戶余額，它們僅被用作實驗，用來測試分片效果，但也可能將這些分片用來存儲數據，幫助DApp更好地擴展。

第1階段的重點，會圍繞信標鏈展開。在這一階段，信標鏈開始通過交叉鏈接（crossLinks)引用分片的狀態，從而實現狀態的完結性。

我們可以將信標鏈想象成是這樣的一個區塊鏈：其他的區塊鏈會連接到這條信標鏈上，并且圍繞信標鏈旋轉。在這個階段，這些分片鏈還不具有多少實際功能。

建立和運行新的PoS共識機制，并設置一條區塊鏈作為各種數據鏈的控制中心，這是一個巨大的挑戰。想要將以太坊1.0發展到這一階段，還會有成百上千的細節需要討論，還會有無數大大小小的更新需要實現。但是關于階段1，我們目前只需要知道這一些就夠了。

在這個階段，以太坊1.0和以太坊2.0區塊鏈將繼續并行運作。從第二階段開始，事情會變得非常令人興奮，更有意思起來。

階段2:實現愿景

根據路線圖所述，接下來的階段將“實現以太坊2.0的真正愿景”:讓分片鏈將能夠處理交易。

從這個階段開始，以太坊2.0網絡應該可以用在實際的應用程序上了。在項目的后續過程中，智能合約也將在分片鏈激活。

然后上面提到的新的虛擬機所提供的執行環境也開始生效，它允許激活分片上自己的規則。例如模擬其他區塊鏈，如比特幣、Zcash或以太坊1.0。

就像以太坊1.0通過對比特幣抽象化來實現區塊鏈上的智能合約一樣，以太坊2.0也將對以太坊1.0進行抽象化，重新定義區塊鏈計算的基本性質。

階段2會結合所有鏈條的功能。在階段1中，分片鏈只是純粹的數據存儲，現在正在成為結構化的鏈，將智能合約的狀態與共識過程也聯系起來。

開發者可以在某個分片上創建他們的DApp,而以太坊則成為了一個由信標鏈控制的多鏈系統。

第二階段預計在2021年末或2022年初完成。根據路線圖所述，許多部分例如執行環境的概念化，“仍然在深入研究和開發中”。

階段3-6

按照計劃，以太坊2.0將會分為6個階段上線。然而根據路線圖，從階段3開始，任何類型的預測都是推測，因為很可能會發生變化。在這些階段的某個時候，以太坊1.0可能會逐漸因為無人參與而衰竭。當然，如果按計劃推進的話，或者以太坊2.0替代掉原來以太坊1.0區塊鏈的時候，所有的用戶和以太坊代幣都能遷移到新的區塊鏈上了。不過，這一切還沒有決定下來。

對于這幾個階段，在以太坊的Github文件庫中，是以一種開放方式描述的：

階段3:輕客戶端狀態協議實現輕客戶端。這么做可能是為了減少各個節點必須攜帶的以太坊狀態的數據大小，但并沒有完全消除這些狀態。階段4:交叉共享交易交易可以在不同的分片之間共享。階段5:與主鏈安全性緊密耦合階段6:更多的分片，二級分片或指數級分片

分片之中會繼續包含分片，單個分片鏈或成為未來其子鏈的信標鏈。

然而，關于這些階段的更具體的信息現在仍然缺失，也只是有一些高度抽象的論文或來自來自在線研討會的只言片語。

以太坊2.0的具體形式是怎樣的？至今為止，還沒有明確定義。因此，預計以太坊的寧靜階段，可能還需要一段時間——比如4-5年，甚至更久時間才能完成。

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譯者：荊凱。

聲明：本文為作者獨立觀點，不代表區塊鏈研習社立場，亦不構成任何投資意見或建議。

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