以太坊2.0是什么？_以太坊:區塊鏈存證怎么弄

摘要：以太坊2.0有哪些關鍵技術？

千呼萬喚始出來，以太坊2.0它來了！

近日，V神在推特上宣布，以太坊2.0的發布日期定在了12月1日，主網的存款合約地址也正式生效。

標志著以太坊開始向2.0邁進。

那么，什么是以太坊2.0，和目前版本有什么不同？

據Billions項目組所知，以太坊2.0是當前版本的一次重大升級，將引入信標鏈、分片等多項關鍵技術，同時共識機制也將發生變化。

根據早期的戰略規劃，以太坊分為四個階段進行：前沿、家園、大都會、寧靜。

前沿、家園、大都會均屬于1.0階段，寧靜屬于2.0階段。

以太坊客戶端Teku發布v22.3.2版本，修復存款處理性能問題:金色財經消息，以太坊客戶端Teku針對上周Teku性能問題發布Tekuv22.3.2版本，修復了存款處理中的性能問題。Teku表示，大約在2022年3月16日01:02開始，大量Teku節點開始表現出增加的垃圾收集（garbagecollection）活動，引發CPU使用率高。根據節點的不同，這會持續30-60分鐘，并且可能導致節點落后。大多數Teku節點都無法跟上當前的信標鏈頭，導致Teku生成帶有不正確headblock的證明。[2022/3/24 14:16:28]

與以太坊1.0相比，以太坊2.0的性能將至少是其64倍，到時候再也不用擔心網絡擁堵的問題啦！

以太坊2.0的三個階段

階段0：信標鏈階段1：分片鏈階段2：執行階段0：以太坊2.0的第0階段，信標鏈將會實施。信標鏈存儲和管理驗證人的登記信息，將為以太坊2.0實施PoS共識機制。為了防止數據中斷，實現平滑過渡，這一階段會同時存在以太坊1.0和2.0，這意味著以太坊會有兩種共識機制，一種是采用POW的以太坊，另一種是采用POS共識機制的以太坊。

以太坊創始人V神發布關于“單槽終結路徑”的研究文章:金色財經報道，1月25日，以太坊創始人Vitalik發布了關于“單槽終結路徑”的研究文章，文章表示，由很多論據推論，盡管以太坊現在有超過28w個驗證者，但仍可以將以太坊最終確認時間減小至單個Slot時間。

實現“單槽終結”可以提升用戶體驗，減少以MEV為目的的重組鏈并減少協議復雜性和錯誤幾率。但這是一個是長遠的計劃，其順序會排在PoS、分片、Verkle樹之后。目前，實現這一目標主要思路有：

1.通過超級委員會實現，即通過至少數百名的超級委員會驗證者完成共識中單個slot內的驗證工作。

2.讓如今的巨量的驗證者更快更高效的發揮作用，即讓聚合簽名過程更高效。

此外，對于“單槽終結”實施有具體如下4點要求。

1.加緊優化簽名聚合工作；2.確定超級委員會規模；3.研究、達成一致并指定一個理想的共識和分叉機制選擇；4.同意并在實施路徑上執行這些。[2022/1/25 9:11:04]

階段1：這是以太坊2.0的第二階段，可能會在2021年推出。階段1的主要提升是與分片鏈的整合。分片鏈是以太坊區塊鏈的一種擴容機制，將之「拆分」成64條不同的鏈，允許并行交易、存儲和處理信息。按最保守的估計，其吞吐量將是以太坊1.0的64倍，但其設計目標是讓數據應對能力比以太坊1.0高出數百倍。

以太坊開發者：ETH 1.0和ETH 2.0合并應該在明年4月或5月開始:11月20日消息，以太坊開發者Tim Beiko稱，如果在2月前完成代碼，ETH 1.0和ETH 2.0合并應該在明年的4月或5月的某個時候開始。他還說\"現在還很難給它一個具體的日期，因為如果我們發現一個重大的錯誤或需要我們花三周時間來修復的東西，你知道，那就會把事情推遲三周。\"（ambcrypto）[2021/11/20 7:01:13]

階段2：以太坊2.0的第三階段，可能會在2021或2022年啟動。與上述兩個階段相比，該階段的定義不太明確，但會涉及添加ether帳戶，啟用轉賬和提款功能，實施跨片的轉賬和合約調用，構建執行環境以便以太坊2.0上可構建可擴展的應用，還有將以太坊1.0整合進以太坊2.0，讓PoW機制最終可以關閉。

以太坊2.0的關鍵技術

以太坊2.0已激活新測試網Spadina Launchpad和完成對存款CLI工具審計:以太坊 2.0項目負責人Danny Ryan撰文公布以太坊 2.0進展：1.已激活新測試網Spadina Launchpad。Spadina將于9月26日開始與Medalla并行運行三天，以進行公開測試；2.安全研究機構Trail of Bits已完成對存款CLI（eth2.0-deposit-cli）工具的審計。另外，還有很多進行的eth2客戶端軟件也正在接受審核；3.上周和Vitalik Buterin一起提交了階段0升級提案EIP 2982。EIP 2982的發布、最終的v1.0主網參數以及存款合約的發布（有待討論）都是主網啟動之前的里程碑事件。Danny Ryan最后補充稱，以太坊 2.0階段0主網將很快推出，每個參與人員都在做最后的準備。[2020/9/23]

1.信標鏈

動態 | 美國SEC將對即將到來的以太坊2.0重新審查是否涉及證券交易:隨著以太坊逐步向2.0過渡并采用新的PoS模型，美國商品及期貨交易委員會（CFTC）主席Heath Tarbert稱，他的代理機構和美國證券交易委員會（SEC）將對以太坊2.0進行新一輪的審查以判斷是否符合證券交易的范疇。在以太坊2.0中，以太坊 2.0 規范是由包括Vitalik Buterin在內的以太坊基金會的一個小團隊制定的，以太坊基金會主要負責以太坊2.0開發、改進或增強。以太坊基金會在網絡或數字資產的持續發展方向上起著領導作用或中心作用，以太坊購買者或者驗證者顯然需要以來以太坊基金會執行或監督以太坊網絡來實現或保留預期目的的功能。以太坊基金會向各個獨立團隊提供贈款以建立規范，以確定是否應該向該網絡提供服務的人員提供補償及其補償方式。以太坊基金會擁有或控制包括一系列商標在內的該網絡或數字資產的知識產權。以太坊基金會保留了數字資產的股份或權益。根據SEC創新和金融技術戰略中心FinHub在2019年4月3日發布發布的數字資產投資合同分析框架指南，所有這些因素的存在感越強，數字資產的購買者就越有可能依靠他人的努力，該網絡充分去中心化的可能性就越小，從而涉及證券交易的可能性就越大。[2019/12/25]

信標鏈，英文名叫BeaconChain，Beacon，意思就是燈塔，信號浮標。它其實是以太坊2.0系統的核心。

信標鏈是一種全新的權益證明(PoS)區塊鏈，它是為了解決共識問題，而分片鏈(ShardChains)的目的是解決以太坊的擴展性問題。

分片鏈之所以能解決性能問題，它相當于是通過多片技術處理交易等，提高了系統的效率和性能，下圖展示的是信標鏈和分片鏈的結構圖，其中信標鏈處于協調層，負責協調和管理工作，而分片鏈處于數據層，負責數據部分的工作。

從上圖可以看出，信標鏈是鏈接POW主鏈和分片鏈的樞紐，信標鏈上管理著驗證者的名單，以及分片驗證者任務。

在以太坊2.0中，存在“驗證者”和“提案者”兩種角色。

驗證人負責驗證和組織新區塊。一個節點如果想要成為“驗證者”，就需要向以太坊的一個智能合約抵押至少32枚ETH，抵押完成后，信標鏈通過檢測自動將其加入驗證者列表。

一旦某位驗證人成功驗證了一個區塊，他將獲得一筆ETH獎勵。

成為驗證者之后，信標鏈就會給你安排任務了。

它會將你隨機分配到一到兩個分片中去做驗證，驗證人每6.4分鐘要為信標鏈上的區塊提交一次見證信息，并偶爾會被選出來提議區塊。如果總共有100,000名驗證人，那每位驗證人平均每兩周將被要求提議一次區塊。上述流程是完全自動的，全部由軟件處理。

我們知道，在工作量證明機制下，也就是我們現在的以太坊主鏈上，礦工通過挖礦生成下一個區塊，但是在權益證明機制下，不存在挖礦，下一個區塊的產生是由驗證者們選擇出來的。這個選擇具有隨機性，不是一個驗證者所能掌控的，這也體現了去中心化的特點。

2.分片鏈

分片鏈機制具有可擴展性，可以極大地提升以太坊鏈的吞吐量。

當前由連續區塊組成的單條區塊鏈安全性高且易于驗證，但是要求每一個全節點處理和驗證連續區塊內的每一筆交易。這會影響網絡快速處理交易的能力，尤其是在主網交易量劇增的時候。

而分片鏈機制會將以太坊鏈「拆分」成64條不同的鏈，拆分以后，將數據處理的任務分配給許多節點，這樣就可以并行處理交易，而非串行。每增加一條分片鏈都像是加一條車道，將以太坊從單車道的小馬路升級成多車道的高速公路，更多的車道和并行處理能力會帶來更高的吞吐量。

分片鏈可以提升以太坊并行交易、存儲、及信息處理的能力，保守估計可以將吞吐量提升64倍，它的設計足以處理數百倍于以太坊1.0的數據量。

3.PoS

Billions項目組曾在之前的文章中提到過權益證明，權益證明是以太坊1.0現有的工作量證明共識模型的一次升級，可以帶來更高的速度和可擴展性。

上文提到，用戶參與驗證需要質押至少32個ETH，之所以這樣設計，是為了防止節點作惡，一旦節點惡意篡改數據，那么質押的以太坊將以罰金的形式被系統收取。因此，從這個角度來看，節點作惡對自己沒有任何好處，而且由于驗證人節點眾多，即使部分節點作惡也不會影響整個系統的安全。

與Pow抽象的損失電力成本相比，這一機制帶來了更具加密經濟特性的安全性。PoW挖礦需要巨額的硬件投資和大量電力，而以太坊2.0的質押只需要一臺家用筆記本電腦，這就降低了參與共識過程的門檻，從而增加了網絡的去中心化程度，當網絡中質押的以太坊數量達到1000萬枚時，將會十分安全。

總之，POS機制降低了普通用戶參與挖礦的門檻，這對于以太坊生態的發展有諸多好處，如果以太坊2.0運行良好，未來以太坊網絡的擁堵情況或將大幅改善。

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