以太坊2.0詳述：什么是權益證明、信標鏈、分片、對接？_以太坊

人們對以太坊2.0期待已久。權益證明、信標鏈、分片和對接是指什么？它們將分別在哪個階段推出？本文將為您揭曉。

概述

首先，介紹以太坊2.0概念以及需要它的原因。

以太坊2.0是一套互聯的以太坊升級計劃，旨在提高以太坊的可擴張性、安全性和可持續性。這些升級由以太坊生態系統中的多個不同團隊主導，每個團隊都專注于構建整個升級中的特定部分。

現在，讓我們快速了解以太坊2.0的主要目標。

可擴展性

目前，以太坊網絡每秒支持約15筆交易。當數百萬新用戶涌入并啟動更多的去中心化應用程序時，這無疑成為一個限制因素。以太坊2.0希望在擴容后可以每秒支持1000筆交易。需要注意的是，每秒交易量的增加不應該以增加網絡中節點的大小為代價。

安全性

去中心化網絡的安全始終是頭等大事。以太坊2.0旨在提高網絡的安全性，防止一切形式的攻擊，包括「51%攻擊」，即個人可以通過控制網絡的大部分算力來強制進行欺詐性變更。

以太坊未確認交易為111,501筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易111,501筆，當前全網算力為235.73TH/s，全網難度為3.12P，當前持幣地址為47,917,852個，同比增加111,550個，24h鏈上交易量為4,400,992.31ETH，當前平均出塊時間為12s。[2020/9/21]

可持續性

眾所周知，當前以太坊網絡是基于工作量證明共識，需要大量算力和能源。以太坊2.0將用權益證明取代消耗大量能源的工作量證明，更有利于環境。

最初，實現這些目標所需的一系列變化稱為「寧靜」，但現在大多數人稱之為「以太坊2.0」或者僅僅是Eth2。

有趣的是，所有這些目標幾乎都在以太坊路線圖中，甚至在以太網絡正式啟動前就已經討論過了。

讓我們談談以太坊最大的變化之一——共識模型由「工作量證明」變為「權益證明」。

權益證明

當前，以太坊共識模型是工作量證明。這是是一種眾所周知且經過實踐檢驗的構建加密貨幣的方法。

當前以太坊未確認交易148188筆:金色財經報道，據btc.com數據顯示，當前以太坊未確認交易148188筆。當前全網難度2,246.91T，平均出塊時間為13.3S，每秒交易數約為9.99。截至目前以太坊全球均價為201.84美元，24h跌幅為1.09%。[2020/5/27]

在工作量證明中，礦工投資資源來驗證交易并保護網絡。該模型需要大量電能才能正常工作，且可保護網絡免受「51%攻擊」。

而權益證明試圖通過完全脫離礦工來解決電力消耗問題。它不是通過投入資源來保護網絡安全，而是依靠經濟激勵手段。

在權益證明中，要保護網絡安全的用戶，通過質押以太坊成為驗證者。與工作量證明中的礦工類似，驗證者在驗證網絡交易后，可獲得區塊獎勵和交易費用激勵。

為了阻止驗證者玩弄系統和驗證欺詐性交易，權益證明系統實施了一種稱為「罰沒」的機制。如果驗證者行為不誠實，就會失去其質押的部分以太坊。

動態 | 以太坊網絡節點數今年以來持續下滑 目前已跌至8070個:以太坊節點自今年年初以來持續降低，目前相比年初已經少了3000個節點。文章分析認為，節點數量下降可能是因為價格的持續下跌導致，但也有可能是以太坊切斷了某些節點或是進行了維護，例如最近未進行硬分叉升級的節點就斷開了連接。幣世界發現，以太坊網絡在2017年時曾有2.5萬個節點，但目前僅有8070個節點，分布上排名前三的國家分別為美國(35.42%)、中國(11.16%)、德國(9.44%)。（Trustnodes）[2019/12/21]

在PoS系統中，為了成功實現「51%攻擊」，攻擊者必須控制51%的驗證者，這需要擁有以太坊質押總量的51%，這無疑是一個巨額資本。

為了成為以太坊2.0的驗證者，需要32枚以太坊。另外，可以通過質押池，質押低于32個以太坊。

驗證者的回報取決于系統中質押的以太坊數量。如果系統中的以太坊不足一百萬個，那么回報率可以高達每年18%；如果系統中的以太坊超過1億個，那么收益率可以低至1.81%，甚至更低。

動態 | 芝加哥交易所即將推出以太坊期貨:在比特幣推出期貨合約不到一年的時間里，以太坊將成為第二個在受監管期貨交易所交易的加密貨幣。芝加哥期權交易所（CBOE）于2017年12月推出比特幣期貨，并等待商品期貨交易委員會（CFTC）在2018年底允許以太坊期貨。[2018/9/25]

權益證明解決了以太坊2.0的三個主要問題。通過消除能源密集型礦工，讓以太坊更具可持續性；通過加大「51%攻擊」難度讓系統更加安全；通過解鎖分片增加可擴展性，分片在工作量證明模型中難以實現，因為它很可能會導致跨分片間的計算能力下降。

這實際上也是流暢進入分片很好的方式。

分片

分片的概念并非以太坊2.0升級特有。實際上，它是計算機學科中一個常見過程。它是指將一個數據庫分割成多個部分，每個部分包含整個數據集的一部分。每個部分被稱為「分片」。

在以太坊2.0中，每個「分片」基本上是一個獨立的新鏈。最初，將會有64個分片。這直接解決了以太坊的擴展性問題，因為分片將提高網絡的工作量。

孫宇晨發微博分析以太坊云養貓火爆原因:Tron創始人孫宇晨發布微博分析以太坊云養貓火的原因，他認為：“1.貓的基因是真隨機數，血統高貴花費的努力與時間能夠被精準度量。2.數據去中心化，機制透明催生了公正市場。3.線上擼貓比線下省力，宅男女喜歡。4.數據透明，容易炫耀與比較。5.線上擼貓交易透明標準化易于交割，帶有投資屬性。6.交易智能合約7*24小時營業。”[2017/12/6]

最重要的是，每個以太坊節點只需運行一個分片。這意味著只存儲一小部分數據，并且無需強大的硬件即可更輕松地運行節點。節點易于運行會吸引更多網絡參與者，帶來更多的去中心化和更高的安全性。

最初，分片只會提供額外數據，分片鏈無法處理交易或智能合約。

此時，你可能會有這樣一個問題：分片如何在不處理交易或智能合約的情況下提高擴展性？

這是因為Layer2擴展——特別是Rollups。Rollups允許鏈外打包交易，生成加密證明并將其提交到鏈上。這個過程只需要一個可用的數據分片來存儲證明，這意味著它可以與分片的初始版本一起使用。

這還沒有結束。盡管數據分片和Rollups的混合讓以太坊能夠每秒處理超過100,000個交易，但是還有一個可改進的地方。有可能升級分片并使它們完全可執行，就像當前的以太鏈一樣。是否需要這種改進仍然有待觀察，它取決于數據分片和Rollups解決方案的流行程度。

同樣值得一提的是，在數據分片模型中，當前的以太鏈成為了分片之一。這是唯一能夠處理交易和智能合約的分片。

信標鏈

為充分理解以太坊2.0，信標鏈是下一個要重點掌握的概念。

信標鏈負責協調基于權益證明的系統，通過隨機分配驗證者來驗證不同分片。隨機性很重要，因為它可以防止驗證者串通和控制分片。

信標鏈基本上創建了一個新的權益證明網絡，并與目前的以太坊網絡平行運行。啟動它是以太坊2.0路線圖中最基礎的步驟之一。

最初，驗證者將向信標鏈添加新塊，但它們不會驗證當前的以太坊1.0主網的交易。一旦當前以太坊1.0鏈成為以太坊2.0的一個分片，這種情況將會反轉。

對接

這將我們帶到整個太坊2.0謎題的最后一部分–對接。

對接是指將當前以太鏈變為以太坊2.0權益證明系統的分片之一的過程。

這個過程也將標志著我們今天所知道的以太坊工作量證明的結束，以及向新的權益證明模型的全面過渡。

對接將幫助智能合約運行于PoS網絡上。最重要的是，它將提供以太坊的完整歷史和現狀，讓所有以太坊持有者和使用者平穩過渡。

階段時間表

讓我們看看上述概念在以太坊2.0中的時間表。整個開發過程會分為多個階段。

階段0是以太坊2.0的第一階段，重點是推出信標鏈。要實現這一點，必須達到16,384個驗證者的閾值。該數量已經在11月24日達到要求，階段0可以最早于2020年12月1日啟動。

下一個階段，也就是階段1的重點是分片或我們前面描述的數據分片。

一旦階段1完成，下一個階段是階段1.5，重點是對接——使當前的以太鏈成為以太坊2.0中的分片之一。看起來階段1和階段1.5都會在2021年實現。

達到階段1.5之后，有兩種可能情況。其一，數據分片和Rollups的組合將足夠滿足需求，沒有必要進行下一步。其二，仍然需要完整的分片解決方案，這將把我們帶到最后階段，即階段2。在階段1.5成功實現后，還有待觀察。

總結

值得一提的是，盡管最初的階段0并沒有較大幅度變更當前的以太鏈，但它可能引發一些潛在的重大經濟影響。這是因為發送到以太坊2.0的以太幣被鎖定并且在階段1.5完成之前無法撤銷。也就是說，在此系統中有一部分以太坊被鎖倉。

當涉及到DeFi時，大多數活動可能將集中在可執行分片或Layer2Rollup解決方案之上——至少在最初階段是這樣。這是因為DeFi充分利用了智能合約的可組合性和更復雜的交互，所以不能輕松地交互的DeFi協議是沒有多大意義的。

對于以太坊2.0，您有什么看法？您是否認為它最終將讓其他智能合約區塊鏈黯然失色？

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