行業迫切需要以太坊2.0，但想要“可用”至少還要2年 ！_POS

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。

動態 | 中國區塊鏈應用研究中心發布中國區塊鏈行業人物貢獻獎:瑞士時間1月22日晚，在達沃斯小鎮的歐羅巴酒店舉辦的區塊鏈論壇上，中國區塊鏈應用研究中心輪值理事長鄧迪和秘書長張壽松正式發布了2020年度中國區塊鏈行業白皮書。中國金融博物館理事長王巍向在場的200位各國來賓簡要介紹了推薦和遴選推動中國區塊鏈行業發展重要人物的過程，發布了獲獎名單，表彰2009到2019年間，對中國區塊鏈行業做出杰出貢獻的代表人物：周小川、姚前、鄧迪、徐明星、李林、張楠賡、肖風、沈波、吳忌寒、長鋏。[2020/1/23]

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。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。

分析 | Chainalysis：FATF 的一些建議不利于加密貨幣行業發展:區塊鏈分析公司 Chainalysis 表示金融行動特別工作組（FATF）對加密貨幣交易所在交易時向接收方發送客戶身份信息（KYC）的期望并不現實，因為并非所有收件人具備所需的基礎設施，并建議 FATF 使用監控系統掃描非法活動和進行客戶盡職調查。[2019/4/16]

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。”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。

動態 | 歐洲電信標準協會將利用區塊鏈技術成立新的行業規范小組:據Capacitymedia消息，歐洲主要電信標準機構已成立一個小組，與私有區塊鏈系統合作，為其新服務提供基礎。迄今已有5家公司參加ISG，它們是愛立信(Ericsson)、華為(Huawei)、英特爾(Intel)、西班牙電話公司(Telefonica)和沃達豐(Vodafone)。它們將于1月24日在馬德里的西班牙電話公司(Telefonica)舉行首次會議。歐洲電信標準協會(ETSI)表示，其新的行業規范小組(ISG)將對其稱為許可分布式賬本(即私有區塊鏈)的要求進行分析，這些許可分布式賬本可以部署在各個行業和政府機構。[2018/12/19]

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。

現場丨以太坊基金會總法律顧問：區塊鏈要從傳統金融行業學習:金色財經7月17日現場報道，在新加坡“世界區塊鏈峰會暨第二屆國際區塊鏈游戲論壇” 之“區塊鏈的下一站”圓桌論壇上，以太坊基金會總法律顧問Tju Liang表示，目前來講區塊鏈行業較為新興，用戶、企業的規則如何制定都有待探討。應該為行業提供更多空間去解釋、理解相關的指導原則。區塊鏈要從傳統金融行業學習，避免曾經發生的錯誤。Tju Liang同時指出，區塊鏈是一種通訊的技術，改變了人和人之間的關系，而這種改變正如互聯網帶給人們的變革一樣，目前的還無法想象其巨大的能量。[2018/7/17]

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。

聲音 | WECC創始人Paul Pan：區塊鏈技術可為版權行業節約時間 縮減成本:日前，杭州互聯網法院公開宣判了中國首例區塊鏈存證判決案。對此，WECC創始人Paul表示：此案判例的意義非常重大，不僅意味著司法的進步和完善，也意味著未來的侵權認定、版權保護有了更好的方法和途徑。傳統的版權認定時間冗長、成本高昂，而利用區塊鏈技術，不僅節約時間還可縮減成本，創作者甚至還可以一邊創作作品一邊獲得登記認證（意味著確權保護）。這僅僅是一個開始，未來區塊鏈技術會為版權行業帶去更多驚喜。[2018/7/16]

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。

原文：https://medium.com/swlh/what-exactly-does-ethereum-2-0-mean-676983650c6b

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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