Eth2.0從Eth1.0中學到了什么：Eth2.0有哪些人們可能不知道的重大變化？_ETH2

撰文：IvanMartinez，PrysmaticLabs軟件工程師

編者注：原標題為《Eth2.0從Eth1.0中學到了什么》

Eth2.0帶來的最廣為人知的變化當屬PoS(權益證明)和分片(sharding)，但它也有許多其他的變化是從改進當前以太坊中得到的靈感。

我們從比特幣&以太坊中學到了什么

自從比特幣11年前的第一個創世區塊誕生，它啟發了許多人進一步深入學習和研究區塊鏈和加密經濟學，以了解如何進行優化改進。

從PoW(工作量證明)開始，我們已經了解到協議安全性對于加密貨幣至關重要。激勵人們在游戲中擁有更多「皮膚」的效果非常好。盡管「自私挖礦」存在可能，但PoW在保護比特幣網絡安全方面的表現異常出色。

2015年以太坊發布時，它引入了「通用」區塊鏈的概念，該概念使任何人都可以在該網絡上構建與ETH和各種代幣交互的應用。這些應用為去中心化金融的發展打開了大門，并成長為擁有超過10億美元抵押資產的金融產品。我還撰寫了一篇關于DeFi如何發展成為以太坊上真正的、有價值的服務的博客文章。

Pudgy Penguins 24小時銷售量約3125ETH:OpenSea數據顯示，Pudgy Penguins 24小時銷售量約3125ETH（約合970萬美元），銷售量排名平臺第一。

此外，Pudgy Penguins 7天銷售量達12251ETH（約合3800萬美元），在OpenSea平臺的銷售量排名第三，低于Crypto Punks和Art Blocks。[2021/8/13 1:52:34]

ETH1.X擴容的難題

如今，以太坊已經歷盡了5年發展，其驚人的增長速度幫助業界意識到了其瓶頸所在以及可以改善的方面。

當以太坊在2017年快速增長遇到困難時，幾個號稱「以太坊殺手」的區塊鏈平臺開始崛起并試圖「擊敗」ETH。但是，這些「殺手」都聚焦于通過犧牲弱安全性來提高每秒的交易量，或者明顯誤導性地取消交易手續費。但是這些都不是以太坊缺陷的「解決方案」。

為了使以太坊真正得到改善，每一個參與進來的人都需要從現有系統后退一步思考，從一個全新的起點思考。我們可以充分利用以太坊的優勢，同時也可以消除它的許多缺點。

注意：在下文中，當我提到「狀態」(state)時，我指的是以太坊永久保存的全局、持久性數據，例如賬戶信息、交易和智能合約狀態。

進入Eth2.0

ETH跌破510美元關口 日內跌幅為14.11%:火幣全球站數據顯示，ETH短線下跌，跌破510美元關口，現報509.86美元，日內跌幅達到14.11%，行情波動較大，請做好風險控制。[2020/11/26 22:12:15]

Eth2.0是加密貨幣領域有史以來最大規模的開源工作，旨在交付一個可以滿足以太坊預期目標的全新系統。你可能聽說過Casper和分片，然而還有很多達成Eth2.0目標所需要的技術。

由于以太坊2.0的許多改進將勢必破壞現有的以太坊鏈(Eth1.0)，因此這些變更將建立在Eth2.0鏈上，同時將現有的以太坊鏈「插入」到新系統的1個分片中。通過這種方式，Eth2.0將不需要通過升級現有Eth1.0網絡而變得復雜，同時當前的Eth1.0網絡也將在受益于新系統的改進之際正常運行。

這篇文章將探討Eth2.0所帶來的人們可能不知道的重大變化，以及這些變化如何讓以太坊成為世界的通用平臺，以及他們是如何從幫助以太坊準備好迎接(去中心化的)樂趣這一共同基礎上獲得靈感的。

貨幣政策

加密貨幣的貨幣政策比大多數人想象的更重要！對于使用發行方式來吸引礦工和算力的代幣，為確保網絡安全性而需要提供的資金發行量越少越好。我們已經看到BTC擁有最安全的區塊鏈，同時在前20種加密貨幣中發行率最低。目前，BTC的年發行量為3.8％，對比以太坊約4.5％的發行量，這是相當低的。

ETH 24小時資金凈流出5.97億元人民幣:金色財經監測數據顯示，加密貨幣市場24小時資金凈流出排名前三分別為[2020/10/14]

雖然許多ETH持有者認為以太坊為網絡安全性支付了過多費用，但由于礦工的利潤不高，降低發行量可能會導致算力和安全性下降。所以降低PoW區塊鏈的發行量很難，因為可能會對區塊鏈安全性產生意想不到的副作用。比特幣并沒有這個問題，因為它的大部分挖礦獎勵變化都是可以長期預測的。

Eth2.0的最大目標之一是過渡到權益證明，這意味著廢除昂貴的ASIC或GPU礦機。如此巨大的計算量和功耗將被低成本的標準計算機所取代，這些計算機僅處理Eth2.0節點基本的功能，比如區塊傳播和同步。在維護網絡安全方面，成本要低得多！除了成為驗證者之前需要投資32個ETH。

通過降低總體安全成本，可以將代幣發行量降低到0％-1％之間，具體數值取決于網絡中有多少驗證者(也即網絡中質押了多少ETH資產)。這樣，發行量就可以精確設計以獲得最佳安全性！

發行量和驗證者獎勵取決于需要多少安全資金

除了減少發行量外，Eth2.0還打算使用名為EIP1559的策略來重新定義手續費拍賣市場和交易手續費中的gas價格。你無需了解其運作方式，只需知道在該模型中將銷毀掉大部分手續費。雖然通過EIP1559，用戶支付的手續費更低，但Eth2.0中將有多個分片，因此Eth2.0中的總體手續費的使用/銷毀將大于當前以太坊的手續費。

ETH在2分鐘內跌幅超過1.00%:據火幣全球站數據顯示，ETH/USDT在2分鐘內出現劇烈波動，跌超1.00%，達到-1.19%。當前報價為 227.17 美元，行情波動較大，請注意風險控制。[2020/3/8]

加上極低的發行率，手續費銷毀可能會使得Eth2.0出現凈負資產發行，這意味著被銷毀的資產將超過新增發行量！這將使得ETH變得更加稀缺，攻擊PoS網絡的成本也將更高。

共識算法的目標是保持區塊鏈的安全和去中心化，而維護網絡安全的激勵機制將加密貨幣與簡單賬本區分開來。這種激勵措施吸引礦工/驗證者為網絡提供安全性。Eth2.0試圖在礦工資金激勵方面做到最低可行發行量。

MVI(最低可行發行量)意味著區塊鏈維持保證安全所需的最少發行量。低發行量加上手續費的銷毀使得攻擊更加昂貴，從而減少了對網絡大規模攻擊的可能性。

無狀態(Statelessness)

當人們談論以太坊及其狀態規模時，你可能聽說過「狀態膨脹」(statebloat)。這是指支付一次gas費會讓你的數據在以太坊區塊鏈上永久保存，從而導致一個無限的、不斷增長的狀態，其中甚至有很多無用數據。狀態在存儲空間上「膨脹」，這意味著隨著網絡的使用，以太坊節點需要更多的存儲或更高性能的硬件。從長遠來看，這增加了以太坊節點運行的門檻，并且每當區塊gas限制增加時，狀態增長就成為一個更大的問題。

行情丨ETH在5分鐘內漲幅超過1.00%:據火幣全球站數據顯示，ETH/USDT在5分鐘內出現劇烈波動，漲超1.00%，達到1.14%。當前報價為 284.97 美元，行情波動較大，請注意風險控制。[2019/7/11]

Eth2.0將朝著無狀態的目標發展，這意味著輕節點將能夠驗證所有交易以及狀態的所有部分，而無需實際存儲任何狀態。無狀態允許輕客戶端以各種狀態/無狀態存在，每個狀態都需要不同的規范，從而使節點更易于訪問。當節點資源多于無狀態模式但少于完整狀態模式，則可以運行在半狀態模式下。

如果你想進一步了解無狀態，請觀看這個ETHDenver的演講！

無狀態范式下的網絡拓撲圖

這對于分片非常重要！由于每個分片都有其自己的唯一狀態，因此Eth2.0中的驗證者將需要對其驗證的那條分片的狀態執行狀態更改。無狀態協議使得驗證者在切換需要驗證的分片時(因為驗證者會被隨機分配到某條分片中進行驗證)，無需下載該條分片的整個狀態，，而只下載代表性的二進制merkle樹。分片越多，狀態增長就越無止境，總會有諸如交易所或區塊鏈瀏覽器不計成本地維護所有分片鏈狀態/數據以提供準確的分發服務，并且因此受到激勵。

這為「狀態提供者」(stateproviders)軟件打開了大門，這類軟件將交易修改的狀態部分提供給驗證者，以便他們可以輕松地完成狀態更改。狀態中繼者(staterelayers)幫助將磁盤I/O和驗證的存儲密集部分完全移到另一個實體。這為有趣的激勵方案打開了大門，并且使驗證者受益，因為他們不再需要持有整個分片的狀態。但是，他們仍然可以驗證從中繼者那里接收到的狀態是正確的，因為他們可以將接收到的信息與同步的狀態樹進行比較。

帳戶抽象

當前以太坊協議中有兩種類型的賬戶：外部賬戶和合約賬戶。只有外部帳戶才可以發起交易，并且僅允許賬戶的所有人修改其帳戶狀態。當前，存在元交易，但是這些交易依賴于中繼網絡來支付gas，例如GSN。

Eth2.0試圖將這兩種賬戶類型抽象為1種，從而使用戶賬戶和合約賬戶在網絡中無法區分。當然智能合約依然存在，但這將為以太坊充當元交易的中繼者本身打開了大門。自己簽名交易并進行廣播將不再是與網絡互動的唯一方法。

你還可以像智能合約一樣操作普通帳戶，例如，將主帳戶中收到的ETH直接發送到冷錢包中，或者甚至發送任意ETH到你的帳戶中，該賬戶會自動賣出ETH來購買DAI。

將功能內置到帳戶中為DApp設計打開了更多的空間！用戶管理帳戶的處理將不再像以太坊中當前所定義的一組明確的操作。

帳戶抽象的有趣可能性在于智能合約將能夠支付自己的gas費用，或者成為發送交易的原始地址。這是一個仍需努力解決的復雜問題，但是在這種變化之后將產生新的創造可能！

執行環境

對于以太坊開發者來說，他們主要使用的語言是Solidity或Vyper，它們各有特色，但都可以很好地滿足開發生態系統的需求。當前，這些語言被編譯為以太坊虛擬機可以理解的更通用的底層操作。如果你想更深入地了解EVM，可以參考這里。但不是必需。

EVM使用操作代碼來幫助以太坊節點生成相同的計算結果，與運行操作代碼的計算機是無關。它還定制復雜的操作，僅一行代碼即可完成。如果沒有EVM，正常讀取和修改狀態的功能是無法實現的。

盡管EVM為整個智能合約生態系統奠定了堅實的基礎，但如果以太坊上的應用程序都能夠使用所需的任意運行環境，那就更好了。區塊鏈不應將自己的狀態轉換規則強加給其他人，執行過程應該更加開放。這就是執行環境(EE)的用武之地。

執行環境允許直接在協議中內置任何類型的狀態轉換，這使我們可以從系統的其余部分完全抽象出處理交易的方式。有專門為處理ZKRollup或私人交易而設計的EE，也可能有針對UTXO(未花費交易輸出)建模交易的EE。甚至可能存在某個專門針對代幣的EE，這可以用于所有的代幣，這樣就不必為每種現有代幣上傳相同的代碼。當然，現有的EVM將被復制到稱為eWASM的某個EE中，以保持對當前生態系統的兼容。

Eth1.0上的每個DApp都需要在考慮EVM的情況下進行設計，以太坊狀態轉換功能的所有限制都使整個系統成為瓶頸。有了EE，將不再存在這個瓶頸，允許構建可以充分利用開放式協議的全新的DApp類型。如果你想了解更多，這里是EthHub和WillVillanueva的精彩播客。這里還有最新的進度更新。

來源鏈接：medium.com

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