ROL:以太坊2.0详述：什么是权益证明、信标链、分片、对接？

人们对以太坊2.0期待已久。权益证明、信标链、分片和对接是指什么？它们将分别在哪个阶段推出？本文将为您揭晓。

概述

首先，介绍以太坊2.0概念以及需要它的原因。

以太坊2.0是一套互联的以太坊升级计划，旨在提高以太坊的可扩张性、安全性和可持续性。这些升级由以太坊生态系统中的多个不同团队主导，每个团队都专注于构建整个升级中的特定部分。

现在，让我们快速了解以太坊2.0的主要目标。

可扩展性

目前，以太坊网络每秒支持约15笔交易。当数百万新用户涌入并启动更多的去中心化应用程序时，这无疑成为一个限制因素。以太坊2.0希望在扩容后可以每秒支持1000笔交易。需要注意的是，每秒交易量的增加不应该以增加网络中节点的大小为代价。

安全性

去中心化网络的安全始终是头等大事。以太坊2.0旨在提高网络的安全性，防止一切形式的攻击，包括「51%攻击」，即个人可以通过控制网络的大部分算力来强制进行欺诈性变更。

Multichain Protocol将在合并升级前约6小时暂停以太坊跨链服务:9月14日消息，Multichain Protocol将在以太坊合并升级前约6小时暂停以太坊区块链跨链服务，Multichain仅支持升级后的PoS链。[2022/9/14 13:27:41]

可持续性

众所周知，当前以太坊网络是基于工作量证明共识，需要大量算力和能源。以太坊2.0将用权益证明取代消耗大量能源的工作量证明，更有利于环境。

最初，实现这些目标所需的一系列变化称为「宁静」，但现在大多数人称之为「以太坊2.0」或者仅仅是Eth2。

有趣的是，所有这些目标几乎都在以太坊路线图中，甚至在以太网络正式启动前就已经讨论过了。

让我们谈谈以太坊最大的变化之一——共识模型由「工作量证明」变为「权益证明」。

权益证明

当前，以太坊共识模型是工作量证明。这是是一种众所周知且经过实践检验的构建加密货币的方法。

以太坊L2解决方案Arbitrum链上转账交易总额突破5亿美元:金色财经报道，据Dune Analytics数据显示，以太坊Layer 2解决方案Arbitrum链上转账交易总额已突破5亿美元，本文撰写时为517,323,163美元，链上ERC-20代币总市值达到1,743,466,827美元。Arbitrum旨在提高以太坊智能合约处理速度和可扩展性，在Layer2 处理EVM合约和交易的同时仍受益于以太坊链上安全性，过去30天Arbitrum新用户量增长达到309,481。[2022/7/30 2:47:32]

在工作量证明中，矿工投资资源来验证交易并保护网络。该模型需要大量电能才能正常工作，且可保护网络免受「51%攻击」。

而权益证明试图通过完全脱离矿工来解决电力消耗问题。它不是通过投入资源来保护网络安全，而是依靠经济激励手段。

在权益证明中，要保护网络安全的用户，通过质押以太坊成为验证者。与工作量证明中的矿工类似，验证者在验证网络交易后，可获得区块奖励和交易费用激励。

为了阻止验证者玩弄系统和验证欺诈性交易，权益证明系统实施了一种称为「罚没」的机制。如果验证者行为不诚实，就会失去其质押的部分以太坊。

在PoS系统中，为了成功实现「51%攻击」，攻击者必须控制51%的验证者，这需要拥有以太坊质押总量的51%，这无疑是一个巨额资本。

以太坊Sepolia测试网已部署信标链，即将进行合并:6月21日消息，以太坊客户端Nethermind发推表示，以太坊Sepolia测试网已部署信标链，即将进行合并（The Merge）。

此前报道，6月9日以太坊Ropsten测试网完成合并。[2022/6/21 4:41:58]

为了成为以太坊2.0的验证者，需要32枚以太坊。另外，可以通过质押池，质押低于32个以太坊。

验证者的回报取决于系统中质押的以太坊数量。如果系统中的以太坊不足一百万个，那么回报率可以高达每年18%；如果系统中的以太坊超过1亿个，那么收益率可以低至1.81%，甚至更低。

权益证明解决了以太坊2.0的三个主要问题。通过消除能源密集型矿工，让以太坊更具可持续性；通过加大「51%攻击」难度让系统更加安全；通过解锁分片增加可扩展性，分片在工作量证明模型中难以实现，因为它很可能会导致跨分片间的计算能力下降。

以太坊测试网已成功过渡到权益证明（PoS）:金色财经报道，据trustnode最新消息，以太坊测试网 Kiln 上线后，目前已经成功过渡升级到完整的权益证明（full Proof of Stake）共识机制。以太坊开发人员 Tim Beiko 表示，验证者正在生成合并后的区块，这些区块中包含交易，而且网络非常稳定，超过 2/3 的验证者可以正确完成交易确认。据悉，开发人员已经确认以太坊测试网节点正在从 RPC 调用中获取指令，即质押者，而不是矿工。截至目前，过渡到权益证明共识机制的以太坊测试网上已经有超过106,000 个验证者，以及 340 万枚测试网 ETH。如果一切顺利的话，以太坊过渡到权益证明机制可能会在今年 6 月活 7 月进行。[2022/3/16 13:58:50]

这实际上也是流畅进入分片很好的方式。

分片

分片的概念并非以太坊2.0升级特有。实际上，它是计算机学科中一个常见过程。它是指将一个数据库分割成多个部分，每个部分包含整个数据集的一部分。每个部分被称为「分片」。

Chainalysis：欧洲机构投资者正在拥抱以太坊DeFi:金色财经报道，根据Chainalysis的数据，过去一年中欧、北欧和西欧地区已成为世界上最大的加密经济体，DeFi的机构采用在这方面发挥了重要作用。数据显示，在过去12个月中，大部分大型机构规模的转账都流向了DeFi平台。大多数大型机构转账都是以ETH和WETH进行的。[2021/9/30 17:16:45]

在以太坊2.0中，每个「分片」基本上是一个独立的新链。最初，将会有64个分片。这直接解决了以太坊的扩展性问题，因为分片将提高网络的工作量。

最重要的是，每个以太坊节点只需运行一个分片。这意味着只存储一小部分数据，并且无需强大的硬件即可更轻松地运行节点。节点易于运行会吸引更多网络参与者，带来更多的去中心化和更高的安全性。

最初，分片只会提供额外数据，分片链无法处理交易或智能合约。

此时，你可能会有这样一个问题：分片如何在不处理交易或智能合约的情况下提高扩展性？

这是因为Layer2扩展——特别是Rollups。Rollups允许链外打包交易，生成加密证明并将其提交到链上。这个过程只需要一个可用的数据分片来存储证明，这意味着它可以与分片的初始版本一起使用。

这还没有结束。尽管数据分片和Rollups的混合让以太坊能够每秒处理超过100,000个交易，但是还有一个可改进的地方。有可能升级分片并使它们完全可执行，就像当前的以太链一样。是否需要这种改进仍然有待观察，它取决于数据分片和Rollups解决方案的流行程度。

同样值得一提的是，在数据分片模型中，当前的以太链成为了分片之一。这是唯一能够处理交易和智能合约的分片。

信标链

为充分理解以太坊2.0，信标链是下一个要重点掌握的概念。

信标链负责协调基于权益证明的系统，通过随机分配验证者来验证不同分片。随机性很重要，因为它可以防止验证者串通和控制分片。

信标链基本上创建了一个新的权益证明网络，并与目前的以太坊网络平行运行。启动它是以太坊2.0路线图中最基础的步骤之一。

最初，验证者将向信标链添加新块，但它们不会验证当前的以太坊1.0主网的交易。一旦当前以太坊1.0链成为以太坊2.0的一个分片，这种情况将会反转。

对接

这将我们带到整个太坊2.0谜题的最后一部分–对接。

对接是指将当前以太链变为以太坊2.0权益证明系统的分片之一的过程。

这个过程也将标志着我们今天所知道的以太坊工作量证明的结束，以及向新的权益证明模型的全面过渡。

对接将帮助智能合约运行于PoS网络上。最重要的是，它将提供以太坊的完整历史和现状，让所有以太坊持有者和使用者平稳过渡。

阶段时间表

让我们看看上述概念在以太坊2.0中的时间表。整个开发过程会分为多个阶段。

阶段0是以太坊2.0的第一阶段，重点是推出信标链。要实现这一点，必须达到16,384个验证者的阈值。该数量已经在11月24日达到要求，阶段0可以最早于2020年12月1日启动。

下一个阶段，也就是阶段1的重点是分片或我们前面描述的数据分片。

一旦阶段1完成，下一个阶段是阶段1.5，重点是对接——使当前的以太链成为以太坊2.0中的分片之一。看起来阶段1和阶段1.5都会在2021年实现。

达到阶段1.5之后，有两种可能情况。其一，数据分片和Rollups的组合将足够满足需求，没有必要进行下一步。其二，仍然需要完整的分片解决方案，这将把我们带到最后阶段，即阶段2。在阶段1.5成功实现后，还有待观察。

总结

值得一提的是，尽管最初的阶段0并没有较大幅度变更当前的以太链，但它可能引发一些潜在的重大经济影响。这是因为发送到以太坊2.0的以太币被锁定并且在阶段1.5完成之前无法撤销。也就是说，在此系统中有一部分以太坊被锁仓。

当涉及到DeFi时，大多数活动可能将集中在可执行分片或Layer2Rollup解决方案之上——至少在最初阶段是这样。这是因为DeFi充分利用了智能合约的可组合性和更复杂的交互，所以不能轻松地交互的DeFi协议是没有多大意义的。

对于以太坊2.0，您有什么看法？您是否认为它最终将让其他智能合约区块链黯然失色？

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