科普 | 小白也能懂——以太坊2.0测试网

这个月早些时候，PrysmaticLabs团队发布了目前最接近完成态的以太坊公开测试网络，测试网使用Prysm客户端，开发至以太坊2.0的第一阶段。

本次发布受到以太坊社区的欢迎，许多人立即着手运行客户端并向开发团队报告问题。测试网的验证节点数量很快超过了800个。这表明，以太坊社区兴致昂扬地希望为万众瞩目的以太坊2.0的升级作出贡献。

趁热打铁，在此有必要向广大的以太坊社区阐述什么是以太坊2.0测试网、为何说它的发布是一个关键的里程碑、为何花了那么久才达成此次发布？本文将尝试用通俗的语言来阐述技术细节。首先我们会讨论以太坊2.0和当前以太坊在协议上的区别，其次会概括性地解释此次测试网络的功能。

为何以太坊2.0升级要等待如此之久？

为回答这个问题，我们先阐明一个简单却重要的概念：

以太坊2.0并不是对现有以太坊网络的升级，而是一次全面的修订和重新设计。

许多人并不知道，甚至不同意这一点，因此有必要澄清下。

美国说唱歌手Megan Thee Stallion与Cash App合作发布比特币科普视频:美国说唱歌手Megan Thee Stallion与由Square开发的移动支付服务Cash App合作发布了一段名为“Bitcoin for Hotties”的视频。该视频从她的角度解释了什么是比特币，为什么比特币有价值等内容。Megan Thee Stallion在Instagram上拥有超过2410万粉丝，在 Twitter上拥有640万粉丝。（Bitcoin News）[2021/8/8 1:41:10]

新的以太坊2.0网络将移除PoW共识机制，转而使用共识机制）Casper共识机制。

在PoW链上，可以用一种很简单的方法来决定在分叉中应该选择哪一条链、如何驱动链生长。该方法就是始终跟随拥有最大累积工作量的链，换句话说，选择耗费了最多算力的链。但因为以太坊2.0使用PoS，我们必须引入一系列新的分叉选择规则，来决定链的生长方向。

动态 | 新浪财经：官媒针对区块链的报道从科普宣传转向打假监管:据新浪财经今日消息，“1025新政”满月，一个月间，官媒对区块链的态度风向已转。据11月初的一项统计，七家党媒在新政一周内发布了65篇直接相关报道，当时文章中的关键词是数据、产业、安全、创新等，大量文章偏向于科普区块链的概念以及应用介绍，提醒警惕虚拟货币炒作的仅有3篇。近期，官媒的批评焦点则纷纷指向借区块链之名进行的虚拟货币发行和炒作行为。据统计，新华网、人民网收录转载的，以打击虚拟货币或揭露假借区块链行为主题的文章，自10月25日到11月25日午间，共28篇；其中，11月19日至11月25日的一周内就高达15篇。这些文章主要围绕三个观点展开：厘清区块链和虚拟货币的关系，说明二者概念不等；打击伪“区块链”局，或是虚拟货币局揭露；提醒民众，区块链不能成为炒作的噱头，更不是行的招牌，需警惕此类活动，理性投资。[2019/11/26]

当前的以太坊网络只有一条单链。以太坊2.0网络则使用1024条并行链，这是以太坊雄心勃勃的扩容计划的核心。这些不同的链可以互相通信，并统一由单一主链Beacon链进行控制和验证。Beacon链就像植物的枝干，掌控着1024个平等的分支。

动态 | 央行官微旧文重发“再科普”：范一飞详解数字货币:据中国经济网消息，今日，央行官微公众号头条重新发布央行副行长范一飞在2018年1月25日题为《关于央行数字货币的几点考虑》的文章，对央行数字货币再次进行科普。同时，微信公众号第二条发布支付司副司长穆长春8月10日在第三届中国金融四十人伊春论坛上的演讲。近年来，各主要国家和地区央行及货币当局均在对发行央行数字货币开展研究，新加坡央行和瑞典央行等已经开始进行相关试验，人民银行也在组织进行积极探索和研究。[2019/8/21]

这些激进的改变，使得ETH持有者无法在新的以太坊2.0网络中使用ETH。而是需要先燃烧当前的ETH，然后作为回报，在Beacon链上获得相同数量的ETH。这个交换机制由以太坊1.0上的智能合约完成，并受Beacon链的监控。

虽然以太坊1.0和2.0之间有太多的不同，在这里我们只讨论主要部分。这将有助于说明完成以太坊2.0的工作量。

为何以太坊2.0测试网的发布如此重要？

声音 | 中科院姚建铨：要加快推进区块链与物联网融合的科普 培训:据新华网消息，日前，在区块链与物联网融合发展峰会上，中国科学院院士姚建铨说，关注区块链技术里面的大数据，跟区块链技术结合起来进行测量和检测，能更好地提升激光清洗技术。姚建铨建议，无锡今后要加快推进区块链与物联网融合的科普、培训，正确引导广大人民群众对技术的认知；同时，建立专业、权威，但又普适、成套的理论体系和标准，以此切入区块链的实际应用。[2018/9/18]

从上述讨论的1.0和2.0网络之间的不同点来看，以太坊2.0还需要做许多功能的整合和调整工作才能正常运行。而且以太坊2.0的许多概念是全新的、从未被其它已公开的区块链测试过，比如Casper共识机制。

相要实现与以太坊2.0类似目标的Cosmos和Polkadot协议，都用了超过2年的时间才能实现一个工作正常的设计。更何况，这些项目无需担心如何将ETH和其它ERC-20代币从旧链转移到新链，也无需担心如何降低对dApp开发者带来的影响。因此，以太坊社区需要看到新旧网络迁移过程中的切实而具体的步骤，以提振坚持执行路线图的信心。

中科院自动化研究所将面向大中小学生开展区块链等主题的科普讲座:5月21日，新华网讯，今年，中国科学院自动化研究所将举办第十四届“自动化之光”公众科学开放日活动。届时，自动化所将面向大中小学生分别开展《脑与智能》、《区块链技术与平行智能》、《大数据时代的视觉智能》、《动画真奇妙》等4个主题报告，用实例和生动的演示深入浅出地为大家揭示智能技术的原理和奥妙。[2018/5/21]

以太坊2.0蓝宝石测试网实现了哪些功能？

回顾下上面提到的以太坊1.0和2.0的4个不同点，测试网实现了#1、#2和#4，部分实现了#3。具体来说，蓝宝石测试网实现了CasperPoS共识机制；实现了Beacon链；实现了将ETH1.0代币转移为测试网的ETH2.0代币。测试网没有实现1024个分片以及分片间的通信机制。

测试网中，另一个值得注意的功能缺失是智能合约，该功能计划在路线图的第三阶段实现。为完成智能合约功能，需要移植以太坊虚拟机到以太坊2.0中或者在以太坊2.0协议中重新实现一种虚拟机作为EVM的替代。

以太坊2.0测试网是如何工作的？

以太坊2.0是一个PoS网络，由质押代币的验证节点来生产区块并维持网络运行。因此，首先要解决的问题是如何将代币分配给验证节点以运行网络。

以太坊2.0网络中，最终将使用与我们1.0网络同样有价值的ETH代币，因此ETH代币需要被转移到新的以太坊2.0网络中。为了实现和测试该转移功能，PrysmaticLabs开发了一个叫作Goerli的以太坊1.0的测试网络和一个叫做存款合约的智能合约，在Goerli网络上任何人都可以获得任意所需的伪ETH，而存款合约可以储存不限量的ETH代币。当充币到存款合约后，测试网的Beacon链将生成等量的ETH2.0代币。为了简化，我们将ETH2.0代币称作：Beacon链ETH。

-ETH在以太坊1.0和2.0之间转移的示意图-

从ETH1.0到bETH的步骤：

首先，验证节点安装支持以太坊2.0网络的Prysm软件，并创建账户。创建的账户将生成“存款数据”，用来打通以太坊1.0钱包和以太坊2.0账户

在以太坊1.0测试网Goerli上，用户发送3.2个ETH到存款合约中，以参与以太坊2.0的验证工作。这实际上就是燃烧ETH1.0代币。

当以太坊2.0的Beacon链发现存款合约中有币打入时，将在验证节点的账户中生成相同数量的bETH代币。现在，验证节点已经准备好参与验证，只需再等待一段安全延时即可，该延时用来增强Beacon链的安全性。

验证客户端开始参与共识机制并获得验证奖励，如果不遵循协议规则，他们的bETH就会被罚没。

验证节点到底做什么？

在以太坊2.0中，每6秒会产生一个新块。每一次，都会由验证节点池中的一个节点来提议生成新区块。一定数量的其它验证节点则检查该区块并验证正确性。到下一次出块时，则换另一个验证节点提议生成区块，同时换另一组不同的验证节点验证正确性。

每产出64个区块，所有的验证节点会重新洗牌，为新一个epoch选择新的区块提议者和区块验证者。验证节点的选举过程在随机数生成算法的帮助下，从根本上避免了验证节点间的勾结串通，提高了协议的安全性。

验证节点需要一直在线以完成分配给它们的任务。如果它们诚实工作，将获得bETH代币奖励。如果他们行为不端、勾结串通或离线，他们所质押的代币将被罚没。如果验证节点的余额减小到验证阈值以下，则将被踢出验证节点池，无法继续参与验证工作。

后续的发展方向？

蓝宝石测试网只是漫长的抵达以太坊2.0的征程中的一步。它实现了以太坊2.0路线图中的Phase0。距离实现以太坊2.0的完整功能还有2个阶段。

但即使是阶段0，想要上主网，仍有巨大的工作量。首先，我们尚在测试网的早期阶段，有众多的问题、bug和优化项需要解决；其次，目前测试网上只有Prysm一个客户端可以使用。其它团队也在开发支持以太坊2.0网络的客户端，比如Nimbus和Lighthouse。兼容不同的客户端，是完成一个支持多客户端的测试网的前提条件；再次，阶段0的设计要求bETH能够在不同账户间转帐，当前的测试网并不满足；最后，阶段0的设计仍处在细节的修订中。这些设计需要在众多的以太坊2.0客户端中最终确定、完整实现和审计通过，才有望于2019年底主网上线阶段0。

总之，测试网上线是以太坊2.0发布路线图中的关键一步。它的重要意义在于以太坊社区的公众都能参与到测试中来，提出问题发现瓶颈，以引导以太坊2.0的开发者们解决。测试网的发布有效提振了社区对以太坊2.0路线图的信心。另外，以太坊基金会宣布将投入1900万美元来支持以太坊2.0的开发及其它以太坊扩容方案的开发。此举将有效加加快开发和测试工作的进度。

原文链接:https://www.tokendaily.co/blog/eli5-explanation-of-the-ethereum-2-0-testnet

作者:MohamedFouda

翻译&校对:Wuwei&阿剑

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