行业迫切需要以太坊2.0，但想要“可用”至少还要2年！

听到以太坊2.0这个名字，你或许并不陌生。以太坊在区块链社区中具有重要的地位，而以太坊2.0，则直接影响到以太坊甚至区块链的未来。

然而，究竟什么是以太坊2.0？说实话，想要清晰回答这个问题并不容易。尽管如此，在这篇文章里，我们还是想试试看。

以太坊社区热闹纷呈，几乎没有一个区块链社区可以与之匹敌；绝大多数代币和智能合约都在以太坊上运行，对于大部分区块链领域的开发者和公司机构而言，以太坊也是他们的首选。然而以太坊的当前状态，距离它的野望还有很远。换句话说，以太坊的预期生态，还没有正式显现。在最后阶段Serenity中，以太坊将正式转换为PoS共识机制，展现出来它的最终样貌。

然而，宁静之路，路途漫长。

实践中，从以太坊1.0向最终Serenity阶段的过渡，包含了一系列硬分叉的计划。但是由于复杂度超过预期，这一过程耗时费力。社区用“以太坊2.0”描述了实现的目标和途径。

以太坊2.0，或者ETH2.0，你应该在许多区块链媒体中都看到过这个术语。有上百篇文章提到了以太坊2.0。但是能够让人满意的文章并不多：有些文章过于简单笼统，无法提供具体信息；另外一些文章，则过于专业和详细，让人难以卒读。

我希望借助这篇文章，描述清楚以太坊2.0。值得提醒的一点是，这篇文章中包含了当下对于以太坊2.0的理解，这些信息可能随时会被更新。

Zhu Su：现在是构建和了解加密行业的最佳时机:金色财经报道，三箭资本联合创始人Zhu Su发推表示，“很多人向我咨询是否底部已经出现，我的回答往往是‘不知道也不在乎’。如果你还身处加密领域，现在是构建、了解加密领域如何工作以及如何改进的最佳时机”。[2023/1/9 11:02:08]

一、为什么需要以太坊2.0？

首要原因是：目前的以太坊速度太慢了。许多复杂的应用想要扩张规模，要付出非常昂贵的代价。比较一下Visa的信用卡处理能力我们就知道了：Visa每秒钟可以处理上千笔交易，而以太坊每秒钟只能处理15笔交易。以太坊之所以缓慢，是因为它是去中心化的架构，并且，需要继续保持去中心化的方式。

那么怎么改进？

一个可能的思路是通过超级节点的方式：用户可以依赖超级节点，即“共识节点”。共识节点有足够强大的服务器来处理所有的交易。这个解决方式够简单，可以让区块链保持原样，所需要做的事情，只是增加客户端机器的并发处理进程就好了。

然而以太坊的开发者们拒绝了这个选择，主要是担心它会损害区块链的去中心化，损害其抗审查的能力。

对于区块链的不可能三角这一论断，我们早就耳熟能详:去中心化，可扩展性和安全性，只能从三者之中选择两者，无法三者兼顾。如何打破不可能三角，这是所有“第二代区块链”项目想要去尝试的。例如，IOTA就声称能够解决这个三难问题，包括以太坊2.0在内的大多数解决方案，都尝试用其它的共识机制代替PoW的挖矿机制。

徐坤：提升风险管理的意识与能力，是DeFi行业长期面临的重要课题:9月7日，OKEx首席战略官徐坤在微博表示：“DeFi整体生态而言，流动性挖矿使应用之间的嵌套更加复杂，底层资产的波动将会影响整个系统的稳健性，提升风险管理的意识与能力，是整个行业长期面临的重要课题。”[2020/9/8]

因此以太坊原先的设计或多或少被看做是失败的。按照ChromaticCapital的说法，以太坊2.0是“一个完全不同的项目，采用从0到1的范式，就像区块链的从链一样。”

以太坊2.0不仅仅是针对原先版本的升级，而是彻底改造了以太坊区块链。以太坊2.0的设计目的是让以太坊更安全、扩展处理能力足以应对数千笔交易，同时可编程能力提升。更关键的是，这些改进不会损害以太坊的去中心化。

以太坊2.0打算如何解决这个问题?

对于经典的区块链不可能三角问题，以太坊2.0打算借助于三项改进来解决：

分片PoS权益证明共识机制新的虚拟机

等等，这些术语是什么意思？

分片

分片（Sharding)是一种技术手段，在多个服务器上切割数据库，换句话说，就是对它们进行分区。就像一台计算机的同一块硬盘上有多个分区一样，也可以将区块链分割成几个部分，而不会损害数据一致性。分片(Shard)跟整个系统具有同样的安全性，而不会因为分片而出现风险。

动态 | 中国银行业协会：中资银行依法不应该履行美国法院的判决:据新浪财经报道，近期国内外媒体报道有关中资银行在美涉诉案件事宜，为明晰有关问题，维护有关银行合法权益及声誉，记者专题采访了中国银行业协会首席法律顾问。针对记者提问表示，美国法院未经中国政府相关主管机关同意，仅仅依据其国内法，就判决中资银行向美国案件原告直接提供受到中国法律严格保护的中国境内机构的客户信息，属于典型的对中资银行行使长臂管辖权，明显违反《商业银行法》《民事诉讼法》《国际刑事司法协助法》等一系列中国法律相关规定，中资银行依法不应该履行美国法院的判决。[2019/6/25]

权益证明机制(ProofofStake)

在PoS共识机制下，不再需要矿工来创建区块。在以太坊2.0中，质押验证人(Staker)将承担起来出块的责任：这些节点需要质押一定数量的ETH。相比于PoW共识机制，PoS的方式不仅节能，更能够提升交易速度，也让区块链上质押验证人的分布更为去中心化。

多年来，以太坊的区块链开发者一直致力于实现一个独特的共识机制，既能够确保交易快速完成，又能够确保参与者遵守规则。借助于PoS权益证明机制，以太坊的交易能够在几秒内完结，并且可以抵抗51%攻击。

新的虚拟机设计

借助于新的虚拟机设计，开发人员可以创建自己的执行环境。这允许在分片上引入其他区块链的规则。例如，开发者可以将BTC或Zcash的规则引入到以太坊上。因此以太坊可以成为一套通用架构，供不同的区块链所使用。

分析 | 加密货币行业开发人员目前约为2017年的2倍:据bitcoinexchangeguide报道，根据PowerCapital发布的最新统计数据，加密货币行业正在快速发展。2017年1月，区块链行业技术开发者为2190名，目前已经增至4352名，大约是2017年的2倍。ElectricCapital联合创始人Avichal Garg表示，自2018年1月以来，加密市场下跌超过80％，而每月活跃开发人员总数仅减少了约4％，进入加密生态系统的开发人员在市场下跌的情况下继续做出建设。[2019/3/8]

不得不说，分片、PoS共识机制、新虚拟机这三个目标，每一个都是很远大的设想。到目前为止，区块链分片功能还没有实现，社区许多睿智的思考者们也在争论PoS共识机制是否真的有效。

以太坊人员正在着手解决区块链开发的多个挑战，致力于创建一个合适的架构，突破现有区块链开发所面临的约束和妥协，让这些问题成为历史。

二、以太坊2.0发展进程

接下来，我们一起梳理下以太坊进化到以太坊2.0，所需要经过的几个阶段。

阶段0:信标链

信标链是以太坊2.0的核心，这个新的区块链上线之后初期阶段，最多可以协调多达64条分片链的运作。信标链是整个以太坊2.0网络的“指挥和控制中心”。

现场| 普华永道张立钧：区块链在金融行业应用落地仍面临很多问题:金色财经现场报道，普华永道中国金融行业管理咨询主管合伙人张立钧在夏季达沃斯新领军者年会上表示，区块链确实是很有颠覆性的技术，不是说技术本身有颠覆性，而是从业务、商业的角度来讲，区块链肯定对金融行业未来有很多影响。但是短期内，区块链也有很多需要解决的问题，包括技术的标准化、共识的基础，还有法律和监管的问题。比如说金融其实是很多数字合同，区块链可以将传统的金融合同转化成智能合约，智能合约将法律的监管解释直接嵌入到技术中，合同通过技术可以自动执行。如果违约，银行可以自动转账或者质押资产，这其中有很多法律和监管问题。区块链就像互联网一样，用的人越多，社区越大，才越有价值。所有这些因素，使得区块链在应用落地过程中，还需要长远的时间。[2018/9/19]

信标链管理着“Caspar权益证明”协议，会记录质押见证人(Staker/Validator)及其抵押的代币量，并且随机选择质押验证人，也通过随机分配的方式，将分片链分配给验证者。信标链会采用共识规则，制裁不诚实的质押验证人，并充当不同分片之间的链接枢纽。

以太坊2.0的验证人通过权益证明机制投票，即使用他们所持有的代币，在被称之为“证书”的结构上投票。一旦分片链获得足够的“证书”，就会在信标链上获得关联(crosslink)关系。从这一刻起，区块获得最终稳定性，不可再被撤销或篡改。在分片链上，区块与主链即信标链上的区块一样，获得了相同的安全性。这个过程，似乎让我们想到Ripple的共识机制和IOTA的计划：让网络上的节点通过某种方式对区块进行投票。

质押验证人付出了劳动，也会获得相应的奖励：他们会得到ETH2作为回报，这是信标链的本地代币。长期看，ETH2会取代ETH代币，ETH2代币没有总量限制，通过这种方式分配代币给维护区块链运行的验证人，为区块链带来长期的安全性保障。

信标链计划在2020年第二季度或第三季度上线。这将启动向ETH2过渡的第0阶段。用户可以运行一个信标链客户端并且将ETH(现在称为ETH1)支付给信标链，在信标链上，会被切换到ETH2。这是一种单向兑换方式，ETH1会被销毁。

因此，如果第0阶段成功，将会存在两条以太坊区块链:以太坊1.0和以太坊2.0，或者称之为ETH1和ETH2。对于用户来说，此时以太坊2.0没有任何意义，因为还没有分片链可以链接到信标链上。

在这一阶段，信标链还是一副没有躯体的骨架，或者你可以将它看做是一艘大船的龙骨，一栋房屋的支架。

阶段1:分片链

大概从2021年开始，第一批分片链将会上线投入使用。

这些分片最初将以原始形式存储数据。它们不能根据某些共识规则处理数据，甚至不能显示用户或地址的帐户余额，它们仅被用作实验，用来测试分片效果，但也可能将这些分片用来存储数据，帮助DApp更好地扩展。

第1阶段的重点，会围绕信标链展开。在这一阶段，信标链开始通过交叉链接（crossLinks)引用分片的状态，从而实现状态的完结性。

我们可以将信标链想象成是这样的一个区块链：其他的区块链会连接到这条信标链上，并且围绕信标链旋转。在这个阶段，这些分片链还不具有多少实际功能。

建立和运行新的PoS共识机制，并设置一条区块链作为各种数据链的控制中心，这是一个巨大的挑战。想要将以太坊1.0发展到这一阶段，还会有成百上千的细节需要讨论，还会有无数大大小小的更新需要实现。但是关于阶段1，我们目前只需要知道这一些就够了。

在这个阶段，以太坊1.0和以太坊2.0区块链将继续并行运作。从第二阶段开始，事情会变得非常令人兴奋，更有意思起来。

阶段2:实现愿景

根据路线图所述，接下来的阶段将“实现以太坊2.0的真正愿景”:让分片链将能够处理交易。

从这个阶段开始，以太坊2.0网络应该可以用在实际的应用程序上了。在项目的后续过程中，智能合约也将在分片链激活。

然后上面提到的新的虚拟机所提供的执行环境也开始生效，它允许激活分片上自己的规则。例如模拟其他区块链，如比特币、Zcash或以太坊1.0。

就像以太坊1.0通过对比特币抽象化来实现区块链上的智能合约一样，以太坊2.0也将对以太坊1.0进行抽象化，重新定义区块链计算的基本性质。

阶段2会结合所有链条的功能。在阶段1中，分片链只是纯粹的数据存储，现在正在成为结构化的链，将智能合约的状态与共识过程也联系起来。

开发者可以在某个分片上创建他们的DApp,而以太坊则成为了一个由信标链控制的多链系统。

第二阶段预计在2021年末或2022年初完成。根据路线图所述，许多部分例如执行环境的概念化，“仍然在深入研究和开发中”。

阶段3-6

按照计划，以太坊2.0将会分为6个阶段上线。然而根据路线图，从阶段3开始，任何类型的预测都是推测，因为很可能会发生变化。在这些阶段的某个时候，以太坊1.0可能会逐渐因为无人参与而衰竭。当然，如果按计划推进的话，或者以太坊2.0替代掉原来以太坊1.0区块链的时候，所有的用户和以太坊代币都能迁移到新的区块链上了。不过，这一切还没有决定下来。

对于这几个阶段，在以太坊的Github文件库中，是以一种开放方式描述的：

阶段3:轻客户端状态协议实现轻客户端。这么做可能是为了减少各个节点必须携带的以太坊状态的数据大小，但并没有完全消除这些状态。阶段4:交叉共享交易交易可以在不同的分片之间共享。阶段5:与主链安全性紧密耦合阶段6:更多的分片，二级分片或指数级分片

分片之中会继续包含分片，单个分片链或成为未来其子链的信标链。

然而，关于这些阶段的更具体的信息现在仍然缺失，也只是有一些高度抽象的论文或来自来自在线研讨会的只言片语。

以太坊2.0的具体形式是怎样的？至今为止，还没有明确定义。因此，预计以太坊的宁静阶段，可能还需要一段时间——比如4-5年，甚至更久时间才能完成。

-END-

译者：荆凯。

声明：本文为作者独立观点，不代表区块链研习社立场，亦不构成任何投资意见或建议。

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