探索以太坊 ETH2.0：速度、效率和可扩展性

多阶段升级旨在通过对互联网基础设施进行多种类型的更改来解决以太坊互联网的可扩展性和安全性问题——最值得注意的是从工作量证明 (PoW) 到权益证明 (PoS) 共识机制的转变。

什么是以太坊 2.0？

以太坊 2.0，也称为 Eth2 或“Serenity”，是以太坊的升级版。 此次升级致力于提高以太坊互联网的速度、效率和可扩展性，使其能够处理大量交易。

以太坊 2.0 分几个阶段发布。 第一个升级称为信标链，于2020年12月1日发布。信标链将原链的定义引入以太坊，这也是互联网向PoS共识机制转变的重要特征。 说白了，它是一个独立于以太坊主网的区块链。

第二阶段称为 The Merge，预计在 2022 年第一或第二季度，将信标链与以太坊主网合并。

信标链

最后一个环节是区块链，它将对以太坊互联网层面的扩展起到主导作用。 分片不是清除单个区块链上的所有操作，而是将这些操作分散到 64 个新链上。

这也意味着，从硬件的角度来看，运行以太坊节点要容易得多，因为需要在设备上存储的信息要少得多。

区块链预计要到 2022 年才会出现，但现阶段尚不清楚具体时间。

以太坊 2.0 和以太坊有什么区别？

以太坊 1.0 使用称为工作量证明 (PoW) 的共识机制，而以太坊 2.0 将使用权益证明 (PoS) 机制。

利益证明和工作单位证明有什么区别？

对于像以太坊这样的区块链，交易必须以基于区块链的方式进行身份验证。 与比特币等其他数字货币一样，以太坊目前使用工作量证明 (PoW) 共识机制。

在这个系统中，挖矿使用设备的处理能力来解决复杂的数学问题并验证新交易。 第一个解谜矿将一个新的交易添加到构成区块链的整个交易列表中。 然后，他们将获得互联网原始数字货币的奖励。 然而，这个过程可能会消耗大量能量。

股权证明 (PoS) 的不同之处在于，用户可以使用网络的本地数字货币抵押贷款并成为验证者，而不是挖矿。 验证者类似于矿工，他们验证交易并确保网络不处理非法交易。

这些验证者被选中根据他们承诺的硬币数量和他们承诺的时间来提出区块链。

然后，其他验证者可以说他们看到了一个块。 当有足够的证据时，可以将区块链添加到区块链中。 验证者将因成功解决区块链问题而获得奖励。 这一步称为挖矿。

PoS 的具体特点是它比 PoW 更节能，因为它将耗电量大的计算机处理与共识算法解耦。 这也意味着你不需要大量的计算来保证区块链的安全。

以太坊 2.0 将如何比以太坊 1.0 更具可扩展性？

升级到以太坊 2.0 的主要原因之一是可扩展性。

在以太坊 1.0 中，网络每秒只能处理 30 笔交易； 这造成了延误和拥堵。 以太坊 2.0 承诺每秒处理 100,000 笔交易。 这种改进将在实施区块链方面进行。

以太坊 2.0 将如何变得更安全？

以太坊 2.0 的设计已经充分考虑了安全风险。 大多数 PoS 网络都有少量的验证器，这导致系统更加去中心化并降低了网络安全性。 以太坊 2.0 需要至少 16,384 个验证器以太坊2.0进度，使其更加区块链化，因此更加安全。

然而，根据 Jelurida 的创始人、Ardor 和 Nxt 区块链的顶级核心开发人员 Lior Yaffe 的说法，存在一个以网络参与水平为中心的潜在漏洞。

包括区块链安全公司 LeastAuthority 和 Quantstamp 在内的机构已经对以太坊 2.0 代码进行了网络安全审计。

以太坊慈善基金会也正在为以太坊2.0建立专业的安全团队，研究数字货币可能出现的网络安全问题。

以太坊 2.0 研究员 Justin Drake 表示，分析将包括“模糊测试、赏金狩猎、寻呼机职责、加密经济学”（cryptoeconomic modeling）、应用程序登录密码分析（applied cryptanalysis）、形式认证（formal verification）。

信标链

以太坊2.0的更新是如何实现的？

在 Topaz、Medalla、Spadina 和 Zinken 一系列测试网发布之后，以太坊 2.0 的全面实施将分三个阶段进行。 步骤 0、1 和 2（开发人员喜欢从头开始衡量）。 第 0 阶段将于 2020 年 12 月 1 日开始，其他阶段将在未来两年内进行。

阶段 0 是信标链的实施； 它存储和管理验证器的注册表，并为以太坊 2.0 部署 PoS 共识机制。 原有的以太坊 PoW 链会同时运行，所以数据的连续性不会中断。

第一阶段将于 2022 年第一季度/第二季度开始，届时以太坊主网将与信标链合并以太坊2.0进度，在互联网上宣告 PoW 的终结。 在 BeaconChain 上为以太坊在线充值的消费者将被分配到认证者角色。

第二阶段将区块链引入网络，预计发布 64 个区块（吞吐量是以太坊 1.0 的 64 倍），尽管在发布时它们与账户或智能合约不兼容。

之前的路线图迭代更新将合并工作放在了区块链发布之后，但由于每次更新的互操作性，决定轮流进行此次发布工作。

“最初，计划是在合并之前研究区块链——以解决可扩展性问题，”以太坊慈善基金会简介中写道。 “然而，随着二级扩展解决方案的快速发展，优先事项已经转移到通过合并以利益证明取代工作证明。”