以太坊2.0来了，创建后将专注于分片和合并三项工作

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编辑| 雨林

前言

以太坊距离世界计算机的最初梦想更近了一步。

不出意外，以太坊向2.0时代的进军将于北京时间2020年12月1日20:00:23正式开启。

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过去几个月，DeFi的兴起为以太坊生态提供了足够坚实的应用价值支撑，但也让以太坊的“天然缺陷”重现：网络过于拥堵，交易gas费过高。 无法参与其中。

可扩展性和交易效率等问题一直是当前以太坊网络所诟病的问题。 2017年以来，以太坊社区一直在努力探索针对实际生态需求的安全可用的可扩展性解决方案，但一直没有得到根本解决。

Eth2 也致力于解决这些问题。 与之前的“打补丁”不同，此次改动更为彻底。 与目前的以太坊网络相比，Eth2 将从根本上改变区块链的底层共识机制，完成从 PoW 到 PoS 的过渡； 引入分片机制，逐步实现从数据层到应用层、价值层的全面迁移。

关于PoW和PoS优劣的争论，业界一直未能达成共识。 对于 PoW 机制，算力是核心要素，而在 PoS 机制中，Token 是关键。 从PoW转向PoS可以解决当前挖矿行业存在的算力中心化、能源消耗巨大等问题。 以太坊创始人 Vitalik Buterin 在 11 月发表的一篇文章中也指出，PoS 在区块链安全性方面优于 PoW 的三个关键要素： PoS 可以以相同的成本提供更高的安全性，并且更容易使用从攻击中恢复并变得更加去中心化。

从 PoW 到 PoS 的转变不是心血来潮。 早在以太坊白皮书出来的时候，就已经计划在未来进入静默阶段时完成向PoS机制的过渡。 而现在，和平了。

分片也是以太坊基金会计划用来扩容以太坊的一种技术手段。 所谓分片就是将网络中的工作分配给所有参与的节点，不同的分片链可以同时并行处理交易工作。

最简单的分片是 Beanstalk，Vitalik 称之为“sacling by a thousand altcoins（通过数千个 altcoins 扩展）”。 在Beanstalk的分片方式中，会运行很多条链，每条链称为一个“分片（shard）”。 每个区块都会有一组独立的验证者，即通过 PoW 机制挖矿或投票机制验证交易并生成区块的网络参与者，从而提高交易处理效率。

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Eth2 不是一次简单的升级，也不是一次可以实现的短期变革，而是一个庞大的系统工程，可能需要数年甚至更长的时间。

近两年，广为流传的ETH 2.0路线图大致可以分为三个阶段：

其中，Phase 0的主要任务是推出以PoS为共识机制的信标链。 信标链的主要功能包括想要成为 Eth2 参与质押系统的验证者，而不是矿工的角色成为新链的建设者和验证者； 并完成分片链之间的通信交互，协调分片链共同构建区块链系统。

按照原计划，信标链的上线不会对大部分用户产生直接影响，因为它不会直接处理交易、执行智能合约或支持去中心化应用。

这样设计的初衷是为了保证 Eth2 不会扰乱 Eth1 的现有生态。 在 Eth2 的性能得到反复验证之前，现有的以太坊网络将继续存在并与 Eth2 并行运行。 在 Eth2 的发展过程中，现有网络将不断升级，直到 Phase 1.5 实现 Eth1 和 Eth2 的合并。 也就是说，短期内，Eth1 和 Eth2 将并存，PoS 和 PoW 两种机制也将在以太坊网络中并行。

第一阶段将主要解决以太坊的交易拥塞问题，提高可扩展性。 具体来说就是在这个阶段正式引入分片链（64条），每条链相互独立，通过信标链实现交互通信。 理论上，64 条分片链一次可以处理 64 个区块。 与目前以太坊一次只能打包一个区块相比，将大大提高交易效率，缓解网络拥堵。

Eth1 也将在此过程中合并到 Eth2 中，作为 64 条分片链之一独立运行。 但是，由于 Eth1 与其他新的分片链有着本质的区别，涉及到共识机制的改造、现有数据和应用的迁移等诸多问题，所以这个过程也被称为 Phase 1.5。

Phase 2 是 Phase 1 的延续，将继续实施分片机制。 在这个阶段，各个分片链开始正式实现各种功能，全面引入智能合约和各种应用，实现Eth2.0的最初愿景。

在这个路线图中，Eth2 最终会形成一个由信标链完成验证并完成分片间通信，分片链并行处理交易的系统，实现交易处理和共识验证的松耦合。

但在 11 月 18 日以太坊基金会团队的第五次 AMA 上，ETH 2.0 的路线图发生了变化。 值得关注的包括：Phase 2 的重要性暂且不强调，信标链将在 Eth1 和 Eth2 合并后具备执行功能以太坊2.0计划，其区块将直接包含交易。

更改后的路线图是：

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从2019年1月的君士坦丁堡升级开始，甚至更早之前，以太坊社区就一直在为ETH 2.0做各种准备工作。

现在，那一天终于到来了。

根据计划，Eth2 的 Phase 0 信标链预计将于 2020 年 12 月 1 日创建。要实现该计划，必须触发信标链创世块的最低条件，即至少有 16,384 个验证者质押12 月 1 日 7 天前出现 32 个 ETH，使 ETH 质押总量达到 524,288 枚。

截至11月24日，共有22001个独立账户地址向质押合约发送了704032个ETH，超过了信标链创世区块的最低触发条件。 因此，不出意外的话，信标链将按计划于12月1日北京时间20:00:23开始创建，正式拉开Eth2的序幕。

Eth2 的创世块已经准备就绪，验证者已经到位，Eth2 客户端 Teku、Nimbus、Lighthouse、Prysm 等也在主网创世之前发布更新，一切都在等待那一刻。

此外，信标链上线后，Eth2 的重点工作将是轻客户端支持、数据分片与合并。 这三个过程将独立推进，让每个部分独立实现，不考虑其他部分的开发进度。

所有这些路线图更改都是为了加快实际可用的过程。 Vitalik表示轻客户端可能会在分片之前实现，这样信标链就可以快速可用（为Eth1提供共识）； 简化的合并流程意味着 Eth1 和 Eth2 的合并将比之前预设的更快； 每个阶段并行进行可以进一步加速合并，甚至可能在分片实现之前。

三项任务虽然并行推进，但由于难度不同，各自的进度存在明显差异。 目前轻客户端的研究和规范工作已经基本完成； 数据分片的研究工作已基本完成，正在编写规范； 合并部分的研究工作也基本完成，但整体协调的难度和风险很高。

根据 Vitalik Buterin 的预测，2021 年可以轻松实现轻客户端，merge 和 sharding 也将在 2021 年看到成熟的测试版本，但不确定是否可以在主网上进行。

其中，数据分片是在信标链稳定后才能启动的以太坊2.0计划，但是Eth1和Eth2的合并涉及到很多利益相关者，包括以太坊开发者、交易所、项目方、浏览器等众多利益相关者需要等到信标链之后才能进行。 security and performance 的security and performance 都已经验证够了可以完全迁移过去。 因此，并购注定是一项复杂而长期的工作。

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信标链上线后，会对哪些群体产生影响？

对于普通用户来说，由于现有的以太坊网络短期内会继续运行，可能不会对其产生直接影响。 对于准备参与 Eth2 质押并获得收益的用户，在面临可观回报的同时，必须时刻注意可能存在的风险。

投资人质押32个ETH并独立运行验证节点即可直接获得奖励，这需要个人至少拥有32个ETH并具备节点运维能力。 但是节点运行存在很多风险，比如网络状况或者硬件故障，导致节点长时间离线，无法参与验证，从而导致用户失去质押的ETH。 另外，32个ETH的质押参与门槛也不低。

另外，现阶段，短期内ETH只能从PoW链质押转入PoS链，无法完成反向操作。 这也意味着一旦参与质押，用户将无法在短时间内再次赎回和使用这些ETH。 这个锁定期会持续多久，主要取决于 Eth2.0 的实际进展。

因此，在Eth2的质押过程中，为了满足更多用户的需求，降低实际参与门槛，用户还可以选择通过第三方协助参与，即通过钱包、交易平台提供的解决方案进行质押，并质押服务DApp项目。

第三方质押服务商可以为广大无法自行运行验证节点，或者不想一次性质押32个ETH的普通用户提供相应的解决方案，同时可以发行质押权和释放流动性的代币。 要做的就是选择一个合适的解决方案，然后将其存入以太坊，然后按比例支付一部分收益（由服务商扣除）作为服务费。

创建后，Eth2 每天只能添加 900 个验证者。 Alexander Fisher 计算的不同时期的 Staking 年化收益率趋势也表明，越早参与 Staking 成为 Eth2 验证者，年化收益率越高。

越早参与质押，年化收益率越高

由于共识机制的转变，矿工似乎是受影响最大的群体。 但是PoW链在短期内还会继续存在，所以矿工们会有足够的时间来思考未来要做什么。

至于项目方和其他以太坊生态参与者，在Eth2还没有得到充分验证的前提下，他们未必能够也不会有迁移的动力。

ETH 2.0 就在这里，但只是在这里。 这段漫长的旅程才刚刚开始。