DeFi之道丨一文圖解以太坊2.0，期待已久的以太坊 2.0 到底是什麼？

那麼期待已久的以太坊 2.0 到底是什麼？ 什麼是權益證明（PoS）、信標鏈（Beacon Chain）、分片（Sharding）和對接（Docking）？ 他們推出的不同階段是什麼？ 您將在本文中找到這些問題的答案。

概述

讓我們首先概述一下以太坊 2.0 是什麼以及為什麼首先需要它。

以太坊 2.0 又名 Eth2 是對以太坊網絡的一組互連升級，旨在使以太坊更具可擴展性、更安全和更可持續。 這些變化由以太坊生態系統中的多個不同團隊負責，每個團隊都專註於構建整個升級的特定部分。

現在，讓我們快速瀏覽一下 Eth2 的所有主要目標。

可擴展性

當前的以太坊網絡每秒支持大約 15 筆交易。在引入數百萬新用戶和啟動更多去中心化應用程序時，這成為一個限制因素。為了使以太坊更具可擴展性，Eth2 旨在支持每秒 1000 次交易。一個重要的警告——每秒交易量的增加不應以增加網絡中節點的大小為代價。

安全

去中心化網絡的安全性始終是首要任務之一。 Eth2 旨在提高網絡對所有形式攻擊的安全性，包括“51% 攻擊”，有人可以通過控制大部分網絡來強制實施欺詐性更改。

可持續性

當前以太坊網絡使用的眾所周知的基於工作量證明的共識模型，需要大量的計算能力和能源。 Eth2 旨在通過用權益證明取代能源密集型的工作證明，使以太坊對環境更有利。

最初，實現這些目標所需的一系列更改稱為“寧靜（Serenity）”，但現在大多數人將其稱為 Ethereum 2.0 或 Eth2。

有趣的是，所有這些目標幾乎都在以太坊路線圖中，甚至在網絡正式啟動之前就已經討論過。

讓我們從最大的變化之一開始——共識模型從工作量證明（PoW）轉變為權益證明（PoS）。

權益證明（PoS）

當前的以太坊共識模型——工作量證明（PoW）——是一種眾所周知且經過實戰檢驗的構建加密貨幣的方法。

在工作量證明中，礦工投資他們的資源（主要是電力）來驗證交易並保護網絡。該模型需要大量能源才能正常工作並保護網絡免受“51% 攻擊”。

權益證明試圖通過完全擺脫礦工來解決能源消耗問題。與通過投資資源來保護網絡安全的機器不同，權益證明共識模型依賴於經濟激勵。

在權益證明中，想要保護網絡安全的用戶可以質押他們的 ETH 並成為驗證者。每個驗證者都被激勵通過接收區塊獎勵和交易費用來驗證交易，類似於工作量證明中的礦工。

為了阻止驗證者試圖玩弄系統並驗證欺詐性交易，權益證明系統實施了一種稱為“削減”的機制，如果驗證者決定不誠實地行事，他們將失去部分抵押的 ETH。

為了在權益證明系統中成功實施“51% 攻擊”，攻擊者必須控制 51% 的驗證者，這將需要擁有所有抵押 ETH 的 51%——這是大量資金。

要成為 Eth2 驗證者之一，需要 32 ETH。也可以通過使用Staking池（例如 Rocketpool）以少於 32 個 ETH 進行權益質押。

驗證者的回報取決於系統中質押的 ETH 數量。如果質押的 ETH 少於 100 萬，則每年可高達 18% 以上，如果系統中的 ETH 超過 1 億，則可低至 1.81%，甚至更低。

權益證明解決了 Eth2 的所有 3 個目標。 通過消除能源密集型礦工，它使以太坊更具可持續性。 它通過使“51% 攻擊”更加困難來使其更加安全。 它通過解鎖在工作量證明模型中更難實現的分片使其更具可擴展性，因為工作量證明很可能會稀釋多個分片的計算能力。

這實際上是一個很好的分片方法。

分片

分片的概念並不是 Eth2 升級所特有的。 它實際上是計算機科學中的一個常見過程，它允許將數據庫拆分為多個實例，每個實例包含整個數據集的一部分。 每個實例都稱為“分片”。

談到 Eth2，每個“分片”基本上都是一個單獨的新鏈。最初，將有 64 個。這直接解決了以太坊的可擴展性問題，因為分片將允許分散網絡負載。

最重要的是，每個以太坊節點只需要運行一個分片。這意味着僅存儲一小部分數據，並且無需強大的硬件就可以更輕鬆地運行節點。使節點更容易運行應該會導致更多的網絡參與者，這意味着更多的去中心化和更高的安全性。

最初，分片只會提供額外的數據。分片鏈將無法處理交易或智能合約。

在這一點上，你可能會問這個問題。那麼分片如何在不處理交易或智能合約的情況下提高可擴展性？

由於第 2 層擴展——特別是Rollup，提高可擴展性將成為可能。 Rollup 允許在鏈下捆綁交易（和智能合約執行），生成加密證明並將其提交給鏈。這個過程只需要一個數據分片來存儲證明，這意味着它可以與分片的初始版本一起使用。

您可以在此處了解有關第 2 層擴展和Rollup的更多信息。

這還不是結束。儘管數據分片和Rollup的混合應該使以太坊能夠每秒處理超過 100,000 筆交易，但還有另一個改進之處。有可能以與當前以太坊鏈相同的方式升級分片並使它們完全可執行。是否需要這種改進還有待觀察，具體取決於數據分片和匯總解決方案的流行程度。

還需要提到的是，在數據分片模型中，當前的以太坊鏈成為分片之一。這是唯一能夠處理交易和智能合約的分片。

信標鏈

信標鏈是下一個需要掌握的重要概念，以充分理解 Eth2 升級。

信標鏈負責通過隨機分配質押者來驗證不同的分片來協調基於權益證明的系統。隨機性很重要，因為它可以防止利益相關者串通並接管分片。

信標鏈基本上創建了一個新的權益證明網絡，該網絡與當前的以太坊鏈并行運行。啟動它是 Eth2 路線圖中的第一件事。

最初，驗證者將向信標鏈添加新區塊，但他們不會驗證當前的以太坊主網交易。一旦當前鏈成為 Eth2 分片之一，這將是可能的。

對接（Docking）

這將我們帶到了整個 Eth2 難題的最後一塊——對接。

對接是當前以太坊鏈成為 Eth2 權益證明系統中的分片之一的過程。

這個過程也將標誌着我們今天所知的以太坊工作量證明的結束以及向新的權益證明模型的全面過渡。

對接將使運行智能合約的能力進入權益證明系統。最重要的是，它將提供以太坊的完整歷史和當前狀態，讓所有 ETH 持有者和用戶都能順利過渡。

多個階段

讓我們看看我們剛剛討論的所有概念如何適應 Eth2 時間線。整個開發過程分為多個階段。

階段 0 是交付 Eth2 的第一階段，重點是啟動信標鏈。為此，必須達到 16,384 個驗證者的閾值。 11 月 24 日達到了所需的驗證器數量，這使得第 0 階段在最早的日期（2020 年 12 月 1 日）完成了啟動。

下一階段，階段 1 側重於分片，或者更具體地說——我們之前描述的數據分片。

一旦建立了第 1 階段，接下來是第 1.5 階段，重點是對接——使當前的以太坊鏈成為 Eth2 中的分片之一。看起來，第 1 階段和第 1.5 階段最早將在 2021 年交付。

達到階段 1.5 后，有兩種可能的情況。數據分片和匯總的組合就足夠了，不需要進一步的階段。或者可能仍然需要完整的分片解決方案，這將使我們進入最後階段，即階段 2。在階段 1.5 成功完成後，這還有待觀察。

概括

還值得一提的是，儘管在當前的以太坊鏈上，初始階段 0 並沒有太大變化。它可能仍然具有一些潛在的重大經濟影響。這是因為發送給 Eth2 驗證者的 ETH 被鎖定並且在階段 1.5 完成之前無法撤回，這意味着當前系統中流通的 ETH 會減少。

談到 DeFi，看起來大多數活動將集中在可執行分片或一種第 2 層Rollup解決方案上——至少在最初是這樣。 這是因為 DeFi 充分利用了智能合約的可組合性和擁有更複雜的交易，因此擁有不同的 DeFi 協議但無法輕鬆相互通信並沒有多大意義。

那麼你如何看待 Eth2？ 你認為它最終會讓其他智能合約區塊鏈（又名“以太坊殺手”）變得無關緊要嗎？

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