全面解读以太坊 2.0，以太坊 2.0 快来了吗？

早在 2015 年，以太坊首次面世以来，便一直朝着一个目标在前进——成为世界级计算机。虽然以现在的以太坊的现状来看，离这个目标还有不小的距离，社区还有非常多的工作要做。

但为了达到这个目标，在以太坊发布时，V 神 为其规划了一个四阶段的长期路线。其中第三个阶段也就是当前阶段——大都会。而最后一个阶段，也是人们最为期待的阶段，被称作以太坊2.0或宁静（Serenity）。

V 神在布拉格以太坊开发者会议上表示，以太坊 2.0 可以将以太坊网络处理交易的能力提高 1000 倍。并且会完全改变以太坊的共识机制、网络底层协议等等。等到以太坊 2.0 正式全部交付，以太坊才算是做好了朝“世界级计算机”迈向的准备。

其实现在已经有不少介绍以太坊 2.0 的文章，但文章中大多设计非常大篇幅的技术内容，读起来相对比较生涩。所以这篇文章我会尽可能用大白话来带大家了解 2.0 是什么，会更新什么，更新后会有哪些变化。

ETH 2.0 是什么？

首先要先明确一点，以太坊 2.0 并不能算对现有以太坊网络的升级。而是会另外重新构建一个以太坊架构。并且整个更新计划会持续很多年，在更新迭代的时候，以太坊 1.0 和 2.0 会同时并行。

两大的升级：

1. 将共识机制由 PoW 转向 PoS。

V 神 认为 ：PoW 早期是民主的，只要有计算机就拥有投票权，但随着参与的人越来越多、数字货币越来越有价值。PoW 会越来越浪费资源，并且影响效率。

以太坊转向 2.0 后，矿工如果希望参与挖矿，就不再需要矿机，只要持有代币就可以参与挖矿获得收益（ Staking 质押经济）。

PoS 的算法有多种多样，而以太坊 2.0 将会采用 V 神 在 2017 年发布的 Casper FFG。

如果你想详细了解 Casper FFG 可以查看： 科普 | Casper FFG：以实现权益证明为目标的共识协议

2.分片的落地。

在现 PoW 的共识机制下，以太坊只有一条主链。而 V 神 规划的以太坊 2.0 将会拥有一条信标链和 1024 条分片链。（V 神关于以太坊 2.0 的第五篇博文里，建议在发布时将 1024 条分片减少至 64 条。）

分片的落地会极大程度提高以太坊交易的速度和吞吐量，实现以太坊扩容。

以太坊 2.0 路线图

ETH 2.0 被绘制了七个不同的阶段 ，这需要非常多年才能够达成。目前除了阶段 0 以外，其他仍处于研究中, 都没有明确的技术规格。

在开发人员可以在以太坊 2.0 上实际构建之前, 需要完成前三个阶段。我们接下来就简单说说这三个阶段。

以太坊 2.0 整体架构图 源自： Hsiao-Wei Wang

阶段 0：发布无分片的信标链

这个阶段主要目的是为了打下第一个基础——以太坊2.0的新核心链“信标链”。

信标链会正式开始采用 PoS 的共识机制。和现有链不同在于，信标链没有数据，它并不会储存状态信息、Dapps 等任何信息。以往区块链上会储存的信息我们都不会在信标链上看到。

信标链的主要职责是管理其本身和所有分片链的权益证明协议。

想了解更多信标链的信息可以查看： 以太坊状态协议2状态：信标链

目前阶段 0 处于开发和测试的阶段，预计会在 2019 年第一季度发布。目前主流媒体说的“以太坊 2.0 即将到来”基本说的就是这个阶段，信标链的发布。

但是，在这个阶段发布的信标链不包括分片链，也就是说明不支持 Dapps、资产转移等操作。这个阶段就是为后续打基础用的。

阶段 1：实现分片

这个阶段开始，会在信标链的基础上加入分片链。

如果说信标链就像是海上的信标塔的话，分片就像是船只。所有的分片都通过信标进行通信，所有的节点都通过信标进行通信并协作。

分片你可以理解为拆分数据的过程，每个分片仅需要承担数据的一小部分。这意味着以太坊 2.0 后，节点之间拆分状态信息，而不需要任何节点掌握网络全貌。分片方式 源自： MongoDB的分片简介

不过阶段 1 更类似于对分片结构的测试，而不是直接利用分片来对信标链进行扩展。因为这个阶段分片链只当作资料链，没有什么意义。这个时候以太坊 1.0 和以太坊 2.0 会同时存在，并且在以太坊 2.0 链上进行测试、迁移。

阶段 2：执行层

在阶段 2 中，以太坊 2.0 升级的重要功能将被聚合起来。

随着新虚拟机 eWASM 的引入，分片链将正式演变为功能完整的交易链，从而担当起以太坊网络扩容的重任。并重新引入智能合约。

等这个阶段交付，以太坊 2.0 才算是真的要到来了。

如果你想了解更多新虚拟机 eWASM 的内容可以查看： 以太坊 2.0 新虚拟机 eWASM 指南：三大优势全面吊打EVM

后续阶段

仍处于讨论阶段的后续阶段还包括：轻客户端状态协议、主链安全性耦合以及指数性分片等等。

阶段 2 之后，以太坊 2.0 的发展时间线就没那么清晰了。没有技术规范，更像是一个假设的目标，随时有可能被迭代或是推翻。所以后续阶段这是暂时不讨论了。

相关问题

升级以太坊 2.0 有什么意义？

文章开头，提到以太坊面世以来，目标是成为世界级计算机，希望将区块链技术的应用范围拓展到传统行业中。

但是当前以太坊网络面临很大的问题。以太坊网络支持数百个去中心化应用程序，每秒都需要处理大量交易。随着以太坊使用的增多，交易吞吐量不足，状态的大小也成为部分节点的负担。

再一个，以太坊网络每秒只能处理约 10-50 笔交易，而 PayPal、Visa 等中心化网络每秒通常能完成 193 笔交易和 1,667 笔交易，Visa 的最大容量接近 2.4 万笔。

如果以太坊希望大规模应用，提升网络的扩容性是必须解决的问题。这也是以太坊 2.0 开发的核心。

以太坊 2.0 快来了吗？

那，以太坊 2.0 是不是快来了？

实话告诉你，还真没那么快。虽然以太坊 2.0 一直有所进展，但各个阶段确切的交付时间并没有明确公开。等到完全交付完成，最少需要等待 2 年以上。

并且，在 12 月 10 日，以太坊官方博客更新了一篇文章： ETH 1.x：快速同步

我们的故事始于核心开发人员意识到以太坊路线图的最后阶段“ Serenity”不会像最初希望的那样准备就绪。在全面推出“以太坊 2.0”之前可能需要很多年，当前链需要进行更改以确保在交付全面协议升级之前不会使以太坊无法运行的更大问题。因此，“以太坊 1. /x/ ”（对以太坊 (1.0) 的较小的增量升级）的研究诞生了，其任务是将链条的寿命至少延长 3-5 年，然后才能更显着地升级到 Serenity。 （第 2.0 版）到货。

文章表示全面推出以太坊 2.0 还需要很长时间，在这之前，团队会针对储存成本、区块大小、交易吞吐量、状态规模、网络性能等问题，对以太坊 1.x 进行升级，延长原链的使用寿命 3-5，确保在以太坊 2.0 到来后可以顺利过渡。

这样看来，完全迁移到以太坊 2.0 还有不少路要走。

以太坊 1.0 与 2.0 的过渡阶段，对普通用户有什么影响？需要操作什么？

据 V 神所言，虽然全部完成 2.0 交付的时间长达几年，但真正上过渡到以太坊 2.0 仅需要 6 个小时。过渡的时候以太坊会正常工作但是不能提取资金，直至过渡完成。

对于普通用户来说，整个过程在后台完成，并不会用什么影响，一觉醒来更新或许已经结束。

如果你想了解迁移相关，可以查看： ETH 将如何迁移至以太坊2.0中？将带来怎样的影响？

以太坊 2.0 相比 1.0 会有哪些变化？对普通用户的体验会有什么不同？

1、共识机制由 PoW 升级为 PoS，迎来新的挖矿模型，用户可以通过质押 32 个 BETH （以太坊 2.0 的新代币）成为以太坊的验证人，获得记账奖励。

2、以太坊的性能和可扩展性大幅提升。目前以太坊 TPS 大概 10-50 左右，而以太坊 2.0 的吞吐量可能会百倍千倍的提升。不用再担心网络拥堵，转账过慢。

3、以太坊将用 eWASM 代替 EVM，不了解 eWASM 没有关系，只需要知道这个变化会提升智能合约的兼容性和执行效率。

综上这些变化，对于普通用户来说，最直接的不同就是，以太坊更好用了，转账速度快，智能合约也更好用了。除此之外，其他变化并不会特别明显。

以太坊 2.0 的到来对于矿工会有什么影响？

上面说到，以太坊 2.0 将从 PoW 转向 PoS，不再使用工作量证明后，以太坊上便不再需要矿机来争夺算力进行挖矿了。挖矿门槛降低，验证节点增多，挖矿收益率可能会减少。

如果矿工希望继续在以太坊 2.0 上挖矿，可以通过质押 BETH 成为验证人的方式参与，门槛是 32 个 BETH。如果矿工希望大规模挖矿，只需要尽可能增加抵押量。

以太坊 2.0，普通用户来如何参与挖矿，成为验证节点？

普通用户参与以太坊的 PoS 生态门槛就是 32 个 ETH。质押 32 个 ETH 就可以做节点。

目前看来，以太坊 PoS 对普通用户还是比较友好，相信等正式上线后，也会出现一些第三方金融机构，帮助小额用户抵押分红、减少锁仓期等等各种玩法供用户参与。

有以太坊中文社区爱好者根据已有信息对简单制作了一个收益表，供参考。

以太坊 2.0 的 PoS 共识机制够安全吗？

当然足够安全。在以太坊 2.0 中有一个很大的验证者池，里面的验证者会轮流随机组成委员（协议活动需要每位委员的签名，例如检查数据可用性和投票确定区块）

验证者越多，攻击者作恶的概率会越小。抽到作恶者为委员会的概率也会变小。就算如果真的出现了有人作恶情况，作恶的验证者会被惩罚，罚走质押的所有代币，这个规则增加了作恶的成本。

在以太坊 2.0 中，如果委员会里出现了一个攻击者，那么他需要掌控委员会中 2/3 的权益才能造成严重伤害。目前，委员会的总人数下限为 128，从上千人组成的验证者池中选举产生，即使攻击者成功控制了验证者池中 1/3 的人，攻击成功的概率也只有万亿分之一不到。

Polkadot 是以太坊的朋友还是敌人？

这个问题直接引用 V 神的回答：

Vitalik：“Polkadot 的路线与以太坊大不相同。Polkadot 更倾向于治理、多链互通；而以太坊则聚焦于链上应用。有些应用可能在以太坊上行得通，而在 Polkadot 上不行，反之亦然。因此我认为两者之间聚焦的问题不同。”

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编译者/作者：大神财神

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