以太坊2.0科普，由浅入深了解什么是ETH 2.0

链闻ChainNews 閱讀 369 2020-5-22 11:20

以太坊 2.0 是什么？

以太坊 2.0，也被称为 Eth2 或「宁静（Serenity）」，是以太坊区块链的下一次重大升级。以太坊 2.0 分多个「阶段」发布，从 2020 年的「阶段 0」开始。每个阶段会以不同方式改善以太坊的功能与性能。

有关以太坊 2.0 的更多信息
非技术性的介绍，请参阅

预测 ETH 2.0 在 2020

https://www.attestant.io/posts/anticipating-ethereum-2-in-2020/

Eth2 五大误读

https://medium.com/@trenton.v/eth2-misconceptions-top-5-6edafaeccac1

偏技术性的介绍：请参阅

以太坊 2.0 开发手册

https://notes.ethereum.org/@serenity/handbook

以太坊 2.0 介绍

https://hackmd.io/@benjaminion/eth2_info

以太坊 1.0 和以太坊 2.0 之间有什么区别？

以太坊 2.0 引入了以太坊 1.0 不具备的两个主要改进：权益证明（PoS）和分片链（Shard Chains）。

权益证明：目前以太坊 1.0 是基于一种工作量证明（PoW）的共识机制运行的。PoW 依靠物理算力（矿工）和电力（工作量），在区块链上生成区块。而权益证明（Proof of Stake，PoS）是一种升级，可以带来更高的安全性、可扩展性，并节省能源。PoS 不依靠物理矿工和电力，而是依赖验证人（虚拟矿工）和 ether 押金。请参阅下文「什么是权益证明」一节了解更多细节。

分片链：分片链是一种可扩展性的机制，能极大提升以太坊区块链的吞吐量。当前，由连续区块组成的单条区块链的确非常安全，并且信息易于证实。但是，由于需要每个完整节点处理和验证连续区块中的每一笔交易，快速处理交易的能力受到了制约——尤其是在主网活动频繁的时候。

分片链是一种将以太坊区块链「拆分」的机制，可以将数据处理的职责分配给多个节点。这样一来，交易就可以并行而不是连续地处理。每条分片链就像新添加了一条车道，将以太坊从单车道升级为多车道的高速公路。更多车道和并行处理会带来高得多的吞吐量。分片链有望在以太坊 2.0 的阶段 1 推出。

非技术性信息，请参阅
通往以太坊 2.0 的路线图

https://consensys.net/blog/blockchain-explained/the-roadmap-to-serenity-2/

以太坊 2.0 完全指南

https://medium.com/chainsafe-systems/ethereum-2-0-a-complete-guide-d46d8ac914ce

偏技术性介绍，请参阅
Proof of Stake FAQ

https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Proof-of-Stake-FAQ

Sharding FAQ

https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Sharding-FAQ

Vitalik Buterin 撰写的 Eth2 图景

https://twitter.com/vitalikbuterin/status/1240365047421054976

以太坊 2.0 的路线规划图是什么？以太坊 2.0 具体分哪几个阶段？

以太坊 2.0 计划至少分三个阶段推出：阶段 0、 1 和 2。阶段 0 计划 2020 年启动，阶段 1 和阶段 2 将在未来几年发布。

阶段 0：以太坊 2.0 的第一阶段，信标链（beacon chain）将会实施。信标链存储和管理验证人的登记信息，将为以太坊 2.0 实施 PoS 共识机制。以太坊原来的 PoW 链将会继续运行，与新的以太坊 PoS 链并肩前行，以确保数据的连续性不会被中断。

阶段 1：这是以太坊 2.0 的第二阶段，可能会在 2021 年推出。阶段 1 的主要提升是与分片链的整合。分片链是以太坊区块链的一种扩容机制，将之「拆分」成 64 条不同的链，允许并行交易、存储和处理信息。按最保守的估计，其吞吐量将是以太坊 1.0 的 64 倍，但其设计目标是让数据应对能力比以太坊 1.0 高出数百倍。

阶段 2：以太坊 2.0 的第三阶段，可能会在 2021 或 2022 年启动。与上述两个阶段相比，该阶段的定义不太明确，但会涉及添加 ether 帐户，启用转账和提款功能，实施跨片（cross-shard）的转账和合约调用，构建执行环境以便以太坊 2.0 上可构建可扩展的应用，还有将以太坊 1.0 链整合进以太坊 2.0，让 PoW 机制最终可以关闭。

在阶段 2 完成后，有计划进一步改进相关的研发工作。Vitalik 在 easy-to-digest diagram 一文中对某些改进提出了他的洞见。

有关以太坊 2.0 路线图的更多信息：

非技术性的评论，请参阅 The Beacon Chain Explainer You Need to Read

https://ethos.dev/beacon-chain/

偏技术性的评论：请参阅 Eth 2.0 Phases

https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/ethereum-2.0/eth-2.0-phases/

以太坊 2.0 完工时会发生哪些变化？会有哪些改进？

以太坊 2.0 主要会提升以太坊主网的可扩展性、吞吐量和安全性。以太坊 2.0 不会清除以太坊 1.0 链上的任何数据历史、交易记录和资产所有权。将成为以太坊 2.0 支柱的信标链，会完全支持现有的以太坊 1.0 链的功能，确保连续性。以太坊主力开发人员 Joseph Chow 提供了一个类比来帮助理解以太坊 1.0 和以太坊 2.0 的差别，他将之描述为一条路 vs. 一条高速公路。

要了解以太坊 1.0 和 2.0 之间的区别，更多信息可参见：

非技术性的评论，请参阅 ETH To ETH2: The Same Asset, Evolved

https://www.attestant.io/posts/eth-to-eth2/

偏技术性的评论：请参阅 Eth1 <-> eth2 Merge 和 The eth1 -> eth2 transition

https://ethresear.ch/t/alternative-proposal-for-early-eth1-eth2-merge/6666

https://ethresear.ch/t/the-eth1-eth2-transition/6265

现有的以太坊 1.0 链会发生什么变化？

目前的规划是：当阶段 1 启动时，现有的以太坊 1.0 链实际上将成为以太坊 2.0 上的第一个分片。届时以太坊 1.0 链会保持现状继续运行，并进行性能改善，使其最终能成为以太坊 2.0 的一个分片。

有关以太坊现有链的未来，更多信息如下：

非技术性的评论，请参阅 Eth1 to Eth 2 Transition Metaphor

https://twitter.com/JimmyRagosa/status/1189917753907535873?s=19

更偏技术性的评论：请参阅 Eth1 <-> eth2 Merge 和 The eth1 -> eth2 transition

https://ethresear.ch/t/alternative-proposal-for-early-eth1-eth2-merge/6666

https://ethresear.ch/t/the-eth1-eth2-transition/6265

以太坊 2.0 的发布日期是？

以太坊 2.0 的「阶段 0」将在 2020 年启动。「阶段 1」预计在 2021 年。「阶段 2」及更远的规划预计在 2021 年或以后。

有关以太坊 2.0 启动的更多信息：

非技术性的评论，请参阅 Anticipating Ethereum 2 In 2020

https://www.attestant.io/posts/anticipating-ethereum-2-in-2020/

更偏技术性的评论：请参阅 Ethereum 2020: A Roadmap & Outlook

https://ethos.dev/ethereum-2020-roadmap/

什么是权益证明？

权益证明（PoS）是以太坊 1.0 现有的工作量证明（PoW）共识模型的一次升级，可以带来更高的安全性和可扩展性。

PoS 是一种共识机制，依赖于验证人和质押的 ETH 来确保区块链上区块的连续性，它是分片的必经之路。验证人，是被选出来让区块链延续的人，他们将 32 个 ETH 存入（或者说「质押」）存款合约。基于连续运作，从所有验证人中随机产生一组验证人，他们将获得产出下一个区块的机会。一旦某位验证人成功验证了一个区块，他将获得一笔 ETH 奖励。如果某验证人试图破坏该区块链真实的连续性，其存款将被「罚没」（slashed），这意味着他将损失质押的 32 个 ETH 的部分或全部。

与 Pow 更抽象的损失电力成本相比，这一机制带来了更具加密经济特性的安全性。PoW 挖矿需要巨额的硬件投资和大量电力，而以太坊 2.0 的质押只需要一台家用笔记本电脑（有些软件客户端的目标是更轻量化，甚至可以在手机上运行），这就降低了参与共识过程的门槛，从而增加了网络的去中心化程度。PoS 将在以太坊 2.0 的「阶段 0」上线。

有关以太坊 2.0 启动的更多信息：

非技术性的评论，请参阅 Staking On Ethereum 2.0

https://www.youtube.com/watch?v=mnRfRF5vkwc

更偏技术层面的评论：请参阅 Proof of Stake FAQ 和 A Proof of Stake Design Philosophy

https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Proof-of-Stake-FAQ

https://medium.com/@VitalikButerin/a-proof-of-stake-design-philosophy-506585978d51

我能「买」以太坊 2.0 的 ether 吗 ?

不可能购买以太坊 2.0 的 ether，因为不会发行某种新的 ETH 代币。其实，用户可以将 ETH 存入以太坊 2.0 的存款合约。目前，这被规划为一种单向的、不可逆转的交易。

ETH 持币者有两种方式可以参与以太坊 2.0 的质押和获利。第一种，ETH 持币者可以运行自己的验证人节点，即在网络上质押 32 倍数的 ETH。运行自己的验证人节点，意味着你有责任验证和组织区块——如果不履行责任会面临 ETH 被罚没（参阅「质押奖励」FAQ）。ETH 持币者的另一种选择，是通过某个质押服务提供者来获得回报，或者以小额 ETH 加入一个质押池，在后一种情况下，任何人都可以质押自己力所能及的小额 ETH，并获得与其贡献比例对应的回报。

有关以太坊 2.0 质押问题的更多信息 :

与技术关联较低的评论，请参阅 Evaluating Staking Services

https://www.attestant.io/posts/evaluating-staking-services/

更偏重技术层面的评论：请参阅 Two-way Bridges Between Eth1 and Eth2

https://ethresear.ch/t/two-way-bridges-between-eth1-and-eth2/6286

怎样才能成为以太坊 2.0 的验证人？

从 PoW 到 PoS 的转变，将为 ETH 持币者创造一种独特的生财之道。ETH 持币者可以成为以太坊网络上的验证人，质押其 ETH，当成功验证和证明一个新区块后就可获得 ETH 奖励。

只要质押 32 个 ETH，就可成为以太坊 2.0 的验证人。这可以通过两种方式实现。你可以运行自己的验证节点，质押你的 ETH。第二种选择是使用某个质押服务提供者来质押你的 ETH。在以太坊 2.0 启动的数周或数月前，可能会出现一些质押服务提供商。他们会提供托管和非托管两种质押服务。

有关成为以太坊 2.0 验证人的更多信息：

与技术关联较低的评论，请参阅 What is Ethereum Staking 和 Evaluating Staking Services

https://ethstaking.io/what-is-ethereum-staking/

https://www.attestant.io/posts/evaluating-staking-services/

更偏重技术层面的评论：请参阅 Staking on Eth2 #0 和 Staking on Eth2 #1 [Incentives]

https://blog.ethereum.org/2019/11/27/validated-staking-on-eth2-0/

https://blog.ethereum.org/2020/01/13/validated-staking-on-eth2-1-incentives/

在以太坊 2.0 上质押如何获得回报？

作为以太坊 2.0 上的一名验证人，你可以从发起和证明该链的下一个区块的工作中获得 ETH 奖励。

奖励是根据 epoch 完成后的网络状态而动态计算的。网络级的奖励发放率是所抵押的 ETH 总量、验证人在线的平均百分比的函数。各个验证人的回报率取决于验证人运行的数量，以及验证人运行时间的百分比。

每个 epoch （384 秒〜6.5 分钟）中，扣除罚金后的奖励会发送给验证人。因此当你被随机选择为验证人时，你预期获得的奖励可能不同于你实际获得的奖励。请参阅 Ethereum 2.0 Calculator ，了解在以太坊 2.0 上进行质押所获得的奖励的各类型。

有关以太坊 2.0 奖励机制的更多信息 :

与技术关联较低的评论，请参阅 Ethereum 2.0 Validator Costs 和 Ethereum 2.0 Calculator

https://www.attestant.io/posts/exploring-ethereum-2-validator-costs/

https://docs.google.com/spreadsheets/d/15tmPOvOgi3wKxJw7KQJKoUe-uonbYR6HF7u83LR5Mj4/edit#gid=1548910165

在以太坊 2.0 质押 ETH 和成为一名验证人有什么风险？

出任验证人的一大好处是可以获得 ETH 奖励。不过，风险则是可能因为「罚没」机制而损失自己质押的 ETH。只要小心一点，这个风险几乎可以忽略不计。验证人损失资金的第一种可能情况是下线、没能正确履行相应职能。这会带来较小的惩罚：大致相当于你本该获得的奖励。

只要你参与了至少 50% 的时间，就不会失去你质押的资金。损失资金的另一种可能，是发布了有关该链的矛盾信息。在这种情况下，验证人将被罚没资金（slashed）并被踢出系统。罚没的金额在 1 ETH 到全部质押资金之间，具体取决于其他因素。人们很容易避免被罚没资金，除非验证人故意作恶，否则绝不应该发生这种惩罚。

关以太坊 2.0 奖励机制的更多信息：

与技术关联较低的评论，请参阅 Ethereum 2.0 Validator Costs

https://www.attestant.io/posts/exploring-ethereum-2-validator-costs/

更偏重技术层面的评论：请参阅 Staking on Eth2 #1 [Incentives]

https://blog.ethereum.org/2020/01/13/validated-staking-on-eth2-1-incentives/

在信标链上，我怎样会被选中提议和证明一个新区块？

在存款合约中登记你的 32 个 ETH 质押后，你的验证者人身份将被激活，信标链将不时向你指派任务。每 6.4 分钟（一个 epoch 一次），验证人将被征召去证明信标链上的区块，并从全体验证人中随机选取某些人，让他们定期提议区块。如果总共有 100,000 名验证人，那么，平均每两周一次，作为验证人的你将被要求来提议一个新区块。这个过程完全是自动的，全部由验证人软件来操作。

有关信标链中证明区块的更多信息：

与技术关联较低的评论，请参阅 Ethereum 2.0 Validator Costs

https://www.attestant.io/posts/exploring-ethereum-2-validator-costs/

更偏重技术层面的评论：请参阅 Staking on Eth2 #1 [Incentives]

https://blog.ethereum.org/2020/01/13/validated-staking-on-eth2-1-incentives/

信标链的启动需要多少 ETH？

信标链的启动至少需要 16,384 个验证人，这意味着质押总量为 524,288 ETH。只有当信标链达到创世门槛，才会开始分配质押奖励。

有关信标链中证明区块的更多信息，请参阅：The Annotated Specification

https://benjaminion.xyz/eth2-annotated-spec/phase0/beacon-chain/configuration/#min_genesis_active_validator_count

我现在持有的 ETH 会受怎样的影响？

对于你目前持有的 ETH ，无需进行任何特别的操作。它们在以太坊 1.0 链上依然可以继续使用。在某个时间节点，以太坊 1.0 链会变成以太坊 2.0 的一部分，你的 ETH 将会一如既往的发挥功能，你无需做任何事情。

想要参与质押的人，可以通过将 ETH 存入以太坊 1.0 链上的验证人存款合约，就可成为以太坊 2.0 信标链上的一名验证人。存入的 ETH 会变成以太坊 2.0 信标链上的一个验证人账户余额。此过程是不可逆转的。在「阶段 0 」，转账功能不可用，因此，验证人将不得不等待，直到「阶段 2」，即提取到某个特定分片的功能实现时，到那时候，你的 ETH 质押和积累的奖励，才在以太坊 2.0 中完全可用。

有关 ETH 的更多信息：

与技术关联较低的评论，请参阅 ETH To ETH2: The Same Asset, Evolved

https://www.attestant.io/posts/eth-to-eth2/

更偏重技术层面的评论：请参阅 Ethereum 2.0 Economics

https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/ethereum-2.0/eth-2.0-economics/

谁在开发以太坊 2.0？

有几百人！这项工作的大部分是以太坊基金会的研究团队在领导和协调，但其他很多研究和实施团队也做出了实质性贡献。主要工作在于协作，以定义以太坊 2.0 的具体指标，这些指标在以太坊基金会 GitHub 页面上维护。七支独立团队正在以不同的编程语言、针对不同的用例而搭建以太坊 2.0 客户端，并不断就设计和具体细节给予反馈。

有关以太坊 2.0 开发者的更多信息 :

与技术关联较低的评论，请参阅 Eth2 for Dummies 和 The Ethereum Bazaar Model

https://medium.com/@chromaticcapital/eth2-for-dummies-11ff9b11509f

https://www.coindesk.com/ethereums-bazaar-development-model-will-pay-off-in-2020

更偏重技术层面的评论：请参阅 The Ethereum 2.0 Github

https://github.com/ethereum/eth2.0-specs

Vitalik 对当前以太坊 2.0 的进度怎么看？

Vitalik 不久前对以太坊 2.0 的进展和路线图发了推文，请参阅他的想法：the next 5-10 years of Ethereum。

https://twitter.com/vitalikbuterin/status/1240365047421054976

我在哪里能了解有关以太坊 2.0 的更多信息？

对于有兴趣关注以太坊 2.0 开发最新进度的人，技术和非技术方面都有海量的资源可供查阅。

可作为入门资源的一个档案库是（ConsenSys 协议工程部门 PegaSys 成员） Ben Edgington 在 HackMD 上的 Ethereum 2.0 Info 资料库。Ben 收集的信息包括以太坊 2.0、其发展阶段及路线图的入门级、中级和深度解释。

https://hackmd.io/e4cNiocFTiS67j6yJ_XHPw?view

要想及时了解以太坊 2.0 的进展，这些资源也是不错的选择：What’s New in Eth2， EthResear.ch 和 EthHub

https://eth2.news/

https://ethresear.ch/

https://ethhub.io/

以太坊区块链有怎样的升级历史 ?

以太坊自 2015 年 7 月主网公开发布（称为 Homestead）以来，经历了四次有计划的升级。四次升级依次为：家园（Homestead）（2016 年 3 月）、大都会拜占庭（Metropolis Byzantium）（2017 年 10 月）、大都会君士坦丁堡（Metropolis Constantinople）（2019 年 2 月），以及伊斯坦布尔（Istanbul ）（2019 年 12 月）。这些升级逐步提升了以太坊 1.0 链的性能，并为以太坊 2.0 搭建好舞台。

有关以太坊 2.0 开发者的更多信息，请参阅 A Short History of Ethereum

https://consensys.net/blog/blockchain-explained/a-short-history-of-ethereum/