以太坊2.0来袭，这些知识点你需要知道

以太坊是迄今为止第二大加密货币，仅次于比特币。即便如此，它仍然一直受到可扩展性问题的困扰——每秒只能处理15个事务。

如果一切按计划进行，这个问题和其他问题在未来3年即将结束，以太坊将会发生翻天覆地的改变。这一改变将影响以太坊区块链的所有层。

本文将分解以太坊的主要升级组件，并解释其路线图，Ethereum Serenity正在区块链领域掀起波澜。

以太坊2.0是什么，由什么组成?

这一升级的概念是由Vitalik Buterin在2018年提出的，但是ConsenSys于2019年5月正式公布了路线图。它由一些较小的升级组成，这些升级将在3年的时间内进行，从而产生一个全新的体系结构。

Ethereum 2.0整体架构

该架构将分为4个主要组件:

PoW主链:这是我们所知道的现有的以太坊区块链。它将一如既往地继续使用。

信标链:该链目前正在开发中，将是Ethereum 2.0中的第一个新组件。这是协调层，将使用Casper 共识 (PoS)。目前，共识协议使用“矿工”。在Casper下，这些将被验证器替换。任何验证器都必须通过在验证器主合约(VMC)中存储固定数量的ETH来提交一些提案。此合约将存储在主链上，并由信标链定期检查，以添加任何新的验证器。验证器将在随机组中执行，并分配给特定的分片。此外，每个小组将定期进行重组，以确保最大限度地减少共谋风险，例如51％的攻击。

分片链:这是信标链之后要释放的下一个组件。这是处理可伸缩性问题的特定组件。每个分片将执行智能合约并存储数据。基本上，每个碎片将执行类似于侧链结构。最初，在测试和确认基础设施和安全性之前，这些分片不会执行事务。所有的以太坊地址、账户余额和智能合约数据都将被划分到这些分片中。当一个事务被发送到网络时，它将被放置到包含签署该事务地址的分片中。然后它将被执行，分配给该分片的验证器将在下一个块中包含它。因此，并非所有验证器都需要确认事务，从而大大提高了确认速度。

VM(s):这一层是Ethereum 2.0升级中包含的最后一个主要组件。这将为执行智能合约和事务提供支持。

以太坊Serenity的路线图

在Serenity发布之前，以太坊必须先完成一系列硬分叉中的最后一个。2015年以来，我们看到了一系列的升级——Frontier(2015)、Homestead(2016)、拜占庭(2017)和君士坦丁堡(2019)。最后一个分叉伊斯坦布尔计划于2019年10月建成。

伊斯坦布尔

这个硬分叉计划将于2019年10月推出，目前包括30个拟议的EIP，包括备受争议且众所周知的EIP 1057 [ProgPoW]。这个EIP已经成为以太坊社区的一个热门话题，并受到了很多争论。它本质上是为了消除asic相对于其他挖掘硬件的优势而设计的。

这些方法有两个主要问题，首先，它们长期以来效率低下，因为它们不能用于任何其他算法，而且如果哈希值被更改(比如Ethereum的计划)，它们很容易过时。第二个问题是，它们的成本相当高，有时很难获得，从而导致网络比预期的更加集中。

ProgPoW仍然允许使用ASIC，但是会消除ASIC3在性能上的优势，从而导致它们比通用gpu的成本效益更低。

以太坊2.0阶段结构

一旦该网络准备好启动Serenity，将执行4个阶段中的第一个阶段:

阶段0:信标链——2019

这一阶段我们将看到信标链的推出，这是将负责监督和组织验证器网络的Stake区块链证明。这将与现有的PoW区块链一起运行，确保链的连续性不会受到破坏。

信标链最初将有3个主要职责:

管理股权证明机制

利害关系的证明是一种共识机制，在这种机制中，网络利害关系(而不是耗费精力开采)是为了继续确定存在的块。

交联处理

交叉链接是Beachon Chain可以确定和确保碎片链状态的主要方式。分片链将在第1阶段发布，因此此更新正在准备阶段1。

直接共识和最终结果

信标链通过PoS和(以前称为)Casper FFG提供最终结果。PoS规定，2/3的验证者必须将ETH押到下一个区块，这意味着对潜在的恶意参与者来说，财务激励的风险要大得多。

他们解释说，建立信标链的想法来自另一个区块链项目Dfinity采用的协商一致协议:

“名称信标链起源于‘随机信标’的概念——比如NIST的概念——它为系统的其余部分提供了随机性的来源，而随机信标的概念被Dfinity在区块链背景中采用。”

第一阶段:分片链——2020

Serenity的分片结构将跨多个节点分担数据库的数据处理任务。这允许并行处理多个事务，通过多个分片存储和处理信息。这是对当前Ethereum区块链的明显改进，后者要求每个节点在一个线性流程中处理和验证每个事务。

在此阶段，重点将放在分片的最终性和共识上，而不是分片功能的完整发布，因此可以将其视为“测试运行”。

块时间:16秒

验证器抵押:32 ETH

每个分片的验证器:128

支持的分片数量:1024

验证程序的最小退出通知:97天

第二阶段:eWASM——2020/2021

这个阶段将包括引入一个新的虚拟机。新的ethereum - flavor Web Assembly (eWASM)将取代目前的EVM。这一阶段还将看到分片链的进化是完全功能的，允许以太坊网络的扩展。

随着eWASM的发布，理论上ethereum区块链将允许用任何语言编写的智能合约在其上执行。目前，只有以团结工具为基础编写的智能合约才受到支持。

第三阶段:持续改进——2022

在第二阶段之后，以太坊的时间表开始变得不那么具体。有一点是肯定的——开发人员将继续致力于解决紧迫问题和改进协议，以满足区块链技术不断增长的需求。正在讨论的改进包括:轻客户机状态协议、与主链安全性的耦合以及超二次或指数分片。

以太坊原始区块链还没有停止

需要注意的是，在0-2阶段，当前的PoW以太坊区块链仍将完全正常工作。它将沿着信标链运行。在这些阶段结束时，将重新评估原始链是否已经“计算上”过时。在此过程中，原链仍将得到改进和升级。

一切按计划进行吗?

根据去年末的一份声明，预计第0阶段最早将于2018年底完成:

在编写本文时，技术规范声明自己已经完成了60%，并且还有一个相当粗糙的待办事项列表。尽管如此，有迹象表明，规范应该在今年年底前合理地完成，或许到2019年第一季度末，我们将运行一个多客户信标链测试网。”

目前还不清楚他们的计划执行得有多远，但更新后的时间表现在表明，将在2019年的某个时候。

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