以太坊2.0到底意味著什麼?

以太坊2.0

以太坊2.0經常被各大媒體提及,它代表著以太坊的未來。

沒有一個區塊鏈像以太坊一樣,歷經如此多的磨難。

作為絕大多數代幣和智能合約的發源地,以太坊對開發者和項目方有著不可言喻的魅力。

但以太坊還未真正成形,它需要跨越『寧靜』這一階段。

其實,『寧靜』起初計劃是執行一場硬分叉,但由於它比預期更要復雜,現在采取長期計劃緩緩轉換。

為什麼有ETH 2.0 ?

彩色資本《Chromatic Capital》認為,以太坊每秒隻能處理15筆交易,如果復雜的應用程序擴容,將是一筆很大的開銷,而Visa每秒能處理上千筆交易。

之所以『慢』是因為以太坊要維持去中心化。

依據設計,可以依靠超級節點,即『有足夠強大的服務器的共識節點』來處理每一筆交易。

這個解決方案很簡潔,以太坊可以維持原樣,隻需頻繁地並行客戶端處理進程。

但以太坊的開發人員拒絕了這一方案,主要因為它會犧牲去中心化與抗審查。

區塊鏈存在『不可能三角』問題:去中心化、可擴容與安全性,三者此消彼長。

而以太坊是所有『第二代區塊鏈』項目的基礎,例如IOTA,它聲稱能夠解決三難困境。

大多數嘗試解決三難困境的方案中,包括以太坊2.0,都是嘗試用另一種共識機制代替挖礦。

因此,Ethereum的老設計《頭等倉:這裡指PoW挖礦》或多或少被看作是失敗的。

按照彩色資本的說法,以太坊2.0是『一個完全不同的項目,采用從0到1的范式,就像區塊鏈支配鏈一樣』以太坊2.0不僅僅是一次升級,它還重塑了區塊鏈。

它的目的是使Ethereum更安全,可擴容到處理數千筆交易,提高編程功能,絲毫不影響去中心化。

以太坊2.0如何解決『不可能三角』問題?以太坊2.0主要通過三大技術,解決區塊鏈的『不可能三角』,分別是:分片技術、權益證明,以及新的虛擬機。

分片是一種跨多個服務器分割數據庫的技術,換言之,將數據庫劃分成不同分區。

就像一臺計算機的磁盤上有多個分區,有C盤D盤,但共處同一磁盤。

如此一來,區塊鏈被分割成數個部分,卻依然保持一致。

『分片』的安全性與整條區塊鏈相當。

權益證明指不再借助礦工來出塊,由Staker代替,即擁有一定ETH的節點。

這樣不僅節省電力,還可以快速確定交易的最終性,更大程度地保證驗證人的去中心化。

多年來,以太坊開發人員一直在研究一種快速確認交易,約束Staker遵守交易規則的共識機制。

轉換為PoS之後,以太坊可以在幾秒內確認交易的最終性,同時能阻止雙花攻擊。

新的虛擬機允許開發人員創建自己的執行環境。

這樣可以執行其他區塊鏈的規則,例如BTC或Zcash。

因此,Ethereum可以成為不同區塊鏈的通用結構。

這三大技術可謂強強聯合,目前,還沒有完全的分片功能的區塊鏈,PoS遭到許多人的質疑。

以太坊發揮先鋒精神,解決區塊鏈發展的幾大難題,從而創建一個消除中心障礙以及維持區塊鏈『不可能三角』』權衡的框架。

階段0:信標鏈

以太坊2.0的中心是信標鏈。

信標鏈最初可以協調多達64條分片鏈。

彩色資本將信標鏈描述為整個以太坊2.0網絡的『指揮和控制中心』。

信標鏈管理『Caspar權益證明』協議。

它記錄驗證人及其質押情況,隨機選擇區塊驗證人,並隨機給它們分配一個分片鏈。

信標鏈采用共識規則,對不誠實的驗證人執行制裁,並充當各個分片之間的鏈接樞紐。

權益證明投票,即以太坊2.0的驗證人用他們的代幣,在所謂的『證書』上投票。

一旦分片鏈的一個區塊收集到足夠的證書,分片鏈就會在信標鏈上接收到所謂的跨鏈鏈接。

從接收的那一刻起,區塊被最終確定,即意味區塊不能再被撤銷。

現在分片鏈上的區塊擁有了與信標鏈《即主鏈》同等的安全性。

作為回報,驗證人獲得ETH2——信標鏈上的原生幣。

長期來看,ETH2將取代ETH,沒有發行上限,從而保證區塊的長期安全。

信標鏈將於2020年第二季度或第三季度上線,即啟動階段0,屆時可以運行一個信標客戶端,用戶將自己的ether《ETH1》發送給信標鏈,在信標鏈上轉換為ETH2。

轉換隻能單向執行,因此ETH1是確實被銷毀的。

如果階段0成功了,即將存在兩個以太坊:eth1與eth2。

對於用戶而言,eth2沒有實際意義,因為還沒有分片鏈能鏈接eth2。

它隻是一副沒有肉身的骨架。

階段1:分片鏈

大概從2021年開始,第一批分片鏈將會投入使用。

這些分片鏈最初將存儲原始形式的數據。

它們無法根據某些共識規則處理數據,也無法顯示用戶地址餘額,僅僅用於測試分片鏈架構,或存儲數據,幫助dapp更好地擴展。

階段1的重心是信標鏈:信標鏈開始通過跨鏈鏈接引用分片鏈的狀態,確定最終狀態。

可以將信標鏈看作一條區塊鏈,而圍繞著信標鏈的分片鏈《目前還不具有功能》,持續不斷地與它交互。

在這一階段,以太坊將建立和運行一個新的權益證明系統,設置信標鏈作為各種數據鏈的控制中心,這是一項巨大的挑戰。

在這個階段,eth1鏈和eth2鏈將繼續並行工作。

從階段2開始,以太坊會讓人有點小激動了。

階段2:實現願景根據路線圖,在『實現ETH2的真正願景』階段:分片鏈開始處理交易,ETH2網絡支持運行真正的應用。

在後續階段,智能合約將在分片鏈上激活。

新的執行環境形成,分片鏈可以啟用自己的規則,例如應用比特幣、Zcash或ETH1等鏈的規則。

彩色資本這樣解釋道:

『就像ETH1從比特幣中跳脫出來,實現鏈上智能合約一樣,ETH將跳脫出ETH1,重新定義區塊鏈計算的本質』

階段2會結合所有鏈的功能。

以前純粹用作數據存儲的分片鏈,正在變為結構鏈,連接智能合約的狀態與共識過程。

開發者可以在一個分片上建立自己的DApp,Ethereum轉變為一個由信標鏈控制的多鏈系統。

階段2預計在2021年末或2022年初實現。

根據路線圖,階段2的許多環節,例如執行環境的概念,『仍然在深入研究和開發中』。

階段3-6

按照計劃,以太坊2.0將分6個階段推出。

然而,根據路線圖,從第3階段開始,『任何預測都隻是推測,計劃很可能會變化『。

在第3階段,ETH1可能會消亡。

但是,如果ETH1真的退出,ETH2取代ETH1,所有ether與用戶將逐步從eth1遷移到eth2,但現在還不確定。

Ethereum的Github-Wiki描述了仍然不確定的4個階段:階段3:輕客戶端狀態協議

客戶端變得極簡,以減少單個節點攜帶的Ethereum狀態大小,但沒有完全去掉狀態。

階段4:跨鏈發送交易

這是分片鏈跨鏈交易的方式。

階段5:與主鏈安全性緊密耦合階段6:指數級分片

分片中包含分片,單個分片鏈將成為未來分片的信標鏈。

階段中的更多具體信息尚未公開,如若公開,屆時將出現高度概括的論文,以及線上討論。

ETH2的具體形式尚未明確定義,因此保守估計,完成寧靜將需要4-5年。