什么是以太坊2.0？

以太坊2.0，有时称为Eth2或Serenity，是对以太坊区块链的升级。其目标是在不损害安全性或去中心化的情况下，提高以太坊网络的速度、效率和可扩展性。在这方面，它试图克服所谓的“区块链三难困境”（普遍认为在去中心化、安全性和可扩展性方面，区块链网络只能同时优化其中两个特性）。

以太坊2.0在以太坊的结构和设计上整合了几个根本性的变化，包括技术和经济方面。两个关键的变化是转向“权益证明”和增加“分片”。

什么是权益证明？

权益证明是一种共识机制，区块链网络通过它来实现分布式共识。在权益证明共识机制中，参与者通过质押加密资产（质押是指通过发送到特定智能合约来“锁定”资产）被随机选为验证者，以提出新的区块并获得奖励。验证者承担了在工作量证明系统中矿工的角色。违反协议规则的参与者将部分或全部失去其质押的资产。这种奖惩机制旨在激励参与者根据协议规则验证和排序区块中的交易。

权益证明的优点是什么？

在以太坊社区中，向权益证明转变的常被引用的优点如下：

提高能源效率。由于权益证明不需要参与者将处理能力用于工作量证明的哈希算法，因此能耗显著降低。估计以太坊2.0的能耗将不到工作量证明以太坊的1%。

通过支持“分片链”提高扩展能力。分片链增加了交易吞吐量，使网络能够同时创建多个区块。在工作量证明系统中，分片降低了每个网络部分所需的哈希能力（从而降低了整个网络的安全性），但在权益证明系统中并不存在这个问题。换句话说，向权益证明的转变是实现分片所必需的，而分片可能是一种有效的扩展技术。

增加去中心化。由于权益证明消除了由哈希能力驱动的挖矿需求，大型和资本密集型的矿场不再需要。这在理论上应降低验证者的进入门槛，减少中心化的风险。此外，由于大量分片链的存在，全面向以太坊2.0的转变需要大量验证者（超过16,000）。有人认为，这样大量的验证者将使网络不易受到特殊利益的操控。

权益证明的缺点是什么？

较少经过验证。虽然工作量证明在比特币中已经过十多年以及在以太坊自2015年起的测试，权益证明的记录相对较少。虽然权益证明已在许多公共区块链中使用且没有问题，但其在以太坊中实施的相对高复杂性意味着可能存在尚未知晓的攻击途径或漏洞。

富者愈富。一个对以太坊中权益证明的常见批评是，由于挖矿基本上没有成本，并且质押的ETH越多，获得的奖励越多，因此那些已经拥有最多资本的人将继续积累更多资本。相比之下，尽管比特币挖矿是一个高度资本密集的活动，但利润率很窄。这意味着大多数矿工挖到的比特币必须出售以覆盖挖矿成本--通过出售，矿工将大部分新铸造的比特币（和费用）分配给更广泛的参与者，从而广泛分发新的比特币。

什么是分片？

分片是一种旨在显著提高区块链网络效率和容量的扩展技术。它涉及将网络的整个状态分割为多个较小且可管理的部分，称为“分片”。每个分片几乎像一个独立的区块链，拥有自己的一套账户余额和智能合约。然而，与完全独立的区块链不同，分片通过主链或一个确保整个网络安全和数据一致性的层进行沟通和协调。

在以太坊2.0的背景下，分片旨在通过将数据处理责任分配给多个分片来解决扩展性问题。每个分片将能够独立处理交易和智能合约，从而增加网络的整体容量。以太坊2.0中分片的初始实现预计将主要集中在提高数据可用性上，这反过来将通过允许层2解决方案引用分片链上存储的数据来增强其可扩展性。

验证者将在分片以太坊网络的安全和运行中发挥关键作用。他们将被随机分配到不同的分片，确保没有单个分片被特定的验证者组过度影响或控制。这种随机分配有助于通过使网络更能抵御协调攻击或操控来增强其安全性。

随着以太坊的不断发展，分片及其实施的具体细节可能会被完善。

Eth 2.0 时间线

向Eth 2.0的转变是一个逐步的多阶段过渡，按以下时间线进行：

信标链。于2020年12月成功部署，信标链引入了权益证明（PoS）共识机制，与现有以太坊网络并行运行。该阶段尚未处理交易或智能合约，但为新的PoS共识模型奠定了基础。“信标链”被建立用于储存验证者的注册并与以太坊主网并行运行，但在信标链阶段，以太坊仍依赖工作量证明共识机制。

合并。于2022年9月完成，这一关键阶段见证了原以太坊主网（运行在工作量证明上）与信标链的PoS系统无缝合并。这一转变标志着以太坊上高能耗挖矿的结束，全面采用PoS以保障网络安全和共识。结果，以太坊的能源消耗显著下降，为更高效和可扩展的区块链操作铺平了道路。

分片。合并后，以太坊计划实施分片以大幅增加网络容量并降低交易费用。分片将网络分割为多个部分（分片），每个分片能够独立处理交易和智能合约。这将扩大以太坊网络的整体容量，使其能够每秒处理更多的交易，并更广泛地向全球用户开放。分片的初始阶段将重点放在数据在分片之间的分布，后续阶段旨在使分片能够独立执行智能合约和管理账户，进一步增强网络的可扩展性和效率。分片的引入预计将分阶段进行。

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