关于以太坊2.0的一些小知识

什么是以太坊 2.0？

以太坊 2.0 也称为 ETH 2 或「宁静」，是以太坊区块链的下一次重大升级。

以太坊的发展轨迹早就定好了，四步走的战略方针：前沿（Frontier）、家园（Homestead）、大都会（Metropolis）、宁静（Serenity）。

「前沿」阶段公测版发布，「家园」阶段主网正式发布，继而「大都会」阶段经历硬分叉升级——拜占庭、君士坦丁堡，之后的伊斯坦布尔升级则是进入第四阶段「宁静」之前的最后一次升级。

「宁静」之前的三个阶段都处于以太坊 1.0 阶段，之前的每一次升级一步步提升了以太坊 1.0 链的性能，并为 2.0 搭好舞台，很快，以太坊 2.0 就要粉墨登场了！

以太坊 1.0 和 2.0 的区别

相比 1.0，2.0 主要引入两个改进：PoS（权益证明）和分片链（Shard Chains）。

PoS（权益证明）：1.0 阶段采用的是 PoW 共识机制（工作量证明），这个机制依靠物理算力（矿工）和电力（工作量）来构建新的区块。2.0 之后，会采用 PoS，这个是 PoW 的升级版本，可以提升安全性与可扩展性，而且更加节能。

PoS 依靠验证人和质押的 ETH 来确保区块的连续性，它是分片的必经之路。关于验证人机制我们在下文会详细讲到。

分片链：分片链机制具有可扩展性，可以极大地提升以太坊链的吞吐量。

当前由连续区块组成的单条区块链安全性高且易于验证，但是要求每一个全节点处理和验证连续区块内的每一笔交易。这会影响网络快速处理交易的能力，尤其是在主网交易量剧增的时候。

而分片链机制会将以太坊链 「拆分」成 64 条不同的链，拆分以后，将数据处理的任务分配给许多节点，这样就可以并行处理交易，而非串行。每增加一条分片链都像是加一条车道，将以太坊从单车道的小马路升级成多车道的高速公路，更多的车道和并行处理能力会带来更高的吞吐量。

分片链可以提升以太坊并行交易、存储、及信息处理的能力，保守估计可以将吞吐量提升 64 倍，它的设计足以处理数百倍于以太坊 1.0 的数据量。

预计分片链会在以太坊 2.0 的阶段 1 推出。

2.0 升级完成后有什么变化？

现有的 1.0：1.0 的链会保持现状，并继续改进，最终在 2.0 的阶段 1 上线后蜕变成以太坊 2.0 的第一个分片。

未来的 2.0：主要改进以太坊公共主网的可扩展性、吞吐量、以及安全性，2.0 不会清除 1.0 上任何历史数据、交易记录、或资产所有权，2.0 的主干——信标链将与 1.0 的链一同运行，以确保连续性。

以太坊 2.0 发展路线图

以太坊 2.0 将分多个阶段发布：阶段 0、阶段 1、阶段 2…

阶段 0 计划于今年 12 月 1 日上线，阶段 1 预计在 2021 年发布，阶段 2 计划在 2021 或 2022 年启动，每个阶段会以不同方式改善以太坊的功能与性能。

阶段 0 的内容是信标链。信标链正是以太坊 2.0 的核心，能够管理验证者并且协调分片链，并且作为实践基础引导其它方面的发展。

阶段 1 以阶段 0 为基础，首要改进集成分片链，将数据写入分片链。关于分片链的大部分基础工作在阶段 0 已经做好了，所以阶段 1 实现的复杂难度比其它组件要低得多。

阶段 2 是执行阶段，将以太坊 2.0 从强大的数据库升级成为完全去中心化的计算平台。

阶段 2 的定义不及上两个阶段明确，但会包括添加 ETH 账户并支持转账和提现、实现跨分片转账和合约调用、构建执行环境从而支持在以太坊 2.0 上构建可扩展的应用、以及合并 1.0 的链到 2.0 的链中，从而彻底结束使用 PoW。

在阶段 2 完成之后，还会有更进一步的改进和开发。

持币人手中的 ETH 会受影响吗？

不会。

ETH 的持有者无需采取任何特殊操作，在以太坊 1.0 的链上继续完全不受影响。未来某个时刻，1.0 的链会成为 2.0 的一部分，持币者无需采取任何操作，手上的 ETH 会像现在一样继续运行。

以太坊 2.0 不会发行新的代币，所以不可能买到以太坊 2.0 的币，不过持币者可以成为验证人，通过质押获利。

对于想要参与质押的人来说，可以选择将 ETH 存入 1.0 链上的验证者存款合约，成为 2.0 信标链上的验证者，然后存入的 ETH 就会变成 2.0 信标链上的验证者余额。

如何通过质押成为验证人？

那么，如何成为验证人呢？

每位验证人需要向存款合约质押 32 ETH，并同时运行以太坊 1.0 和 2.0 的客户端。

向存款合约质押 ETH 是一种单向的、不可逆的交易，要等到以太坊 2.0的第 1 阶段以后，验证人才有可能可以转账；到第 2 阶段，验证人才可以把这部分质押的资产提取到某一个特定的分片，整个过程估计需要 2 年的时间。

验证人负责验证和组织新区块。成为验证人后，会收到以太坊网络通过信标链分配的任务。验证人每 6.4 分钟要为信标链上的区块提交一次见证信息，并偶尔会被选出来提议区块。如果总共有 100,000 名验证人，那每位验证人平均每两周将被要求提议一次区块。上述流程是完全自动的，全部由软件处理。

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。

奖励是根据时段（epoch，信标链运行的一个时间单位）结束后的网络状态动态计算的。网络层奖励的发行率是质押的 ETH 总量和验证者平均在线率的函数。单个验证者的收益率则取决于总的验证者数量和该验证者的在线率。

验证者在每个时段（384 秒～6.5 分钟）结束时能收到的 ETH 数量等于奖励减去惩罚。因此，当用户被随机选为验证者时，预期获得的奖励可能与实际所得不同。

不过，如果某验证人试图破坏该区块链真实的连续性，他质押的 32 个 ETH 会被罚没一部分甚至全部。

普通用户不建议成为验证人

成为验证人需要自行承担一定的成本，比如运维成本、硬件成本等；在执行验证人任务的过程中，可能会遇到软件 bug，或各种惩罚，当节点长时间不稳定或有攻击行为的话也会有扣除本金的风险。

而且，上文我们提到，验证人向存款合约中质押的 ETH 要至少等 2 年才能提现，所以还需要承担 2 年无法提现的风险。

另外，随着 ETH 质押量的增加，质押收益率也会逐渐减小。从图中可以看出，最开始如果质押量达到信标链最低上线标准 524,288 ETH，年化收益率大概是 21.6%，之后收益率和质押量是存在着负相关的关系。

所以，建议普通用户不要自行质押做验证人，如果想成为验证人，不一定非要亲自质押，也可以通过质押服务平台质押 ETH，根据质押的数量获得成比例的奖励。