ETH2.0:一文深度解讀以太坊 2.0

Overview概述

V神在布拉格以太坊開發者會議上表示，以太坊2.0即將推出，它可以將以太坊網絡處理交易的能力提高一千倍。此次ETH2.0更新并非是對現有網絡的升級，而是完全革新以太坊的共識系統，對網絡的底層協議作出更大改變，特別是此次ETH2.0將是共識協議Casper及分片技術首次的落地，會推動區塊鏈擴容技術向前發展，不斷達到商用的標準。此篇報告將為大家詳解以太坊2.0是什么以及更新了什么，以及為什么我們要關注它？

Report報告

ETH2.0是什么？

以太坊2.0并不是對現有以太坊網絡的升級，而是一次全面的修訂和重新設計。并且整個更新計劃將持續很多年，直至完成最終的規劃目標。

數字交易所Valor Inc.推出Valour Digital Asset Basket 10 (ETP):金色財經報道，DeFi Technologies Inc.今天宣布，其全資子公司、數字交易所Valor Inc.已收購其推出的數字資產籃子 -ETP - Valor 數字資產籃子 10 (VDAB10) SEK。Valor 數字資產籃子 10 (VDAB10) ETP 為散戶和機構投資者提供了對 10 種市值最大的加密貨幣的可信、安全和多元化的投資。

Valor現有產品系列包括Valor Uniswap（UNI）、Cardano（ADA）、Polkadot（DOT）、Solana（SOL）、Avalanche（AVAX）、Cosmos（ATOM）、Binance（BNB）等。[2023/7/13 10:51:51]

相較于當前的以太坊網絡，ETH2.0有如下的重大變化：

共識機制由PoW轉移為PoS，這將是備受關注的創新型PoS共識CasperFFG算法的首次落地實現。

在PoW共識機制下，以太坊只有一條最長的鏈作為主鏈，而以太坊2.0網絡則擁有一條信標鏈和1024條分片鏈，以實現擴容。這些不同的分片鏈可以互相通信，并統一由主鏈信標鏈進行控制和驗證。

美財長耶倫：未建議徹底禁止加密活動，但需建立強有力的監管框架:金色財經報道，美國財政部長耶倫表示，沒有建議徹底禁止加密活動，但對于建立強有力的監管框架至關重要。[2023/2/25 12:29:25]

ETH2.0鏈上的數字資產為BETH，原來的ETH將在新的主鏈上無法使用。ETH的持有者只能通過銷毀的方式，將ETH按照1:1方式兌換BETH。原來的ETH將被銷毀，從而產生新的BETH。這個兌換機制由以太坊1.0上的智能合約完成，并受ETH2.0信標鏈的監控。

Staking將是ETH2.0的重大功能之一，即用戶可以通過質押32BETH，成為ETH2.0信標鏈的驗證人。

ETH2.0的設計目標

根據以太坊2.0白皮書，其設計目標如下:

Tominimizecomplexity,evenatthecostofsomelossesinefficiency.

簡潔性：最大程度地降低復雜性，哪怕會導致效率有所下降。

Toremainlivethroughmajornetworkpartitionsandwhenverylargeportionsofnodesgooffline.

OkCatOfficial項目Discord服務器遭到攻擊:金色財經消息，據CertiK監測，OkCatOfficial項目Discord服務器遭到攻擊。請社區用戶在服務器修復之前不要點擊任何鏈接。[2023/2/18 12:14:38]

強韌性：在主網分區之后，大部分節點離線之時，整個系統依舊能夠運行。

Toselectallcomponentssuchthattheyareeitherquantumsecureorcanbeeasilyswappedoutforquantumsecurecounterpartswhenavailable.

持久性：選用的組件要能夠抵抗量子計算，或是選用可替換型組件直到可用的抗量子計算組件出現。

Toutilizecryptoanddesigntechniquesthatallowforalargeparticipationofvalidatorsintotalandperunittime.

安全性：通過密碼學技術和設計技術提高驗證者的總人數和單位時間內的參與者數量。

印度央行：現在有5萬名用戶和5000名商家使用數字盧比:金色財經報道，印度中央銀行印度儲備銀行（RBI）透露，印度央行數字貨幣（CBDC）目前擁有5萬用戶，并被5000家商戶接受。零售數字盧比試點于去年 12 月 1 日開始，目前正在五個印度城市進行，但中央銀行計劃逐步增加九個城市。迄今為止，已有八家銀行處理了約 770,000 筆數字盧比交易。印度儲備銀行計劃很快再增加五家銀行進行試點。

央行行長強調，印度儲備銀行打算謹慎推進數字盧比計劃，以防止在沒有充分了解其潛在影響的情況下采取行動。[2023/2/13 12:02:57]

ToallowforatypicalconsumerlaptopwithO(C)resourcestoprocess/validateO(1)shards(includinganysystemlevelvalidationsuchasthebeaconchain)

去中心化：允許處理能力達O(C)的消費級筆記本電腦處理/驗證O(1)個分片。

ETH2.0路線圖

Coinbase：正在調查Celo存取款延遲的問題:7月15日消息，加密交易所Coinbase表示：正在調查Celo存取款延遲的問題。[2022/7/15 2:16:14]

Ethereum2.0一共劃分為7個階段，其中Phase0預計將在2020年年初發布。

Phase0:PoSbeaconchainwithoutshards

Phase1:BasicshardingwithoutEVM

Phase2:EVMstatetransitionfunction

Phase3:Lightclientstateprotocol

Phase4:Cross-shardtransactions:seehereandmore

Phase5:?Tightcouplingwithmainchainsecurity:hereandmore

Phase6:?Super-quadraticorexponentialsharding

即將上線的Phase0階段主要特點

Phase0核心是一個沒有分片和EVM的信標鏈

ETH2.0的Phase0階段主要是發布「信標鏈」，信標鏈將成為ETH2.0生態的中心，成為所有其他分片鏈的安全和驗證中心。

一旦完成部署，信標鏈將使用CasperFFG算法運行PoS共識機制。信標鏈的早期迭代被設計得盡可能簡單，因此Phase0階段將沒有虛擬機EVM，也不支持智能合約、賬戶和資產轉移，同時也沒有包含任何分片。

信標鏈上的BETH無法在鏈上轉移，這意味著用戶無法將其存放在交易所。

BETH新以太將是信標鏈上的Token

信標鏈上的數字資產是BETH，當前以太坊主鏈上的數字資產ETH將無法在ETH2.0的鏈上使用。BETH的產生方式主要有兩種：

1）通過Stake，成為驗證人，獲得BETH獎勵；

2）原鏈上的ETH通過打入銷毀智能合約，按照1:1兌換出新的BETH，原來的ETH則會被銷毀。

將開啟Staking驗證人模式

用戶可以通過在信標鏈上質押32個BETH成為以太坊2.0網絡的驗證者。

在Phase0階段，驗證者將只能對信標鏈上的交易進行驗證，因為這個階段，1024條分片鏈還未出現。

從?Phase1?階段開始，以太坊的分片功能將得到實現。驗證者就可以同時對1024個分片鏈上的交易信息進行確認。

信標鏈以及各分片鏈將使用新的PoS共識算法CasperFFG來確定最終區塊。CasperFFG是一種權益證明算法，可以對惡意行為進行懲罰，如沒收該惡意行為發起者Stake的數字資產。

驗證人機制

分片的目的是在節點之間拆分狀態信息，而不需要任何節點掌握網絡全貌。因此沒有驗證者可以驗證所有分片。相反，信標鏈將協調分片的驗證工作。每個輪次，信標鏈將對驗證者進行混洗，并將他們分配給一個分片。分配到一個分片的一組驗證者被稱作委員會。委員會由128名成員組成。

在Phase0階段，這意味著每6分鐘信標鏈就會重新混洗、選取一次，選出下一個六分鐘里承擔職責的委員會。

在?Phase?1?階段，信標鏈將為1024個分片分別指定一個驗證者委員會。這個方法看起來思路清晰但是實現十分復雜。它涉及多階段隨機數生成以及可驗證的延遲函數，以進一步阻止操控委員會選擇的企圖。

由于委員會的工作十分重要，ETH2.0隨機選擇委員會并且時常輪換委員會。委員會負責保證它們所在分片的安全性、活性以及完整性，并負責證明信標鏈上的分片狀態。

它們是信標鏈可以獲取分片狀態的唯一方式，反之亦然。隨機地從驗證者池中選擇組成委員會的驗證者可以最大限度地減少整個委員會撒謊的可能性。時常輪換委員會可以減輕惡意委員會可以造成的傷害。

所以對惡意驗證者以及試圖使自己利益最大化的驗證者而言，他們很難將委員會選擇作為攻擊網絡的工具。事實上，即使他們偶然獲得了對分片委員會的控制，他們的控制也無法超過64個區塊。

Conclusion結語

以太坊2.0如果順利完成升級，將極大地促進區塊鏈技術整體向前發展，特別是解決了當前公鏈最大的難點擴容問題。但是，也必須認識到以太坊2.0更新整體跨度的時間比較久，技術創新度高且難度大，是否能夠能夠實現穩定、安全的新一代底層公鏈目標尚存在較大的不確定性。

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