由以太坊聯合創始人 Joseph Lubin 創立的 ConsenSys 由淺入深介紹了以太坊 2.0 最常見問題,還有附上最全面的學習資源清單。

以太坊 2.0 是什麼?

以太坊 2.0,也被稱為 Eth2 或「寧靜(Serenity)」,是以太坊區塊鏈的下一次重大升級。以太坊 2.0 分多個「階段」發布,從 2020 年的「階段 0」開始。每個階段會以不同方式改善以太坊的功能與性能。

以太坊 1.0 和以太坊 2.0 之間有什麼區別?

以太坊 2.0 引入了以太坊 1.0 不具備的兩個主要改進:權益證明(PoS)和分片鏈(Shard Chains)。

權益證明:目前以太坊 1.0 是基於一種工作量證明(PoW)的共識機制運行的。PoW 依靠物理算力(礦工)和電力(工作量),在區塊鏈上生成區塊。而權益證明(Proof of Stake,PoS)是一種升級,可以帶來更高的安全性、可擴展性,並節省能源。PoS 不依靠物理礦工和電力,而是依賴驗證人(虛擬礦工)和 ether 押金。請參閱下文「什麼是權益證明」一節了解更多細節。

分片鏈:分片鏈是一種可擴展性的機制,能極大提升以太坊區塊鏈的吞吐量。當前,由連續區塊組成的單條區塊鏈的確非常安全,並且資訊易於證實。但是,由於需要每個完整節點處理和驗證連續區塊中的每一筆交易,快速處理交易的能力受到了製約——尤其是在主網活動頻繁的時候。

分片鏈是一種將以太坊區塊鏈「拆分」的機制,可以將數據處理的職責分配給多個節點。這樣一來,交易就可以並行而不是連續地處理。每條分片鏈就像新添加了一條車道,將以太坊從單車道升級為多車道的高速公路。更多車道和並行處理會帶來高得多的吞吐量。分片鏈有望在以太坊 2.0 的階段 1 推出。

以太坊 2.0 的路線規劃圖是什麼?以太坊 2.0 具體分哪幾個階段?

以太坊 2.0 計劃至少分三個階段推出:階段 0、 1 和 2。階段 0 計劃 2020 年啟動,階段 1 和階段 2 將在未來幾年發布。

階段 0:以太坊 2.0 的第一階段,信標鏈(beacon chain)將會實施。信標鏈存儲和管理驗證人的登記資訊,將為以太坊 2.0 實施 PoS 共識機制。以太坊原來的 PoW 鏈將會繼續運行,與新的以太坊 PoS 鏈並肩前行,以確保數據的連續性不會被中斷。

階段 1:這是以太坊 2.0 的第二階段,可能會在 2021 年推出。階段 1 的主要提升是與分片鏈的整合。分片鏈是以太坊區塊鏈的一種擴容機制,將之「拆分」成 64 條不同的鏈,允許並行交易、存儲和處理訊息。按最保守的估計,其吞吐量將是以太坊 1.0 的 64 倍,但其設計目標是讓數據應對能力比以太坊 1.0 高出數百倍。

階段 2:以太坊 2.0 的第三階段,可能會在 2021 或 2022 年啟動。與上述兩個階段相比,該階段的定義不太明確,但會涉及添加 ether 帳戶,啟用轉賬和提款功能,實施跨片(cross-shard)的轉賬和合約調用,構建執行環境以便以太坊 2.0 上可構建可擴展的應用,還有將以太坊 1.0 鏈整合進以太坊 2.0,讓 PoW 機制最終可以關閉。

在階段 2 完成後,有計劃進一步改進相關的研發工作。Vitalik 在 easy-to-digest diagram 一文中對某些改進提出了他的洞見。有關以太坊 2.0 路線圖的更多資訊:

以太坊 2.0 完工時會發生哪些變化?會有哪些改進?

以太坊 2.0 主要會提升以太坊主網的可擴展性、吞吐量和安全性。以太坊 2.0 不會清除以太坊 1.0 鏈上的任何數據歷史、交易記錄和資產所有權。將成為以太坊 2.0 支柱的信標鏈,會完全支持現有的以太坊 1.0 鏈的功能,確保連續性。以太坊主力開發人員 Joseph Chow 提供了一個類比來幫助理解以太坊 1.0 和以太坊 2.0 的差別,他將之描述為一條路 vs. 一條高速公路。要了解以太坊 1.0 和 2.0 之間的區別。

現有的以太坊 1.0 鏈會發生什麼變化?

目前的規劃是:當階段 1 啟動時,現有的以太坊 1.0 鏈實際上將成為以太坊 2.0 上的第一個分片。屆時以太坊 1.0 鏈會保持現狀繼續運行,並進行性能改善,使其最終能成為以太坊 2.0 的一個分片。有關以太坊現有鏈的未來。

以太坊 2.0 的發布日期是?

以太坊 2.0 的「階段 0」將在 2020 年啟動。「階段 1」預計在 2021 年。「階段 2」及更遠的規劃預計在 2021 年或以後。

什麼是權益證明?

權益證明(PoS)是以太坊 1.0 現有的工作量證明(PoW)共識模型的一次升級,可以帶來更高的安全性和可擴展性。

PoS 是一種共識機制,依賴於驗證人和質押的 ETH 來確保區塊鏈上區塊的連續性,它是分片的必經之路。驗證人,是被選出來讓區塊鏈延續的人,他們將 32 個 ETH 存入(或者說「質押」)存款合約。基於連續運作,從所有驗證人中隨機產生一組驗證人,他們將獲得產出下一個區塊的機會。一旦某位驗證人成功驗證了一個區塊,他將獲得一筆 ETH 獎勵。如果某驗證人試圖破壞該區塊鏈真實的連續性,其存款將被「罰沒」(slashed),這意味著他將損失質押的 32 個 ETH 的部分或全部。

與 Pow 更抽象的損失電力成本相比,這一機制帶來了更具加密經濟特性的安全性。PoW 挖礦需要巨額的硬件投資和大量電力,而以太坊 2.0 的質押只需要一台家用筆記本電腦(有些軟件客戶端的目標是更輕量化,甚至可以在手機上運行),這就降低了參與共識過程的門檻,從而增加了網絡的去中心化程度。PoS 將在以太坊 2.0 的「階段 0」上線。

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我能「買」以太坊 2.0 的 ether 嗎?

不可能購買以太坊 2.0 的 ether,因為不會發行某種新的 ETH 代幣。其實,用戶可以將 ETH 存入以太坊 2.0 的存款合約。目前,這被規劃為一種單向的、不可逆轉的交易。

ETH 持幣者有兩種方式可以參與以太坊 2.0 的質押和獲利。第一種,ETH 持幣者可以運行自己的驗證人節點,即在網絡上質押 32 倍數的 ETH。運行自己的驗證人節點,意味著你有責任驗證和組織區塊——如果不履行責任會面臨 ETH 被罰沒(參閱「質押獎勵」FAQ)。ETH 持幣者的另一種選擇,是通過某個質押服務提供者來獲得回報,或者以小額 ETH 加入一個質押池,在後一種情況下,任何人都可以質押自己力所能及的小額 ETH ,並獲得與其貢獻比例對應的回報。

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怎樣才能成為以太坊 2.0 的驗證人?

從 PoW 到 PoS 的轉變,將為 ETH 持幣者創造一種獨特的生財之道。ETH 持幣者可以成為以太坊網絡上的驗證人,質押其 ETH,當成功驗證和證明一個新區塊後就可獲得 ETH 獎勵。

只要質押 32 個 ETH,就可成為以太坊 2.0 的驗證人。這可以通過兩種方式實現。你可以運行自己的驗證節點,質押你的 ETH。第二種選擇是使用某個質押服務提供者來質押你的 ETH。在以太坊 2.0 啟動的數週或數月前,可能會出現一些質押服務提供商。他們會提供託管和非託管兩種質押服務。

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在以太坊 2.0 上質押如何獲得回報?

作為以太坊 2.0 上的一名驗證人,你可以從發起和證明該鏈的下一個區塊的工作中獲得 ETH 獎勵。

獎勵是根據 epoch 完成後的網絡狀態而動態計算的。網絡級的獎勵發放率是所抵押的 ETH 總量、驗證人在線的平均百分比的函數。各個驗證人的回報率取決於驗證人運行的數量,以及驗證人運行時間的百分比。

每個 epoch(384 秒〜6.5 分鐘)中,扣除罰金後的獎勵會發送給驗證人。因此當你被隨機選擇為驗證人時,你預期獲得的獎勵可能不同於你實際獲得的獎勵。請參閱 Ethereum 2.0 Calculator ,了解在以太坊 2.0 上進行質押所獲得的獎勵的各類型。

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在以太坊 2.0 質押 ETH 和成為一名驗證人有什麼風險?

出任驗證人的一大好處是可以獲得 ETH 獎勵。不過,風險則是可能因為「罰沒」機製而損失自己質押的 ETH。只要小心一點,這個風險幾乎可以忽略不計。驗證人損失資金的第一種可能情況是下線、沒能正確履行相應職能。這會帶來較小的懲罰:大致相當於你本該獲得的獎勵。

只要你參與了至少 50% 的時間,就不會失去你質押的資金。損失資金的另一種可能,是發布了有關該鏈的矛盾訊息。在這種情況下,驗證人將被罰沒資金(slashed)並被踢出系統。罰沒的金額在 1 ETH 到全部質押資金之間,具體取決於其他因素。人們很容易避免被罰沒資金,除非驗證人故意作惡,否則絕不應該發生這種懲罰。

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在信標鏈上,我怎樣會被選中提議和證明一個新區塊?

在存款合約中登記你的 32 個 ETH 質押後,你的驗證者人身份將被激活,信標鏈將不時向你指派任務。每 6.4 分鐘(一個 epoch 一次),驗證人將被徵召去證明信標鏈上的區塊,並從全體驗證人中隨機選取某些人,讓他們定期提議區塊。如果總共有 100,000 名驗證人,那麼,平均每兩週一次,作為驗證人的你將被要求來提議一個新區塊。這個過程完全是自動的,全部由驗證人軟件來操作。

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信標鏈的啟動需要多少 ETH?

信標鏈的啟動至少需要 16,384 個驗證人,這意味著質押總量為 524,288 ETH。只有當信標鏈達到創世門檻,才會開始分配質押獎勵。

有關信標鏈中證明區塊的更多訊息,請參閱:The Annotated Specification

我現在持有的 ETH 會受怎樣的影響?

對於你目前持有的 ETH ,無需進行任何特別的操作。它們在以太坊 1.0 鏈上依然可以繼續使用。在某個時間節點,以太坊 1.0 鏈會變成以太坊 2.0 的一部分,你的 ETH 將會一如既往的發揮功能,你無需做任何事情

想要參與質押的人,可以通過將 ETH 存入以太坊 1.0 鏈上的驗證人存款合約,就可成為以太坊 2.0 信標鏈上的一名驗證人。存入的 ETH 會變成以太坊 2.0 信標鏈上的一個驗證人賬戶餘額。此過程是不可逆轉的。在「階段 0」,轉賬功能不可用,因此,驗證人將不得不等待,直到「階段 2」,即提取到某個特定分片的功能實現時,到那時候,你的 ETH 質押和積累的獎勵,才在以太坊 2.0 中完全可用。

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誰在開發以太坊 2.0?

有幾百人!這項工作的大部分是以太坊基金會的研究團隊在領導和協調,但其他很多研究和實施團隊也做出了實質性貢獻。主要工作在於協作,以定義以太坊 2.0 的具體指標,這些指標在以太坊基金會 GitHub 頁面上維護。七支獨立團隊正在以不同的編程語言、針對不同的用例而搭建以太坊 2.0 客戶端,並不斷就設計和具體細節給予反饋。

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Vitalik 對當前以太坊 2.0 的進度怎麼看?

Vitalik 不久前對以太坊 2.0 的進展和路線圖發了推文,請參閱他的想法:the next 5-10 years of Ethereum

我在哪裡能了解有關以太坊 2.0 的更多訊息?

對於有興趣關注以太坊 2.0 開發最新進度的人,技術和非技術方面都有海量的資源可供查閱。可作為入門資源的一個檔案庫是(ConsenSys 協議工程部門 PegaSys 成員)Ben Edgington 在 HackMD 上的 Ethereum 2.0 Info 資料庫。Ben 收集的訊息包括以太坊 2.0、其發展階段及路線圖的入門級、中級和深度解釋。

要想及時了解以太坊 2.0 的進展,這些資源也是不錯的選擇:What’s New in Eth2EthResear.chEthHub

以太坊區塊鏈有怎樣的升級歷史?

以太坊自 2015 年 7 月主網公開發布(稱為 Homestead)以來,經歷了四次有計劃的升級。四次升級依次為:家園(Homestead)(2016 年 3 月)、大都會拜占庭(Metropolis Byzantium)(2017 年 10 月)、大都會君士坦丁堡(Metropolis Constantinople)(2019 年 2 月),以及伊斯坦布爾(Istanbul)(2019 年 12 月)。這些升級逐步提升了以太坊 1.0 鏈的性能,並為以太坊 2.0 搭建好舞台。

有關以太坊 2.0 開發者的更多訊息,請參閱 A Short History of Ethereum

(以上內容獲合作夥伴 火星財經 授權節錄及轉載,原文鏈接

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