听到以太坊2.0这个名字，你或许并不陌生。以太坊在区块链社区中具有重要的地位，而以太坊2.0，则直接影响到以太坊甚至区块链的未来。然而，究竟什么是以太坊2.0？说实话，想要清晰回答这个问题并不容易。尽管如此，在这篇文章里，我们还是想试试看。
以太坊社区热闹纷呈，几乎没有一个区块链社区可以与之匹敌；绝大多数代币和智能合约都在以太坊上运行，对于大部分区块链领域的开发者和公司机构而言，以太坊也是他们的首选。然而以太坊的当前状态，距离它的野望还有很远。换句话说，以太坊的预期生态，还没有正式显现。在最后阶段Serenity中，以太坊将正式转换为PoS共识机制，展现出来它的最终样貌。
然而，宁静之路，路途漫长。
实践中，从以太坊1.0向最终Serenity阶段的过渡，包含了一系列硬分叉的计划。但是由于复杂度超过预期，这一过程耗时费力。社区用“以太坊2.0”描述了实现的目标和途径。
以太坊2.0，或者ETH2.0，你应该在许多区块链媒体中都看到过这个术语。有上百篇文章提到了以太坊2.0。但是能够让人满意的文章并不多：有些文章过于简单笼统，无法提供具体信息；另外一些文章，则过于专业和详细，让人难以卒读。我希望借助这篇文章，描述清楚以太坊2.0。值得提醒的一点是，这篇文章中包含了当下对于以太坊2.0的理解，这些信息可能随时会被更新。
数据：截至第三季度末，风投公司今年共向加密行业公司投资约178亿美元:10月6日消息，The Block研究数据显示，截至第三季度末，风投公司今年共向加密行业公司投资约178亿美元，这一数值比前六年的投资数额总和还多。第三季度，加密行业共发生423笔融资，融资总额约为80亿美元，NFT/游戏垂直行业在第三季度超过 DeFi 成为最受投资者欢迎的投资赛道。[2021/10/6 20:08:23]
一、为什么需要以太坊2.0？
首要原因是：目前的以太坊速度太慢了。许多复杂的应用想要扩张规模，要付出非常昂贵的代价。比较一下Visa的信用卡处理能力我们就知道了：Visa每秒钟可以处理上千笔交易，而以太坊每秒钟只能处理15笔交易。以太坊之所以缓慢，是因为它是去中心化的架构，并且，需要继续保持去中心化的方式。
那么怎么改进？一个可能的思路是通过超级节点的方式：用户可以依赖超级节点，即“共识节点”。共识节点有足够强大的服务器来处理所有的交易。这个解决方式够简单，可以让区块链保持原样，所需要做的事情，只是增加客户端机器的并发处理进程就好了。然而以太坊的开发者们拒绝了这个选择，主要是担心它会损害区块链的去中心化，损害其抗审查的能力。对于区块链的不可能三角这一论断，我们早就耳熟能详:去中心化，可扩展性和安全性，只能从三者之中选择两者，无法三者兼顾。如何打破不可能三角，这是所有“第二代区块链”项目想要去尝试的。例如，IOTA就声称能够解决这个三难问题，包括以太坊2.0在内的大多数解决方案，都尝试用其它的共识机制代替PoW的挖矿机制。
现场 | 原中国保监会副主席周延礼：区块链技术助推保险行业转型升级:金色财经现场报道，9月25日下午，外滩大会区块链产业峰会在上海开幕。原中国保监会副主席周延礼以《科技“新基建”--区块链技术助力保险业高质量发展》为主题进行分享。他表示，每一个技术的路线都有各自的应用场景，但是真正能把技术应用到行业场景中的，也就是区块链。党中央也高度重视区块链的技术应用的问题。在众多的应用中，保险业如何应用区块链技术，这是一个重要的课题。
在应用场景方， 区块链赋能承保环节，通过投保数据上链构建可信任的高效承保机制；利用区块链技术可以存储并挖掘客户信息的数据价值，可以实现个性化、定制化的保险。区块链赋能风控领域，在保护数据安全的前提下实现行业内数据的互联互通。
此外，周延礼指出，以5G网络、数据中心等为代表的新基建在加速推进，保险行业也要积极拥抱数字经济，大力发展保险科技，要在风险经营、产品研发等多个维度有所突破，这其中，区块链是必不可缺的。[2020/9/25]
因此以太坊原先的设计或多或少被看做是失败的。按照ChromaticCapital的说法，以太坊2.0是“一个完全不同的项目，采用从0到1的范式，就像区块链的从链一样。”以太坊2.0不仅仅是针对原先版本的升级，而是彻底改造了以太坊区块链。以太坊2.0的设计目的是让以太坊更安全、扩展处理能力足以应对数千笔交易，同时可编程能力提升。更关键的是，这些改进不会损害以太坊的去中心化。以太坊2.0打算如何解决这个问题?对于经典的区块链不可能三角问题，以太坊2.0打算借助于三项改进来解决：
声音 | 嘉楠耘智邵建良：一个上市公司的诞生代表了一个行业的成熟 6年努力迎来高光时刻:嘉楠耘智区块链事业部总经理邵建良在微博发布嘉楠耘智将于11月21日在纳斯达克敲钟的剪辑视频并表示，这30秒的视频，见证了区块链行业一个新物种的诞生，一个上市公司的诞生代表了一个行业的成熟，嘉楠科技6年多来的努力，终于要迎来高光的时刻，明天纽约一起见证！[2019/11/21]
分片
PoS权益证明共识机制
新的虚拟机
等等，这些术语是什么意思？
分片
分片（Sharding)是一种技术手段，在多个服务器上切割数据库，换句话说，就是对它们进行分区。就像一台计算机的同一块硬盘上有多个分区一样，也可以将区块链分割成几个部分，而不会损害数据一致性。分片(Shard)跟整个系统具有同样的安全性，而不会因为分片而出现风险。
权益证明机制(ProofofStake)
在PoS共识机制下，不再需要矿工来创建区块。在以太坊2.0中，质押验证人(Staker)将承担起来出块的责任：这些节点需要质押一定数量的ETH。相比于PoW共识机制，PoS的方式不仅节能，更能够提升交易速度，也让区块链上质押验证人的分布更为去中心化。多年来，以太坊的区块链开发者一直致力于实现一个独特的共识机制，既能够确保交易快速完成，又能够确保参与者遵守规则。借助于PoS权益证明机制，以太坊的交易能够在几秒内完结，并且可以抵抗51%攻击。新的虚拟机设计借助于新的虚拟机设计，开发人员可以创建自己的执行环境。这允许在分片上引入其他区块链的规则。例如，开发者可以将BTC或Zcash的规则引入到以太坊上。因此以太坊可以成为一套通用架构，供不同的区块链所使用。不得不说，分片、PoS共识机制、新虚拟机这三个目标，每一个都是很远大的设想。到目前为止，区块链分片功能还没有实现，社区许多睿智的思考者们也在争论PoS共识机制是否真的有效。以太坊人员正在着手解决区块链开发的多个挑战，致力于创建一个合适的架构，突破现有区块链开发所面临的约束和妥协，让这些问题成为历史。
声音 | 南非律所：南非税法修正案将对数字资产行业不利:据bitcoin.com报道，南非律师事务所Cox Yeats Attorneys发表了一篇关于该国加密货币拟议税收立法的短文。该律所认为，财政部7月份发布的“税法修正案”将对数字资产行业不利。该律所合伙人Wade Ogilvie表示，所得税法将把加密货币定义为“金融工具”。这将使加密货币与贷款，债务和普通股属于同一类别。此外，该修正案还可能会抑制对南非金融科技公司的投资。[2018/11/27]
二、以太坊2.0发展进程
接下来，我们一起梳理下以太坊进化到以太坊2.0，所需要经过的几个阶段。
阶段0:?信标链
信标链是以太坊2.0的核心，这个新的区块链上线之后初期阶段，最多可以协调多达64条分片链的运作。信标链是整个以太坊2.0网络的“指挥和控制中心”。信标链管理着“Caspar权益证明”协议，会记录质押见证人(Staker/Validator)及其抵押的代币量，并且随机选择质押验证人，也通过随机分配的方式，将分片链分配给验证者。
信标链会采用共识规则，制裁不诚实的质押验证人，并充当不同分片之间的链接枢纽。以太坊?2.0的验证人通过权益证明机制投票，即使用他们所持有的代币，在被称之为“证书”的结构上投票。一旦分片链获得足够的“证书”，就会在信标链上获得关联(crosslink)关系。从这一刻起，区块获得最终稳定性，不可再被撤销或篡改。在分片链上，区块与主链即信标链上的区块一样，获得了相同的安全性。这个过程，似乎让我们想到Ripple的共识机制和IOTA的计划：让网络上的节点通过某种方式对区块进行投票。质押验证人付出了劳动，也会获得相应的奖励：他们会得到ETH2作为回报，这是信标链的本地代币。
声音丨王博：区块链海外创业先锋提醒海归创业勿触“行业红线”:据人民日报海外版报道，毕业于北京大学物理系、有多年区块链海外创业经历的王博认为，创业海归不要试图利用区块链从事“建立交易所”或者热衷发行证券这样的应用。因为这样很有可能触及当前的“行业红线”。[2018/7/2]
长期看，ETH2会取代ETH代币，ETH2代币没有总量限制，通过这种方式分配代币给维护区块链运行的验证人，为区块链带来长期的安全性保障。信标链计划在2020年第二季度或第三季度上线。这将启动向ETH2过渡的第0阶段。用户可以运行一个信标链客户端并且将ETH(现在称为ETH1)支付给信标链，在信标链上，会被切换到ETH2。这是一种单向兑换方式，ETH1会被销毁。
因此，如果第0阶段成功，将会存在两条以太坊区块链:以太坊1.0和以太坊2.0，或者称之为ETH1和ETH2。对于用户来说，此时以太坊2.0没有任何意义，因为还没有分片链可以链接到信标链上。在这一阶段，信标链还是一副没有躯体的骨架，或者你可以将它看做是一艘大船的龙骨，一栋房屋的支架。
阶段1:分片链大概从2021年开始，第一批分片链将会上线投入使用。这些分片最初将以原始形式存储数据。它们不能根据某些共识规则处理数据，甚至不能显示用户或地址的帐户余额，它们仅被用作实验，用来测试分片效果，但也可能将这些分片用来存储数据，帮助DApp更好地扩展。第1阶段的重点，会围绕信标链展开。
在这一阶段，信标链开始通过交叉链接（crossLinks)引用分片的状态，从而实现状态的完结性。我们可以将信标链想象成是这样的一个区块链：其他的区块链会连接到这条信标链上，并且围绕信标链旋转。在这个阶段，这些分片链还不具有多少实际功能。
建立和运行新的PoS共识机制，并设置一条区块链作为各种数据链的控制中心，这是一个巨大的挑战。想要将以太坊1.0发展到这一阶段，还会有成百上千的细节需要讨论，还会有无数大大小小的更新需要实现。但是关于阶段1，我们目前只需要知道这一些就够了。在这个阶段，以太坊1.0和以太坊2.0区块链将继续并行运作。从第二阶段开始，事情会变得非常令人兴奋，更有意思起来。
阶段2:实现愿景
根据路线图所述，接下来的阶段将“实现以太坊2.0的真正愿景”:让分片链将能够处理交易。从这个阶段开始，以太坊2.0网络应该可以用在实际的应用程序上了。在项目的后续过程中，智能合约也将在分片链激活。然后上面提到的新的虚拟机所提供的执行环境也开始生效，它允许激活分片上自己的规则。例如模拟其他区块链，如比特币、Zcash或以太坊1.0。就像以太坊?1.0通过对比特币抽象化来实现区块链上的智能合约一样，以太坊2.0也将对以太坊1.0进行抽象化，重新定义区块链计算的基本性质。
阶段?2会结合所有链条的功能。在阶段?1中，分片链只是纯粹的数据存储，现在正在成为结构化的链，将智能合约的状态与共识过程也联系起来。开发者可以在某个分片上创建他们的DApp,而以太坊则成为了一个由信标链控制的多链系统。第二阶段预计在2021年末或2022年初完成。根据路线图所述，许多部分例如执行环境的概念化，“仍然在深入研究和开发中”。
阶段3-6
按照计划，以太坊2.0将会分为6个阶段上线。然而根据路线图，从阶段3开始，任何类型的预测都是推测，因为很可能会发生变化。在这些阶段的某个时候，以太坊1.0可能会逐渐因为无人参与而衰竭。当然，如果按计划推进的话，或者以太坊2.0替代掉原来以太坊1.0区块链的时候，所有的用户和以太坊代币都能迁移到新的区块链上了。不过，这一切还没有决定下来。对于这几个阶段，在以太坊的Github文件库中，是以一种开放方式描述的：
阶段3:轻客户端状态协议
实现轻客户端。这么做可能是为了减少各个节点必须携带的以太坊状态的数据大小，但并没有完全消除这些状态。
阶段4:交叉共享交易
交易可以在不同的分片之间共享。
阶段5:与主链安全性紧密耦合
阶段6:?更多的分片，二级分片或指数级分片
分片之中会继续包含分片，单个分片链或成为未来其子链的信标链。然而，关于这些阶段的更具体的信息现在仍然缺失，也只是有一些高度抽象的论文或来自来自在线研讨会的只言片语。以太坊2.0的具体形式是怎样的？至今为止，还没有明确定义。因此，预计以太坊的宁静阶段，可能还需要一段时间——比如4-5年，甚至更久时间才能完成。
-END-
译者：荆凯。
原文：https://medium.com/swlh/what-exactly-does-ethereum-2-0-mean-676983650c6b
声明：本文为作者独立观点，不代表区块链研习社立场，亦不构成任何投资意见或建议。
郑重声明： 本文版权归原作者所有， 转载文章仅为传播更多信息之目的， 如作者信息标记有误， 请第一时间联系我们修改或删除， 多谢。