作者：GrantHummer
译者：孙薇
出品：区块链大本营
编者注：原标题为《以太坊2.0前途光明》
关注以太坊有一段时间的人都知道，以太坊的发展史一路伴随着承诺延期、跳票和对未来计划的沟通不畅。这导致很多人将以太坊归入实验失败的范畴。这种悲观情绪可以理解，如今的以太坊运行缓慢，整个网络的速度受限，每秒只能处理15笔交易，而且进行大规模的复杂运算花费不斐。相比之下，Visa每秒能处理的交易多达成千上万笔。
以太坊为何又慢又贵？简单来说，是因为高昂的去中心化成本。去中心化很贵，就像如今大多区块链一样，以太坊上的每个节点都必须联网进行所有运算，以确保所有参与者都遵守规则。这会消耗实际能量与资源。就时间成本而言，运行以太坊的节点遍布全球——毕竟这是个为参与者提供无数激励机制的公共网络——同时，不同节点间的通信延迟很高，计算能力有所差异。因此，网络需要保持足够的延迟，以便较慢的节点能够“跟得上”，并继续为网络去中心化投票做出贡献。如果按照目前的架构设计，以太坊网络要在极短时间内处理太多数据，用户的硬件是无法跟上的，而网络上的唯一功能性节点就只有大型数据中心了。这将严重损害到以太坊的去中心化，因为这些数据中心节点可以轻易构成垄断，并接管网络或对网络进行审查控制。如今有许多加密网络都在实际中遇到此问题。
在公共区块链中保持足够层级的去中心化非常重要。没有去中心化，使用区块链就没有太大意义了，因为集中式区块链可以轻松审查大众的交易，并且效率还比常规的分布式数据库要低得多。针对区块链新手读者，我们可以回忆一下：在中本聪(SatoshiNakamoto)在比特币中发明去中心化管理这种新形式之前，实际上任何系统都无法做到实施「去信任的控制」——因为所有的参与者都会对决策施加影响，但没有任何一方能拥有全部或大多的控制权。以太坊的创造者VitalikButerin关于权衡去中心化和性能的著名回答便指出，任何人都能建立高TPS系统，只要让它成为“冒着热气的集中式垃圾堆”。
观点：加密货币将颠覆传统金融，可有效进行跨境支付转移:注册财务规划师、资产管理公司Delancey Wealth Management创始人 Ivory Johnson表示，加密货币将颠覆传统金融，因为它们最具吸引力的公用事业之一是能够在几乎没有成本、延迟或外汇波动的情况下，有效地进行跨境支付转移。就比特币而言，50年是很长的一段时间，比特币要么成为世界储备货币，要么成为下一个让很多人致富的美国在线(AOL)，直到被更好的技术取代。（CNBC）[2021/7/4 0:25:28]
假设有可能在各个节点无需处理其他节点交易的情况下，构建一个区块链，还能通过仅处理整个网络交易的一小部分来降低通信消耗，会怎么样呢？
我们就有了ETH2。
ETH2是下一代以太坊，甚至来说，将其称为以太坊有点不恰当了。这是一个完全不同的项目，在区块链的大规模运行方式上采用了新的0-1范式。ETH2目标在于，提高以太坊的可扩展性、安全性和可编程性。单个链处理15个交易成为历史，ETH2能在不损耗去中心化的情况下，每秒通过单个链处理成千上万乃至数以万计的交易。实际上，与目前比特币和ETH1中使用的工作量证明机制不同，ETH2将引入一种更加经济安全的共识机制，即权益证明。在传统的PoW区块链中，新比特币的生产和交易都是通过矿工处理的，也就是使用昂贵硬件来解决复杂数学难题的个人及组织。矿工保障网络安全性，以此换取交易费。在PoS机制的区块链中，情况则不同，新以太币是由锁定自身以太币，为网络提供安全性的验证者生产和交易。实际上，验证者所提供的安全性取决于网络本身的价值，如果某个验证者行为不当，就可以大幅削减其以太币。这种机制令验证者有激励去遵守协议规则。
PoS安全性很卓著的另一个重要原因在于，PoW机制容易受到所谓的“spawncamping”攻击。如果攻击者能够积累足够的挖矿硬件，来攻击比特币或者其他PoW链的话，比特币是无法阻止进一步攻击的，因为网络会不断重启或者硬分叉，最终只会被同一批挖矿硬件无限次攻击。相比之下，以太坊在应对这类攻击时具有更大的弹性——它可以对攻击者的权益进行硬分叉和削减，相当于烧毁攻击者的比特币采矿场。
观点：新一轮矿场出海潮或将到来:据21世纪经济报道消息，5月21日，国务院金融稳定发展委员会召开第五十一次会议，会议指出，强化平台企业金融活动监管，打击比特币挖矿和交易行为，坚决防范个体风险向社会领域传递。某币圈资深人士对21世纪经济报道记者表示，解读金融委会议提出的表述，公司化运作的比特币矿场大概率是会被禁止的，但应该不会直接叫停，具体操作应该会给矿场一定的清退期限。该人士进一步表示，未来具体出台的细则文件，或将导致比特币矿业集体出海，运作实体搬家，结果是北美矿场红利。从记者采访中获悉，不少头部矿场近年加紧了海外矿场布局，中亚和北美是主要布局方向。但受疫情影响，布局速度受限，但政策出台或将加速其海外布局。[2021/5/22 22:31:47]
此外，ETH2令开发者能够创建自己的交易处理方法，即执行环境。从而，开发者可以在需要的时候，在以太坊内使用不同区块链规则。为了极大地简化执行环境，ETH2赋予使用者权利，对交易使用比特币规则、ZCash规则、ETH1规则以及许多其他可能的规则集，其规模比目前高出多个数量级，且同时由同一批大型、资本化的验证者提供安全性保护。ETH2可以通过“分片”实现这一目标：ETH2中的每个分片都类似于区块链，具有自己特有的生成者和验证者，但每个分片与其他分片紧密连接，可以互相通信，从而构成一个大型的网络分片链。这样一来，ETH2上的指定验证者就无需处理整个网络中的单个交易了，只需处理和验证单个分片上的交易。这是一项创新性技术，使得使用客户端硬件的参与者们在ETH2网络上更有意义地参与进来。
这一点很重要：ETH2中的每个分片将与其他分片共享同等安全性，为了破坏单个分片，不得不破坏整个系统。Cosmos上，每个链都负责自身的安全性，从而形成了一个分散且易于被攻击的网络。与Cosmos这样的平台相比，这种安全模型提供了更佳的安全保障。这样一来，为了破坏ETH2，攻击者必须购买并抵押价值数十亿美元的以太币，而且如果以太币价格上涨的话，金额还会增加。
观点：目前比特币处于牛市五浪中第三浪的尾声:水木未名基金创始合伙人翟振林在接受采访时分析，本轮比特币牛市有四大特点。首先，新冠肺炎疫情暴发后的全球性大放水为比特币的牛市行情提供了充足的资金支持；其次，灰度资本打通了美股投资者与加密市场之间的合规投资通道，为各类传统投资者合法合规地投资加密货币提供了便利，从而为加密市场带来了海量的新资金；再次，特斯拉、推特等科技巨头以及大批上市公司也开始直接投资比特币，马斯克等全球意见领袖的喊单更加快了比特币的出圈速度；此外，支付巨头PayPal宣布支持用户通过PayPal直接买卖比特币，为中小投资者投资加密市场提供了便利途径，在牛市背景下有望极大地扩充加密市场的投资者基数。
翟振林认为，从技术分析来看，目前比特币处于牛市五浪中第三浪的尾声，短期内有可能见顶回落，经过调整后预计会在下半年继续上涨。从价值分析来看，代表长期投资者偏好的MVRV指数（MVRV是一个直接从二级市场供给和需求角度出发的指标，是市场平均获利倍数的代理指标）已经处于较高水平，目前市场处于投机阶段，但是离2013年与2017年的牛市峰值还有一定距离，还未出现牛市见顶信号。（中新经纬客户端）[2021/2/19 17:31:01]
这是传统区块链网络的图像——由数据块构成的单个“链”。无需费心理解blockheader或transactionslist的含义，此图片仅用于说明：
这是ETH2的图像，不过实际中不止两个分片链，而是64个。所有分片都使用信标链互相协调。与上图类似，不必关心其中的技术细节：
观点：DEX交易量下降表明DeFi投资者正转向比特币:Cointelegraph发文称，随着比特币持续攀升至2020年的新高，围绕去中心化金融（DeFi）项目的炒作继续减弱。数据显示，去中心化交易所（DEX）的交易量正在迅速下降，这进一步表明DeFi行业的下滑。DEX每周交易量已从9月第一周的80亿美元下降至10月19日至25日期间的30亿美元，其中Uniswap仍以56％的市场份额领先。[2020/10/30]
ETH2由9只不同的工程团队构建，他们都获得了以太坊基金会的拨款资助，并收到了以太坊社区的广泛支持。这些团队正在构建客户端——类似于网络浏览器的东西，只不过客户端是用来在访问并参与到以太坊网络。客户端的多样性是以太坊的核心原则之一，前提性准则：即如果一两个客户端崩溃或者存在bug，整个网络不会崩溃。每个客户端都针对不同的利基用法，但所有客户端都能参与到网络中。例如，一个客户端针对智能手机做了优化，另一个则是为企业使用构建的。工程团队根据以太坊基金会、ConsenSys和更广泛的学术社区那些才华横溢的研究者所创建的规范来构建ETH2。许多研究都是以开源方式在ethresear.ch网站上进行的，全世界任何人都可以发表有效的技术想法、建议或者批评。经过数年的反复迭代，这些规范才达到目前的状态：有一阵子研究人员认为已经有了切实有效的设计，但之后又发现了一些缺陷，导致部分甚至整个系统需要重新设计。毫不夸张的说，ETH2的研究团队是整个区块链领域中最有经验和才华的协议设计团队。
下面是ETH2的研究团队名单：
ChainSafeSystems
总部位于安大略省多伦多市，公司有30多人，其中有5名开发者负责ETH2客户端的研究；
观点：疫情之下日本一批投资者或已从加密交易所撤出资金以防范潜在风险:根据日本加密货币交易协会(JVCEA) 此前公布的3月数据，日本注册的活跃加密账户数量从2月份的2048501个减少到3月份的20448806个。这意味着3695个账户可能没有交易过任何数字资产。加密交易所Bitbank的市场分析师长谷川友哉（Yuya Hasegawa）在8月3日的一份报告中说，尽管三月份加密交易员的活动有所减少，但日本交易所的法定存款数量却有所增加。部分原因可能是日本家庭希望获得10万日元(约合940美元)的刺激资金。长谷川表示，其中许多存款在交易所停留的时间并不长。长谷川在报告中称:\"当新冠肺炎疫情冲击到更广泛的金融市场，并产生了追加保证金的需求时，一大批投资者可能已经从加密交易所撤出了所有资金，以筹集一些现金。一些投资者这样做，可能是为了防范紧急状态可能导致的收入减少和失业等潜在风险。”然而，长谷川表示，活跃账户数量的小幅下降“并不一定意味着日本用户对加密货币失去了兴趣”。（Cointelegraph）[2020/8/4]
草根开发者，于多伦多以太坊开发者交流会上结识；
构建了以JS编写的Lodestar客户端。
PegaSys
ConsenSys的50多人团队，成员分散在全世界；
构建了对企业友好的ETH1客户端Pantheon；
有一支研究者团队主攻ETH2规范；
构建了基于Java的客户端Artemis，针对企业用途优化。
Harmony
位于俄罗斯的4人团队；
构建Java以太坊客户端；
迄今公开信息有限；
可能会与PegaSys/Artemis合并。
ParityTechnologies
位于柏林的60+人团队，有大量远程员工；
从以太坊基金会获得了500万美元，用于构建ETH2客户端SubstrateShasper；
同时也是互操作性区块链项目Polkadot的幕后团队，这个项目有人认为是以太坊的竞争对手；
构建并维护着第二大热的ETH1客户端Parity
PrysmaticLabs
分散在美国各地的6人团队；
更新博客很积极，其博客是更多了解和跟进ETH2的良好途径；
构建了客户端Prysm，可用于多种主流用途，类似于ETH1中的Geth。
SigmaPrime
总部位于澳洲悉尼的4人团队；
具有强大的学术及软件开发背景；
构建了客户端Lighthouse，适用于主流用例。
Status
分散在欧洲的8人团队；
研发轻量级客户端Nimbus，针对智能手机或其他“轻”环境用途。
Trinity
与以太坊基金会签约的4人团队；
构建的轻量级客户端将用于更高级实现的原型。
Nethermind
位于伦敦和波兰的7人团队；
在.NET中为ETH2构建Windows客户端。
ETH2的发布分为多个阶段，但其中最重要的是前三个阶段。这些阶段交错推出了ETH2的各个组件，不但由于正确构建各个组件很花时间，还因为逐渐引入更改会大幅降低技术风险。对于价值数十亿美元的加密网络来说，“快速行动打破困境”并不明智。与可以迅速推出修复程序的集中型技术公司不同，包含严重bug的加密网络可能会由于网络参与者都必须手动更新到最新的客户端版本，而在很长一段时间内遇到严重破坏，最糟的情况下必须回滚大量交易以确保网络的安全性。这将产生极大的负面影响，就如DAO黑客在2016年造成的那样，导致以太坊开发者和用户分出了自己的链EthereumClassic。
阶段0：可能会在2020年第二季度末，或者第三季度初交付。引入信标链，用作整个ETH2网络的某种“命令与控制”中心。这个信标链将组织验证者，将其分配到不同的分片链上，并且在随机改组到另一个分片之前，负责处理该分片的交易。改组是ETH2安全性的重要组成部分，缺乏改组会导致一小部分验证者可能被贿赂或破坏，感染ETH2的运行。信标链还负责证明不同分片所生成的数据块的准确性，以便可以在不同分片间交换以太币、token和数据。用一句1970年代的加州术语来形容：信标链是管理其他区块链的区块链。
如果信标链是命令和控制，则验证者是处理施工作业的。验证者是PoS网络上的参与者，负责处理和预订网络交易，并将这些内容在彼此间转发，并转给其他参与者。他们可以为此获得交易费和新生产的货币。验证者可以说是加密网络中最重要的角色，为他们设计激励机制也是ETH2想要解决的核心挑战。信标链也负责削减行为不当的验证者。
阶段1：将于2021年交付，自行启动分片链，但不能在分片上处理或构建数据。这些数据将以原始形式形式存在于分片上，主要是为了确保分片链能够互相通信，并将信息传递给信标链。分片无法对数据进行任何计算。阶段1一开始感觉像是优化过的测试网，用途有限，但事实并非如此。新的或现有的DApp可以利用这些数据存储，增加可扩展性。例如：去中心化的TwitterDApp能够将数据存储在分片链上，并在链外执行大部分计算，同时ETH1为其提供了很高的安全性保障。在阶段1，ETH1仍将正常运行，同时1.0和2.0链将同时运行。
在2019年12月末，Vitalik曾提议加快将ETH1移入信标链，以便让以太坊可以实现PoS的用处，并且更快与ETH2融合。最初，ETH1将以特殊分片存在，但在阶段2将转为执行环境。目前尚无计划指出实现的时间，但看起来似乎会在阶段1出现。
阶段2：预计将于2021年或2022年启动，这也将实现ETH2真实愿景。到时候，分片可以处理交易，且ETH2网络可用于实际的商务应用程序中。分片的智能契约将在阶段2引入，伴随着运行智能契约的相应执行环境。正如早前提过的，执行环境使得开发者能够创建处理其交易的任意规则集。这也意味着协议开发者能够创建模仿比特币、Zcash、ETH1或其他任何想得到的方法，为区块链交易的计算创建执行环境。与ETH1总结比特币以启动智能契约的方式相同，ETH2将总结ETH1以重新定义区块链计算的本质。
ETH2的某些组件仍存在大量未解决的研究问题，像如何以去中心化的方式保持提供和存储数据，跨分片的交易如何运行，执行环境如何管理等等。但是这些问题的相关研究正在迅速推进中。
再次重申ETH2的三个阶段：
阶段0：
于2020年第二季度末或第三季度初交付；
启用信标链，并实现在信标链上的PoS验证；
ETH1会继续正常运行。
阶段1：
于2021年交付；
启动分片链，允许在这些分片链上存储数据，但分片上不处理交易；
ETH1或可继续正常运行，或作为特殊分片并入ETH2。
阶段2：
于2021年末或2022年初交付；
允许在分片上交易；
一段时间后，ETH1将作为执行环境并入ETH2。
以太坊会在阶段2之后继续发展，但未来蓝图仍旧不甚清晰。一些可能的方向包括：使用ZK-SNARK增加可扩展性，轻量级客户端的进一步研发，二次分片。在远期，可望使用CBCCasper这样的共识机制来抽象化分片本身。
从笔者角度来看，以太坊的前景一片光明。以太坊拥有大量的研究人员、开发人员、用户和项目，没有其他的智能契约链能与之媲美，现在介入正是时机。以太坊正面临可能最大最重要的升级，如果成功实现，将会为整个世界创造大量价值。
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