3月19日，以太坊创始人Vitalik Buterin连发多条推文，表达了他对ETH 2.0未来5-10年乃至更长时间发展的看法。随着新信息或新技术的发现，细节可能会发生变化。
Vitalik Buterin表示，在过去的两年里，以太坊团队已经从“蓝天”研究（试图了解什么是可能的）阶段转向具体的研发。团队对权益证明的功能和局限性、分片的安全模型等有了更深入的了解。像zk-snark 这样以前看似遥不可及的技术现在变得越来越实用。
此外，保持兼容性并确保平稳过渡到以太坊已成为过去两年的增长趋势。目前相关研究还在继续，未来只会有越来越多比这次升级更复杂的事情。但同时，Vitalik Buterin 表示，许多变化实际上是朝着降低复杂性的方向发展的。
以太坊2.0是大家经常听到的一个词。以太坊是全球第二大公链，被认为对区块链未来发展至关重要。然而，要准确地解释它并不那么容易。尽管如此，在这篇文章中我将尽力阐明这一点。
很难找到一条能像以太坊一样强大的公链。它是绝大多数代币和智能合约的所在地，也是对开发商和公司最具吸引力的区块链。然而，以太坊尚未正式成为它真正想要的样子。到达“Serenity”版本（译者注：以太坊的最终版本）还有很多流程需要经过。
事实上，在过渡到Serenity 版本期间计划进行一个简单的硬分叉。由于这个过程比预想的要复杂，所以此时可能会是一个漫长的过程。以太坊2.0 就是实现这一目标的方法。我们经常在许多加密货币相关媒体上看到这个术语，甚至会发现成百上千篇关于它的文章。然而，这些文章大多数要么过于简单和笼统，要么过于技术性和注重细节。
为什么以太坊2.0 Chromatic Capital 解释说以太坊现在运行速度非常慢。以太坊链每秒只能处理15 笔交易，他说：“在以太坊上运行任何大规模复杂应用程序都非常昂贵。相比之下，Visa 每秒可以处理数千笔交易。以太坊比特币缓慢的原因是因为它是去中心化的，而且必须保持去中心化。”
根据其设计，这个问题可以依靠超级节点（也称为“共识节点”）来解决。通过提高超级节点服务器的性能，可以更快地处理每笔交易。该解决方案是一个非常简单且直接的解决方案。区块链可以保持原样，人们只需要增加客户端的并发性即可。
然而，以太坊开发者拒绝了这一计划，主要是因为他们担心这会损害去中心化的理念并降低抵抗审查的能力。我们都知道这样一个理论：去中心化、可扩展性和安全性，跨链世界的不可能三角——。这个问题成为所有第二代区块链项目的基础，包括声称能够解决这个难题的IOTA。大多数这些项目（包括以太坊2.0）采用的方法是使用另一种共识机制来代替当前的PoW 挖掘算法。
以太坊之前的设计或多或少被认为是失败的。因此，根据Chromatic Capita 的说法：“以太坊2.0 是一个与过去完全不同的项目，是从零到一的飞跃。以太坊2.0 不仅仅是升级，它重塑了区块链。这种新的设计使以太坊平台更加安全，交易处理规模可扩展至每秒数千个，并且可编程性得到改善，所有这些都不会牺牲其去中心化性质。”
图片来源：Daniil Kuelev 在Unsplash 上拍摄的照片
以太坊2.0如何解决？以太坊2.0主要通过分片、权益证明共识算法和新型合约虚拟机三种手段解决传统区块链不可能三角问题。
这些话是什么意思？分片是一种将数据库拆分到多个服务器（换句话说，对它们进行分区）的方法。就像一台计算机在一个磁盘上有多个分区，但数据仍保留在同一个磁盘上。区块链在保证一致性的同时也应该被划分为多个分区。每个“碎片”应该与整个系统一样安全。
在权益证明共识算法中，不存在消耗大量能量来挖掘和组装区块数据的矿工。他们被stakers所取代：需要证明自己拥有一定数量以太币的节点（译者注：使用以太坊作为抵押品）。该算法不仅更加节能，还能保证更快的交易确认和共识，并最大限度地实现这些验证者的去中心化。以太坊开发者多年来一直致力于改进共识流程，希望这个流程能够快速完成交易的共识并确保权益持有者能够遵守规则（防止节点作恶）。通过权益证明，以太坊上的交易可以在几秒钟内得到确认，并且该链还可以抵抗51 的攻击。
最后，新的虚拟机使开发人员能够创建自己的执行环境。这种设计可以将其他区块链（例如BTC 或Zcash）的规则引入到分片上。因此，以太坊可以成为不同区块链的通用构造。
这三个目标中的每一个都提出了一个难题。截至目前，还没有可用的区块链分片，许多聪明人都在争论权益证明算法是否真的有效。以太坊开发人员着手解决区块链开发的几个挑战，从而创建一个保留区块链开发核心约束并包含相应权衡的架构。
第0阶段：信标链以太坊2.0的核心是信标链。创建这条新链最初是为了协调最多64 个分片链。 Chromatic Capital 将其描述为整个以太坊2.0 网络的“命令和控制中心”。
信标链管理Casper（以太坊2.0 的权益证明协议）。它记录验证者及其质押的以太币数量，并随机选择区块的验证者并随机分配给他们一条分片链。信标链的共识规则是对不诚实和邪恶的验证者实施制裁。信标链充当不同分片之间的链接。
以太坊2.0 验证器是通过PoS 算法选举的，换句话说，用户使用他们的以太币（也称为“证明”）进行投票。当分片链中的区块收集到足够多的此类证明时，它就会在信标链上收到所谓的交叉链接。从这一刻起，该区块已经“完成共识”，这意味着该区块不可能被撤销和回滚。分片链上的区块安全性与信标链（即主链）上的相同。这个过程模糊地告知了Ripple 的共识算法和IOTA 的未来计划：网络上的节点以某种方式对区块进行投票。
作为对他们工作的奖励，验证者将收到ETH2 代币。 ETH2 是信标链上的原生代币。从长远来看，它将取代现在的以太坊，并且无固定限额地进行分发，以保证链的长期安全。
信标链可能会在2020 年第二或第三季度推出。这将启动向以太坊向阶段0 的过渡。此阶段可以运行信标客户端并将当前的以太币（现在称为ETH1）转移到信标链，将它们转换为信标链。在此过程中转换为ETH2。这是一个单向过程（ETH1只能转换为ETH2，ETH2不能转换为ETH1），因此ETH1被有效销毁。
因此，如果第0 阶段成功完成，该阶段将有两个以太坊区块链：eth1（当前链）和eth2。对于用户来说，eth2 此时没有任何意义，因为还没有与之连接的分片链。可谓是没有身体的骨架，或者是尚未形成房屋的建筑脚手架。
第一阶段：分片链预计2021年，第一条分片链上线。这些分片最初将以原始格式存储数据。他们无法按照一定的共识规则处理数据，甚至无法显示用户或地址的账户余额。它们仅用作测试分片架构的实验室，但也可以用作数据存储以帮助DApp 更好地扩展。
信标链的工作重点是第一阶段：在这个阶段，它开始通过交叉链接引用分片的状态，并最终对其达成共识。现在，人们可以将其视为一条区块链，其他分片链（此时仍处于非活动状态）在连接到它的同时围绕它旋转。
这个阶段可能没什么好说的。它将包含数千个大大小小的细节、讨论和更新，以帮助以太坊达到这一阶段。启动并运行一个新的权益证明系统，并构建一条可以充当各种数据链控制中心的链，是一个巨大的挑战。
现阶段，eth1链和eth2链仍将并行存在。从第二阶段开始，接下来的阶段就变得非常精彩。
第二阶段：实现愿景根据以太坊路线图，该阶段将实现“以太坊2.0的真正愿景”：交易将在分片链上处理。从这个阶段开始，ETH 2.0网络已经为实际应用做好了准备。在项目后续过程中，智能合约也将在分片上激活。然后，上述新的执行环境将生效，允许在分片上激活自定义规则，例如模拟其他区块链，如比特币、Zcash 或ETH 1.0。
Chromatic Capitals 对此做了很好的解释：“正如ETH 1.0 从比特币的设计中抽象出来，然后在区块链上实现智能合约一样，ETH 2.0 也将抽象出ETH 1.0 来重新定义区块链。计算的本质。”第二阶段结合了所有链的功能。分片链（以前是纯数据存储）现在正在成为结构化链，将智能合约的状态与共识过程联系起来。开发者可以在分片上实现他们的DApp，以太坊成为由信标链控制的多链系统。
第二阶段预计将于2021 年底或2022 年初开始。根据以太坊路线图，第二阶段的许多部分，例如执行环境的概念化，“仍在深入研究和开发中”。
图片来源：Joshua Earle 在Unsplash 上拍摄的照片
第3~6阶段ETH 2.0计划将分六个阶段逐步启动。然而，根据路线图的描述，从第三阶段开始，任何预测都只是猜测，很多事情都可能发生变化。在这些阶段的某个时刻，ETH1 可能会死亡。然而，如果这种情况按计划发生，或者因为所有以太坊和用户都已逐渐迁移，那么ETH 2.0 应该会取代旧的区块链。但现在，这一切都还不确定。
以太坊的Github Wiki 文档描述了以下四个阶段：
第3 阶段：轻客户端状态协议客户端变得状态极简。这一阶段将减少单个节点必须携带的以太坊状态数据的大小，但不会完全消除节点的这部分数据存储。
第四阶段：跨链交易我认为这个跨链交易是指分片链上的直接跨链交易。
阶段5：与主链安全紧密连接阶段6：超二次或指数分片分片链中会有分片，每个分片链将成为其分片的信标链。
然而，目前缺乏有关这些阶段的具体信息，并且不知道何时可以实现阶段性目标，无论是来自高度抽象的论文还是来自在线讨论的片段。因此，ETH 2.0的具体形式尚未明确定义。因此，以太坊Serenity版本的完成可能需要一些时间（保守估计可能是4、5年）。
