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文章来源：蓝狐笔记
前言：以太坊2.0旨在解决可扩展性问题，以实现其世界计算机的愿景。以太坊2.0目前正在实施前三个阶段：PoS、分片和eWASM。目前来看，这至少需要一年半的时间。以太坊2.0能否成功落地，将直接决定其未来在整个区块链领域的地位，因为其他扩容计划，如Polkadot、Cosmos、Harmony，本质上都是扩容和应用生态。谁能先出来，谁就能占据上风。本文作者为SPOX，由“蓝狐笔记”社区“Cipher”翻译。
2013年11月，滑铁卢大学一位年轻的俄罗斯裔加拿大大学生、《比特币杂志》联合创始人发表了一份白皮书，提议开发一个支持通用脚本语言和应用程序开发的区块链平台。
他的名字叫Vitalik Buterin，他的想法很快就实现了。 Buterin 与其他七位创始人一起创建了以太坊，这是一个用于构建去中心化应用程序的智能合约平台。他们发起了众筹活动来资助开发，在12 小时内筹集了3,700 个比特币，当时价值约230 万美元。一年后，该项目于2015年开始运行。
以太坊的早期承诺是创建一台世界计算机，一台去中心化的世界计算机，可以执行任何人的代码以换取费用，例如代币销售或去中心化借贷。在早些时候的演讲中，Buterin 将以太坊与Google Play 进行了比较。 以太坊将允许开发人员将应用程序上传到区块链，以便在世界任何地方使用。
（2018年1月至2019年1月，以太坊dApp活跃用户下降近60%，来源： dApp统计）
四年过去了，在很多方面，我们仍在等待这一承诺的实现。虽然从Augur 的预测市场到Cryptokitties 等收藏游戏等应用程序都已在以太坊上推出，但大多数应用程序未能获得持续使用或接近成为Facebook 和Google 等公司开发的消费者应用程序。这些应用程序吸引了数十亿用户。
目前dApp的现状显示，目前排名靠前的以太坊dApp在过去24小时内只有3000名活跃用户。即使dApp 正在吸引主流采用，也不清楚网络是否有能力支持它。 —— 在Cryptokitties 热潮的鼎盛时期，以太坊交易费用当时升至0.02 eth，即20 美元。由于核心项目停滞不前，dApp无法吸引用户，整个加密货币市场逐渐降温，以太坊价格从2018年1月占比特币市值的51%左右下降到如今的17%左右。 （蓝狐注：目前30%左右）
为了发挥其潜力并将去中心化应用程序扩展到数百万甚至数亿用户，以太坊必须解决与可扩展性和性能相关的关键问题。为此，以太坊开发者推出了雄心勃勃的ETH2.0 路线图，其中包括PoS、分片等。以下是投资者需要了解的内容以及这些事态发展如何影响ETH 基本面的相应时间框架。
以太坊2.0 路线图
（以太坊2.0路线图，来源：Hsiao-Wei Wang）
以太坊的许多问题都与速度和可扩展性方面的固有缺陷有关。解决这些问题，同时保持协议的去中心化，是ETH2.0 的核心优先事项。
当人们说以太坊是一个“去中心化的智能合约平台”时，他们的意思是智能合约的代码存储在网络上的每个全节点上，并且代码必须在所有全节点上执行。以太坊的PoW 共识模型意味着这可能需要3 到18 分钟，具体取决于网络的拥塞程度。因此，在以太坊上部署代码比使用Amazon Web Services (AWS) 等集中式服务要贵得多，而且速度要慢得多。
以太坊2.0 旨在扩展，它有两个主要目标：
1.引入PoS共识机制，这将消除昂贵的PoW挖矿的需要。
2.引入分片，这将提高ETH交易的速度和吞吐量。
以太坊2.0将构建一个新的、独立的平台，并在未来逐步取代现有的系统，而不是试图将这些升级直接构建到主网上。
以太坊wiki 绘制了ETH2.0 的七个不同阶段，这可能需要几年时间才能实现。大多数仍处于研究阶段，没有明确的技术规范。在开发人员可以实际在以太坊2.0: 上进行构建之前，需要完成前三个阶段
· Phase 0 —— 信标链： 信标链是一条资产证明链，将与以太坊的PoW 链并行运行。一开始，为了简单起见，信标链既不支持智能合约，也不支持账户。
· 第一阶段—— 基本分片： 分片旨在通过将网络划分为多个分片来帮助交易扩展，从而允许网络同时处理多个交易。
· 第2 阶段- eWASM: eWASM 本质上是一个重建的以太坊虚拟机(EVM)，支持PoS 和分片。它将智能合约、账户等引入ETH2.0。
以太坊2.0 的分阶段推出旨在在安全的环境中测试协议的每次升级，而不影响安全性。
正如以太坊研究员Ben Edgington 所写：
“建立在这样一个新的平台上，——信标链使我们能够无限地引入巨大的创新，而不受当今主网的限制，最关键的是，不需要在当前运行的网络上进行心脏直视手术。 ”
在本文的其余部分中，我们将介绍路线图的前三个阶段，即PoS 和以太坊分片。
信标链： 将PoS 引入以太坊
信标链旨在充当以太坊2.0 的神经系统，并引入PoS 链，该链最初将与以太坊的PoW 链并行运行。信标链预计将于2019 年推出。
目前，以太坊运行在PoW 区块链上，矿工们竞相解决困难的加密问题。这个问题的答案很容易验证，但很难找到，这意味着证明共识需要大量的硬件和电力投资。使用PoS，可以通过一组称为验证器的节点达成共识。每个验证者都会“抵押”一定数量的ETH 来参与共识过程。验证者提议将新区块添加到链中，并通过投票过程验证新交易。验证者因良好行为而受到奖励，因不良行为而受到惩罚（例如，对无效交易进行投票）。
信标链的主要职责是维护一组PoS共识的验证者，提出并验证新的区块，并将其添加到链上。每个验证者必须质押32 ETH。信标链还随机选择一个由120 名验证者组成的委员会来投票决定将哪个区块写入链中。 Beacon链的第0阶段将是非常基础的，既不支持智能合约，也不支持账户，但它将为下一步的开发奠定基础，例如分片和升级的以太坊虚拟机。
PoS 并不是一个新概念；早在2011 年，即比特币的早期阶段，Bitcointalk 论坛上就对此进行了讨论。对PoS 的常见批评之一是它可能导致一小群富有的验证者对网络的寡头控制。 ETH2.0路线图旨在通过试验经济激励和博弈论来解决这个问题，但目前尚不清楚如何实现这一目标。
分片： 以太坊2.0 的可扩展性
（基于分片的验证示例，来源：Hsiao-Wei Wang）
目前在以太坊网络上，每个全节点都会验证所有交易。如果将智能合约上传到以太坊，这意味着它必须在网络上的每个节点上执行，从而限制了交易速度和吞吐量，同时将节点的大小增加到超过2TB。
在以太坊2.0 中，分片提出了这个问题的解决方案，以帮助以太坊扩展。分片是指将大型数据库划分为更小、更快的碎片。每个分片都有自己的交易链。以太坊账户将被分配到其中一个分片，并且可以与该分片上的其他账户进行交易。
最终，以太坊2.0 的想法是促进跨分片通信——，但这要到第2 阶段或更高版本才会发生。在以太坊2.0 上，分片充当网络的共享数据层。以太坊2.0初始分片的推出至少要等到2020年。
Vitalik Buterin 对分片的解释如下：
“想象一下以太坊被分成数千个岛屿。每个岛屿都可以做自己的事情。每个岛屿都有自己的功能，属于该岛屿的每个人，即账户，都可以互动，他们可以自由地与其他岛屿互动，他们必须使用某种协议。”
以太坊分片的第1.0 阶段将在PoS 信标链上引入。分片将由信标链随机分配的一组验证器进行验证。分片的验证者只需要验证信标链分配给他们的分片上的交易。 1.0 阶段将引入100 个并行工作的分片，最初，在此阶段它们不会处理账户、资产或智能合约。
分片通过将大量网络事务拆分到各个分片上，为网络带来了可扩展性优势，但它也引入了一系列新的安全问题。在PoW 中，攻击者需要积累51% 的算力才能发起成功的攻击。例如，如果网络被分成100 个分片，成功攻击一个分片所需的网络算力（或PoS 中的质押存款）就会变少。另一个批评是分片可能会导致更高的中心化，因为每个不同的分片都由相对较小的验证者组运行。
虽然以太坊开发人员已经提出了这些问题的解决方案，主要是通过确保随机选择验证器，但它们仍然需要进行测试，这就是分片的初始实施将受到限制的原因。
eWASM: 以太网虚拟机v2
当前的以太坊虚拟机按顺序处理交易。以太坊网络上的每个节点执行交易并将其存储在区块链上。为了通过分片实现PoS 和并行交易处理，以太坊团队计划构建一个名为eWASM 的新虚拟机。它仍处于研究阶段，至少要到2020 年甚至可能更长时间才会建成。
这是将智能合约功能引入以太坊2.0 并使其性能与以太坊1.0 类似的关键，只是更快更好。
根据eWASM 规范：
“为了真正使以太坊成为世界计算机，我们需要拥有一个非常高性能的虚拟机。当前的虚拟机架构是原始性能的最大障碍之一。 WebAssembly 的目标是利用各种平台功能上可用的通用硬件，以接近本机的速度执行。这将为需要性能/吞吐量的各种用途打开大门。”
eWASM的引入将使以太坊2.0能够支持智能合约、账户、状态等。然而，eWASM仍处于研究开发阶段，在推向生产之前可能会发生重大变化。
以太坊2.0是一场马拉松，而不是短跑
以太坊1.0 是一群无组织的人试图建造一台世界计算机；以太坊2.0 将成为事实上的世界计算机。 ——维塔利克·布特林
对于ETH 投资者来说，了解以太坊2.0 路线图最重要的是，它提出了对协议的彻底改革，这将需要大量时间和迭代才能实现。
Kyokan 对多个参与以太坊2.0 的团队进行了采访，根据他的报告，前三期的交付至少需要一年半的时间。与流行媒体的说法相反，投资者应该意识到，想要在以太坊2.0 上进行开发的开发人员需要等待这些阶段的交付。此外，路线图的许多后期阶段仍处于研究开发阶段，这意味着新的研究可能会使路线图的部分内容失效或导致严重延误。
如果以太坊2.0 能够解决与PoS 和分片相关的挑战，它可能有能力保持其作为加密货币中最大的智能合约计算平台的领先地位。但这肯定不会在一夜之间发生。
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