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资料来源：区块链研究会
您可能熟悉以太坊2.0 这个名字。以太坊在区块链社区中扮演着重要的角色，以太坊2.0直接影响着以太坊乃至区块链的未来。
然而，以太坊2.0到底是什么？说实话，要清楚地回答这个问题并不容易。尽管如此，在本文中，我们想尝试一下。
以太坊社区热闹非凡，几乎没有区块链社区可以与之匹敌；绝大多数代币和智能合约都运行在以太坊上，而对于区块链领域的大多数开发者和公司来说，以太坊也是他们的首选。然而，以太坊目前的状况距离其抱负还很远。也就是说，以太坊的预期生态尚未正式揭晓。在最后阶段Serenity（宁静，智慧的意思），以太坊将正式转换为PoS共识机制，呈现出最终的样子。
然而，通往平静的路还很长。
实际上，从以太坊1.0 到最终Serenity 阶段的过渡涉及一系列硬分叉计划。然而，由于比预期更加复杂，该过程非常耗时且耗费人力。社区使用“以太坊2.0”来描述目标和实现它的方法。
以太坊2.0，或者ETH 2.0，你应该在很多区块链媒体上看到过这个术语。有数百篇文章提到以太坊2.0。然而，令人满意的文章并不多：有的过于简单、笼统，无法提供具体信息；有的过于简单、笼统，无法提供具体信息；其他的则过于技术性和详细性，导致阅读困难。
我希望通过这篇文章来清晰地描述以太坊2.0。值得提醒的是，本文包含当前对以太坊2.0的理解，并且该信息可能随时更新。
1. 为什么需要以太坊2.0？第一个原因是：以太坊目前的速度太慢。许多复杂的应用程序的扩展成本非常昂贵。我们来比较一下Visa 的信用卡处理能力：Visa 每秒可以处理数千笔交易，而以太坊每秒只能处理15 笔交易。以太坊之所以慢，是因为它是去中心化的架构，需要继续去中心化。
那么如何改进呢？
一种可能的想法是通过超级节点：用户可以依赖超级节点，即“共识节点”。共识节点拥有足够强大的服务器来处理所有交易。这个解决方案足够简单，可以保持区块链原样，所需要做的就是增加客户端机器上并发处理进程的数量。
然而，以太坊开发者拒绝了这一选择，主要是担心这会损害区块链的去中心化及其抵抗审查的能力。
我们早已熟悉了区块链不可能三角的结论：去中心化、可扩展性和安全性。我们只能从三者中选其二，而不能兼顾三者。如何打破不可能三角，是所有“二代区块链”项目都想尝试的。例如，IOTA声称能够解决这个三难困境。大多数解决方案，包括以太坊2.0，都试图用其他共识机制取代PoW挖矿机制。
因此，以太坊最初的设计或多或少被认为是失败的。根据Chromatic Capital 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不仅仅是对原始版本的升级，而是对以太坊区块链的彻底改造。以太坊2.0 旨在使以太坊更加安全，扩展处理能力以处理数千笔交易，并提高可编程性。更重要的是，这些改进不会损害以太坊的去中心化。
以太坊2.0计划如何解决这个问题？
对于经典的区块链不可能三角问题，以太坊2.0打算通过三项改进来解决：
分片PoS 权益证明共识机制新虚拟机
等等，这些术语是什么意思？
分片
分片（Sharding）是一种将数据库拆分到多个服务器上的技术手段，即分区。就像计算机在同一硬盘驱动器上有多个分区一样，区块链可以分为多个部分，而不会影响数据的一致性。分片具有与整个系统相同的安全性，不存在因分片而带来的风险。
权益证明
在PoS共识机制下，不再需要矿工创建区块。在以太坊2.0 中，质押验证者（Staker）将承担生产区块的责任：这些节点需要质押一定数量的ETH。与PoW 共识机制相比，PoS 方法不仅节省能源，而且提高了交易速度，并使区块链上质押验证者的分布更加去中心化。
多年来，以太坊的区块链开发人员一直致力于实施一种独特的共识机制，既确保交易快速完成，又确保参与者遵守规则。借助PoS 权益证明机制，以太坊交易可以在几秒内完成，并且可以抵抗51% 攻击。
新的虚拟机设计
通过新的虚拟机设计，开发人员可以创建自己的执行环境。这允许在分片上引入来自其他区块链的规则。例如，开发人员可以将BTC 或Zcash 的规则引入以太坊。因此，以太坊可以成为不同区块链使用的通用架构。
不得不说，分片、PoS共识机制、新型虚拟机这三个目标，每一个都是一个非常雄心勃勃的想法。到目前为止，区块链分片功能尚未实现，社区中许多聪明的思想家都在争论PoS共识机制是否真的有效。
以太坊人正在致力于解决区块链开发的多重挑战，并致力于创建一个合适的架构，突破现有区块链开发面临的限制和妥协，让这些问题成为过去。
2、以太坊2.0的发展历程接下来我们梳理一下以太坊向以太坊2.0演进需要经历的几个阶段。
阶段0 : 信标链
信标链是以太坊2.0的核心。这条新区块链上线后初期可以协调多达64条分片链的运行。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“Caspar Proof of Stake”协议，记录质押见证人（Staker/Validator）及其质押代币数量，随机选择质押验证者，通过随机分配的方式将分片链分配给他们。验证者。信标链将采用共识规则来制裁不诚实的质押验证者，并充当不同分片之间的链接枢纽。
以太坊2.0 中的验证者通过权益证明机制进行投票，使用他们持有的代币对称为“证书”的结构进行投票。一旦分片链获得了足够的“证书”，就会在信标链上获得交联关系。从这一刻起，区块获得最终稳定性，无法再被撤销或篡改。在分片链上，区块获得与主链（信标链）上的区块相同的安全性。这个过程似乎让我们想起了Ripple的共识机制和IOTA的计划：允许网络上的节点以某种方式对区块进行投票。
质押验证者因其工作而获得奖励：他们获得ETH2 奖励，这是信标链的原生代币。从长远来看，ETH2 将取代ETH 代币。 ETH2 代币的总量没有限制。通过这种方式，将代币分发给维护区块链运行的验证者，为区块链带来长期的安全保障。
信标链计划于2020 年第二或第三季度上线。这将启动向ETH2 过渡的第0 阶段。用户可以运行信标链客户端并向信标链支付ETH（现在称为ETH1），然后将其切换为ETH2。这是一种单向兑换方式，ETH1将会被销毁。
因此，如果第0阶段成功，将会有两条以太坊区块链：以太坊1.0和以太坊2.0，或者ETH1和ETH2。对于用户来说，以太坊2.0 此时没有任何意义，因为没有分片链可以链接到信标链。
现阶段，信标链仍然是一个没有身体的骨架，或者你可以把它想象成大船的龙骨或房屋的支撑。
第一期： 分片链
2021年左右开始，第一批分片链将上线并投入使用。
这些分片最初将以原始形式存储数据。它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效果的实验，但这些分片也可能用于存储数据并帮助DApp 变得更好。扩大。
第一阶段的重点将围绕信标链。在这个阶段，信标链开始通过交叉链接引用分片的状态以实现状态完整性。
我们可以将信标链视为一条区块链：其他区块链将连接到这条信标链并围绕信标链旋转。现阶段，这些分片链还没有太多实用功能。
建立并运行新的PoS共识机制并建立区块链作为各种数据链的控制中心是一个巨大的挑战。以太坊1.0发展到这个阶段，有数百个细节需要讨论，也有无数大大小小的更新需要实施。但这就是我们目前需要了解的有关第一阶段的全部信息。
在此阶段，以太坊1.0和以太坊2.0区块链将继续并行运行。从第二阶段开始，事情变得非常令人兴奋和有趣。
第2 阶段： 实现愿景
根据路线图，下一阶段将“实现以太坊2.0的真正愿景”:以便分片链能够处理交易。
从这个阶段开始，以太坊2.0 网络应该可以在实际应用中使用。在项目后续过程中，分片链上的智能合约也将被激活。
那么上面提到的新虚拟机提供的执行环境也开始生效，允许在分片上激活自己的规则。例如，模拟其他区块链，如比特币、Zcash 或以太坊1.0。
正如以太坊1.0 抽象了比特币以在区块链上启用智能合约一样，以太坊2.0 也将抽象以太坊1.0 并重新定义区块链计算的基本性质。
第2 阶段结合了所有链的功能。在第一阶段，分片链只是一个纯粹的数据存储，现在正在成为一个结构化的链，还将智能合约的状态与共识过程联系起来。
开发者可以在某个分片上创建他们的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年初完成。根据路线图，许多部分，例如执行环境的概念化，“仍在深入研究和开发中”。
第3 – 6 阶段
按照计划，以太坊2.0将分6个阶段推出。然而，根据路线图，从第三阶段开始，任何类型的预测都是推测性的，因为可能会发生变化。在这些阶段的某个时刻，以太坊1.0 可能会由于缺乏参与而逐渐失败。当然，如果按计划进行，或者当以太坊2.0取代原来的以太坊1.0区块链时，所有用户和以太坊代币都可以迁移到新的区块链上。然而，这还没有决定。
这些阶段在以太坊的Github 存储库中以开放的方式描述：
第3 阶段： 轻客户端状态协议实现轻客户端。这样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，但并不能完全消除它们。第4 阶段： 交叉共享交易交易可以在不同分片之间共享。第5阶段：与主链的安全紧密耦合。阶段6 : 更多分片、二级分片或指数分片将继续包含分片，单个分片链未来可能成为其子链的信息。标签链。
然而，关于这些阶段的更具体信息仍然缺失，只有高度抽象的论文或在线研讨会的片段。
以太坊2.0 到底会是什么样子？到目前为止，还没有明确的定义。因此，预计以太坊的安静阶段可能需要一段时间，比如4-5年，甚至更长的时间才能完成。
-结尾-
译者：井凯.
原文：https://medium.com/swlh/what-exactly-does-ethereum-2-0-mean-676983650c6b
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