重点内容：信标链、合并、分片链

ethereum.org：ETH2愿景，2022.3.28 页面归档

ethereum.org：信标链，2022.3.28 页面归档

ethereum.org：合并，2022.3.28 页面归档

ethereum.org：分片链，2022.3.28 页面归档

《ETH 2.0 即将到来，你应该要了解这些事儿》

什么是以太坊 2.0？

以太坊 2.0，也被称为 Eth2 或 “宁静（Serenity）”，是以太坊区块链的未来升级。以太坊 2.0 将分多个 “阶段（Phase）” 发布，首先是 2020 年发布的阶段 0（Phase 0）。每个阶段都将以不同的方式改进以太坊的功能和性能。

以太坊 1.0 和 2.0 有什么区别？

以太坊 2.0 引入了两个在以太坊 1.0 中并不存在的部分：权益证明（Proof of Stake）和分片链（Shard Chains）。

权益证明：当前以太坊 1.0 采用工作量证明（PoW）作为共识机制。该机制依靠物理算力（矿工）和电力（工作量）来构建新的区块。权益证明（PoS）是工作量证明的升级版本，提升了安全性与可扩展性，且更加节能。不同于后者依靠物理矿工和电力，权益证明依靠验证者（虚拟矿工）和存入以太币来构建新区块。查阅 “什么是权益证明” FAQ 了解更多细节。

分片链：分片链是一种能极大提升以太坊区块链吞吐量的可扩展性机制。当前由连续区块组成的单条区块链安全性极高且易于验证。然而，要求每一个全节点处理和验证连续区块内的每一笔交易会影响网络快速处理交易的能力 —— 尤其是在主网交易量剧增的时候。而分片链这一机制通过将以太坊区块链 “分解” —— 从而将数据处理的任务分配给许多节点。通过这一方式可以并行处理交易，而非串行。每增加一条分片链都像是加一条车道，将以太坊从单车道的小马路升级成多车道的高速公路。而更多的车道和并行处理能力会带来更高的吞吐量。分片链预计在以太坊 2.0 的阶段 1 推出。

以太坊 2.0 的路线图是什么？以太坊 2.0 的阶段是什么？

以太坊 2.0 计划至少分三个阶段推出：阶段 0、阶段 1、以及阶段 2。阶段 0 计划于 2020 年上线，阶段 1 和阶段 2 将于随后几年发布。

阶段 0：以太坊 2.0 的第一个阶段，将实现 “信标链”。信标链负责存储和管理验证者的注册表，并实现以太坊 2.0 的共识机制 —— 权益证明。以太坊原本的 PoW 链将继续与新的 PoS 链共同运行，以确保数据的连续性不会中断。

阶段 1：以太坊的第二个阶段，可能会在 2021 年上线。阶段 1 的首要改进是集成了分片链。分片链是一种可扩展性机制，它将以太坊区块链 “分解” 成 64 条不同的链，从而实现并行交易、存储、及信息处理。最保守估计它能将以太坊 1.0 的吞吐量提升 64 倍，但它的设计足以处理数百倍于以太坊 1.0 的数据量。

阶段 2：以太坊 2.0 的第三个阶段，或于 2021 年或 2022 年上线。当前，这一阶段的定义不及上两个阶段明确，但将包括添加以太币账户并支持转账和取款、实现跨分片转账和合约调用、构建执行环境从而支持在以太坊 2.0 上构建可扩展的应用、以及合并 1.0 的链到 2.0 的链中，从而彻底结束使用工作量证明。还有更多的阶段 2 完成之后的改进在计划研究和开发。Vitalik 在这张易于理解的图表中提供了对其中某些改进的洞见。

以太坊 2.0 完成后有什么变化？这些改进意味着什么？

以太坊 2.0 主要将改进以太坊公共主网的可扩展性、吞吐量、以及安全性。以太坊 2.0 不会清除 1.0 链上任何的数据历史、交易记录、或者资产所有权。以太坊 2.0 的主干 —— 信标链将与 1.0 的链一同运行，以确保连续性。Joseph Chow 举的一个类比可以帮助我们理解 Eth1 和 Eth2 的区别，他将二者的区别描述为小马路和高度公路。

当前以太坊 1.0 的链将会发生什么？

当前的计划是当阶段 1 上线后，以太坊 1.0 的链实际上会变成 2.0 的链的第一个分片。在此之前，1.0 的链将继续保持现状，并继续改进，最终蜕变成一条以太坊 2.0 的分片。

以太坊 2.0 什么时候上线？

以太坊 2.0 的阶段 0 将于 2020 年上线。阶段 1 预计在 2021 年发布。阶段 2 及之后的改进计划将于 2021 年或更晚些时候面世。

什么是以太坊权益证明？

权益证明（PoS）是对以太坊 1.0 当前采用的工作量证明共识模型的升级，它可改进安全性和可扩展性。PoS 这一共识机制对于分片而言是必要的，它依赖于验证者质押 ETH 来出块。验证者就是参与出块流程的人，他们需要往存款合约中存入（或者叫 “质押”）32 枚 ETH（才能参与出块）。在此基础上，网络从验证者池中随机选择验证者，被选中的验证者将有机会创建下一个区块。成功验证区块的验证者将获得以太币奖励。如果某个验证者试图阻碍链的正常出块，TA 们存入的以太币就会被罚没 —— 这意味着 TA 们将（部分或完全）失去质押的 32 枚以太币。相较于更为抽象的防止电力成本损失的机制，这一机制更具加密经济学上的安全性。不像 PoW 区块链中您需要投资一大堆挖矿设备和巨额的电力成本来开采区块，在以太坊 2.0 上质押只需一台消费级的笔记本就够了（一些客户端软件致力于做得足够轻巧，让手机也能运行，从而降低参与共识流程的门槛，增加网络的去中心化程度）。权益证明将随着以太坊 2.0 阶段 0 的上线而投入使用。

我可以买以太坊 2.0 的币么？

没有任何方式可以购买以太坊 2.0 的以太币，因为不会有一种新的 ETH。相反，用户可以将 ETH 存入以太坊 2.0 的存款合约中。在当前的计划中，这是一笔单向且不可逆转的交易。

ETH 持有者有两种方式参与到以太坊 2.0 的质押中赚取收益。首先，ETH 持有者可以往网络中质押 32 枚 ETH 来运行自己的验证者。运行您自己的验证者代表您需要负责验证和组织区块 —— 否则您的 ETH 将承担处罚（参见 “质押奖励” FAQ）。ETH 持有者的另一个选择是通过质押服务商质押他们的奖励，或拿出少量 ETH 注入质押池，无论您有多少 ETH 都可以通过这种方式参与质押，并获得与质押数量成比例的奖励。

如何成为以太坊 2.0 的验证者？

从工作量证明到权益证明的转变将为 ETH 持币者创造一种独有的创收能力。ETH 持币者可以成为以太坊网络中的验证者，质押其 ETH 从而在成功验证和组织新区块后获得奖励。

您可以通过往验证者存款合约存入 32 枚 ETH 来成为以太坊 2.0 网络上的验证者。具体来说，做验证者有两种途径：您可以自行运行验证者节点，也可以选择通过质押服务商来质押您的 ETH，一部分服务商可能将于以太坊 2.0 上线前几周或几个月进入市场。届时市面上必将出现托管型和非托管型的质押服务。

如何在以太坊 2.0 上通过质押获取奖励？

作为以太坊 2.0 的验证者，您可以通过在链上提议和证明下一个区块来获得奖励。如果您的提议和证明信息有效无误，将收到 ETH 形式的奖励。

奖励是根据时段（epoch，信标链运行的一个时间单位）结束后的网络状态动态计算的。网络层奖励的发行率是质押的 ETH 总量和验证者平均在线率的函数。单个验证者的收益率则取决于总的验证者数量和该验证者的在线率。

验证者在每个时段（384 秒～6.5 分钟）结束时能收到的 ETH 数量等于奖励减去惩罚。因此，当您被随机选为验证者时，您预期获得的奖励可能与验证者实际所得不同。点击查看以太坊 2.0 计算器，了解关于以太坊 2.0 质押的奖励类型。

在以太坊 2.0 上质押以太币和成为验证者有何风险？

您作为验证者参与以太坊 2.0 的一个好处是可以获得 ETH 奖励。然而，如果您质押在网络中的 ETH 被 “罚没” 的话 ，将会面临资金损失的风险。只要稍加注意，这点风险可以忽略不计。第一种可能损失资金的情况是验证者掉线且无法正确地履行职责。这类处罚相对轻微一点：大致与您履行任务可得的奖励额度相当。只要您当时的在线时间超过 50% 就不会损失质押的 ETH。另一种可能损失资金的情况是验证者自己发布了相互矛盾的区块链信息，这种情况下验证者将被罚没并逐出网络。罚没的资金数量介于 1 ETH 到质押总量之间，取决于其它因素。罚没很容易防范，而且除非验证者故意作恶，否则应该永远不会发生。

我如何才能被选中在信标链上参与提议和证明新区块？

当您往存款合约中存入 32 枚 ETH 并激活验证者后，网络会通过信标链为您的验证者分配任务。验证者每 6.4 分钟（一个时段）要为信标链上的区块提交一次见证信息，并偶尔会被选出来提议区块。如果一共有 100,000 名验证者，那么您的验证者平均每两周将被要求提议一次区块。上述流程是完全自动的，全部由验证者软件处理。

启动信标链需要多少枚 ETH？

要想成功启动信标链，至少需要 16,384 名验证者，相当于需要质押 524,288 枚 ETH。在达到这一初始门槛之前，信标链将不会发放质押奖励。

现在我手头的 ETH 会受影响么？

您无需对当前持有的 ETH 采取任何特殊操作。在以太坊 1.0 的链上它将继续完全不受影响。到了某个时刻，以太坊 1.0 的链将成为以太坊 2.0 的一部分，且您的 ETH 将像现在一样继续运行，无需您采取任何操作。

对于那些想要参与质押的人来说，您可以选择将您的 ETH 存入以太坊 1.0 链上的验证者存款合约，成为一名以太坊 2.0 信标链上的验证者。然后您存入的 ETH 就变成了以太坊 2.0 信标链上的验证者余额。这一过程是不可逆的。阶段 0 的不会开通转账功能，因此验证者必须等到阶段 2 上线后才能将其 ETH 提到某个特定的分片上，这时候您质押的 ETH 和获得的奖励在以太坊 2.0 上将是完全可用的。

是谁在开发以太坊 2.0？

几百个开发者在相互协作！这项工作主要由以太坊基金会领导和协调，但许多其他的研究和实施团队也在作出实质性的贡献。工作的主要内容是协调和制定以太坊 2.0 的协议规范，该规范由以太坊基金会的 GitHub 页面维护。7 个独立的团队正在针对不同用例使用各种不同的编程语言构建以太坊 2.0 的客户端，并持续反馈到以太坊 2.0 的设计和规范中。

哪里可以学习更多以太坊 2.0 的知识？

有数之不尽的资源供关注以太坊 2.0 开发进展的人查阅，无论是不是技术人员。

Ben Edgington 整理的以太坊 2.0 资料是一个带您入门的资源库。Ben 收集的资料涵盖了关于以太坊 2.0、阶段、路线图的从入门到精通的解释。

想要跟上以太坊 2.0 的定期更新，这些不错的综合资源值得关注：What’s New in Eth2、EthResear.ch 以及 EthHub。

以太坊区块链的升级历史是怎样的？

自 2015 年 7 月公开主网（被称为 “家园（Homestead）”）上线以来，以太坊一共经历了 4 轮计划中的升级。这 4 轮升级的顺序依次为：家园（Homestead，2016 年 3 月），拜占庭（Metropolis Byzantium，2017 年 10 月），君士坦丁堡（Metropolis Constantinople，2019 年 2 月），和伊斯坦布尔（Istanbul，2019 年 12 月）。总的来说，这些升级改进了以太坊 1.0 链的功能，同时也为以太坊 2.0 奠定了基础。