以太坊2.0来了，创世后将聚焦分片、合并等三项任务

撰写：照生
编审：雨林

前言
距离世界计算机的最初梦想，以太坊又近了一步。
如果不出意外，以太坊向2.0时代进发的步伐将于北京时间2020年12月1日20：00：23正式开始。

01

过去数月，DeFi的兴起为以太坊生态提供了足够坚实的应用价值支撑，但也让以太坊的“天然缺陷”再次显现：网络过于拥堵、交易Gas费太高，很多普通用户都在感叹已经无法参与其中。

可拓展性和交易效率等问题一直是当前的以太坊网络被人诟病的地方。从2017年开始，以太坊社区就为生态实际需求不断艰难地探索安全可用的可拓展性方案，但始终没从根本上解决。

Eth2也致力于解决这些问题，不同于以往的“修修补补”，这次改变更加彻底。与当前的以太坊网络相比，Eth2将从根本上改变区块链的底层共识机制，完成从PoW向PoS的转变；引入分片机制，逐步实现从数据层到应用层、价值层的全面迁移。

关于PoW和PoS孰优孰劣的争论，业内始终未能形成共识。对PoW机制而言，算力是核心要素，而在PoS机制中，Token是关键。从PoW转换成PoS，可以解决当前挖矿产业算力集中化和能源消耗巨大等问题。以太坊创始人Vitalik Buterin在11月发表的文章中还提出，PoS在区块链安全性上优于PoW的关键要素主要有三点：PoS在同样成本下可以提供更高的安全性、更容易从攻击中复原、更加去中心化。

从PoW转变成PoS并非一时兴起，早在以太坊白皮书问世之时，就已经规划了未来要在进入宁静阶段时完成向PoS机制的转变。而如今，宁静将至。

分片也是以太坊基金会早先就计划用来拓展以太坊的技术方式。所谓分片，就是将网络中的工作分摊给所有参与的节点，不同分片链可以同时并行处理交易工作。

最简单的分片是被Vitalik称为“sacling by a thousand altcoins（通过上千种山寨币进行拓展）”的Beanstalk。在Beanstalk这种分片方式中，将会运行很多条链，每条链被称为一个“shard（片区）”。每个片区都会拥有独立的一组验证者，即通过PoW机制挖矿或者投票机制来验证交易和生成区块的网络参与者，从而提升交易处理效率。

02

Eth2不是一次简单的升级，也不是一次性就能实现的短期改变，而是一个庞大的系统性工程，可能花费数年时间甚至更久。

过去两年，广为流传的ETH 2.0路线图大致分为三个阶段：

其中，Phase 0的主要任务是推出以PoS为共识机制的信标链。信标链的主要职能包括希望成为Eth2的验证者参与到质押系统，代替矿工的角色而成为新链的构建者与验证者；以及完成分片链之间的通信交互，并协调各分片链共同打造一个区块链系统。

按照最初的规划，信标链的推出对于大多数用户不会产生直接影响，因为它不会直接处理交易、执行智能合约或支持去中心化应用。

这样设计的初衷是为了确保，Eth2不会扰乱现有的Eth1已经形成的生态。在Eth2的性能被反复验证前，现有的以太坊网络将继续存在，与Eth2并行运行。在Eth2的发展过程中，现有网络也将不断升级，直到Phase 1.5实现Eth1和Eth2的合并。也就是说，短期内Eth1和Eth2将会并存，PoS和PoW两种机制也将在以太坊网络并行。

Phase 1则将主要解决以太坊的交易拥堵问题，提升可拓展性。具体来说，就是在这一阶段正式引入分片链（64条），每条链之间相互独立，通过信标链实现交互通信。理论上，64条分片链一次性可以处理64个区块，相较当前一次只能打包一个区块的以太坊，将大幅提升交易效率，缓解网络拥堵问题。

Eth1也将在这个过程中并入Eth2，并作为64条分片链中的一条独立运行。但由于Eth1与其他新的分片链存在本质不同，其中牵扯到包括共识机制转变、已有数据与应用的迁移等诸多问题，所有这一过程也被称为Phase 1.5。

Phase 2是Phase 1的延续，将继续执行分片机制。各条分片链在这一阶段开始正式执行各项功能，并全面引入智能合约和各类应用，实现Eth2的最初设想。

这一路线图中，Eth2最终将形成由信标链敲定验证和完成分片间通信，由分片链并行处理交易的系统，实现交易处理与共识验证的松耦合。

但在11月18日以太坊基金会团队第五次AMA上，ETH 2.0的路线图发生了变化。其中值得关注的包括：暂时不再强调Phase 2的重要性，信标链将在Eth1和Eth2合并后具备执行功能，其区块中将直接包含交易。

变化后的路线图为：

03

从2019年1月的君士坦丁堡升级，甚至更久之前，以太坊社区一直在为ETH 2.0做着各种准备。

如今，这一天终于到来了。

根据计划，Eth2的Phase 0信标链预计将在2020年12月1日创世。而要实现这一计划，则要触发信标链创世区块的最低条件，即在12月1日的7天之前，至少出现16384名质押32枚ETH的验证人，使质押ETH总数达到524288枚。

而截至11月24日，共有22001个独立账户地址向质押合约发送了704032枚ETH，超额完成信标链创世区块的最低触发条件。因此，如果不出意外，信标链按计划于北京时间12月1日20：00：23启动创世，正式拉开Eth2的序幕。

Eth2的创世区块已经准备好，验证者已就位，Eth2客户端Teku、Nimbus、Lighthouse、Prysm等也在主网创世前陆续发布更新，一切都等待那一刻的到来。

另外，信标链上线后，Eth2的重点工作将会在轻客户端支持、数据分片和合并。这三个过程将各自推进，使每个部分都能被独立实现，而不需要考虑其他部分的研发进度。

所有的这些路线图的改变，都是为了加快真正可用的进程。Vitalik表示，轻客户端可能在分片之前实现，使信标链能快速可用 (为Eth1提供共识)；经过简化的合并过程意味着Eth1和Eth2的合并会比之前预设的要快；各阶段并行进行，可以进一步加速合并，甚至有可能在分片实现之前就能进行合并。

尽管三项工作并行推进，但由于难度不同，各自进度也存在明显差异。当前，轻客户端的研究和规范工作已经基本完成；数据分片的研究工作已基本完成，正在进行规范编写；合并部分的研究工作也基本完成，但整体协调的难度和风险很大。

根据Vitalik Buterin预计，轻客户端很容易在2021年实现，而合并和分片也将在2021年看到成熟的测试版本，但不确定能否主网进行。

其中，数据分片在信标链稳定后就可以上线，但Eth1和Eth2的合并由于牵扯众多，包括以太坊开发者、交易所、项目方、浏览器等诸多利益相关方都需要等到信标链的安全性和性能得到足够验证后，才能完全迁移过去。所以，合并注定是一个复杂而长期的工作。

04

信标链上线后，将对哪些群体产生影响？

对普通用户而言，由于短期内现有的以太坊网络将继续运行，可能不会对其产生直接影响。而对于准备参与Eth2质押，获得收益的用户而言，在面对可观的奖励同时，也要时刻关注可能的风险。

投资者可以直接通过质押32枚ETH并独立运行验证节点获取奖励，这就要求个人至少有32枚ETH，并且拥有运行和维护节点的能力。但运行节点存在诸多风险，比如网络条件或硬件发生故障，致使节点掉线而长时间无法参与验证，都会使用户损失质押的ETH。除此之外，32枚ETH的质押参与门槛同样不低。

另外现阶段，短期内ETH只能从PoW链质押转移到PoS链，而无法完成逆向操作。这也就意味着，一旦参与质押，短期内用户都无法再次赎回和使用这些ETH。而这个锁定期究竟会有多久，则主要取决于Eth2的实际进度。

所以，在Eth2的质押过程中，为满足更多用户需求，降低实际参与门槛，用户也可以选择通过第三方辅助参与，即通过钱包、交易平台、质押服务DApp项目等提供的解决方案进行质押。

针对广大普通用户无法自行运行验证节点，或者不想一次性质押32个ETH、同时还要能够发行质押权益Token化释放流动性等需求，第三方质押服务提供商都能提供相应的解决方案，参与者需要做的就是选择一个合适的解决方案，然后存入以太坊，然后按比例支付一部分收益（服务商划扣）作为服务费用即可。

而创世之后，Eth2每天将只能增加900位验证者。Alexander Fisher计算的不同时期的质押年化收益率走势也显示：越早参与质押，成为Eth2的验证者，将获得更高的年化收益率。

越早参与质押，将获得更高的年化收益率

由于共识机制的转变，矿工看似将会是受影响最大的群体。但短期内PoW链将继续存在，所以矿工将会有足够的时间去考虑未来何去何从。

而至于项目方和其他以太坊生态参与者，在Eth2未得到充分验证的前提下，可能无法也不会有动力进行迁移。

ETH 2.0已经来了，但也只是来了。这条漫漫长路，目前也不过刚刚开始而已。