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再探以太坊 2.0:擴展性、發展規劃與潛在影響

Layer 2 時代,以太坊 2.0 會如何發展?

原文標題:《深度 | 探索以太坊 2.0:速度、效率和可擴展性》 撰文:Rene Millman,Liam J. Kelly 翻譯:Vivian

這是一個漫長的過程,但以太坊 2.0 的第一階段終于啟動和運行了。

多階段的升級旨在通過對網絡基礎設施的幾項改變來解決以太坊網絡的可擴展性和安全性——最值得注意的是,從工作證明(PoW)轉換為權益證明(PoS) 共識機制。

什么是以太坊 2.0?

以太坊 2.0,也被稱為 Eth2 或 「Serenity」,是以太坊的升級。該升級旨在提高以太坊網絡的速度、效率和可擴展性,使其能夠處理更多的交易。

以太坊 2.0 分幾個階段推出,第一次升級,稱為信標鏈,已于 2020 年 12 月 1 日上線。信標鏈為以太坊引入了原鏈的概念,這是該網絡轉向 PoS 共識機制的一個關鍵特征。顧名思義,它是一個獨立于以太坊主網的區塊鏈。

第二階段被稱為合并(The Merge),預計在 2022 年的第一或第二季度,并將信標鏈與 Ethereum 主網合并。

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最后一個階段是 分片鏈,并將在擴展以太坊網絡方面發揮關鍵作用。分片鏈不是在一個單一的區塊鏈上結算所有操作,而是將這些操作分散到 64 個新的鏈上。

這也意味著,從硬件角度來看,運行一個以太坊節點要容易得多,因為需要存儲在機器上的數據要少得多。

分片鏈預計到 2022 年才會出現,但目前還不清楚具體時間。

以太坊 2.0 與以太坊有什么不同?

以太坊 1.0 使用被稱為工作證明(PoW)的共識機制,而以太坊 2.0 將使用質押證明(PoS)機制。

權益證明與工作證明有什么不同?

對于像以太坊這樣的區塊鏈,需要以去中心化的方式驗證交易。以太坊,像其他加密貨幣,如比特幣,目前使用工作證明(PoW)的共識機制。

在這個系統中,礦工利用機器的處理能力來解決復雜的數學難題,并驗證新的交易。第一個解開謎題的礦工在構成區塊鏈的所有交易記錄中增加了一筆新交易。然后,他們會得到網絡原生加密貨幣的獎勵。然而,這個過程可能需要耗費巨大的能源。

權益證明(PoS)的不同之處在于,用戶可以用網絡的本地加密貨幣作質押,成為驗證者,而不是礦工。驗證者與礦工類似,他們驗證交易并確保網絡不處理欺詐性交易。

這些驗證者被挑選出來,根據他們質押的加密貨幣數量,以及他們質押的時間,提出一個區塊。

然后,其他驗證者可以證明他們已經看到一個區塊。當有足夠的證明時,一個區塊可以被添加到區塊鏈上。然后驗證者會因為成功的區塊命題而得到獎勵。這個過程被稱為挖礦。

PoS 的主要優點是,它比 PoW 更節能,因為它將能源密集型計算機處理與共識算法解耦。這也意味著,你不需要大量的計算能力來保證區塊鏈的安全。

以太坊 2.0 將如何比以太坊 1.0 有更好地擴展性?

升級到 Ethereum 2.0 的主要原因之一是可擴展性。

在以太坊 1.0 中,網絡只能支持每秒 30 筆左右的交易;這導致了延遲和擁堵。以太坊 2.0 承諾每秒可達 100,000 次交易。這一增長將通過實施分片鏈來實現。

以太坊 2.0 將如何更加安全?

以太坊 2.0 的設計已經考慮到了安全問題。大多數 PoS 網絡都有一小部分驗證者,這使得系統更加中心化,網絡安全性降低。以太坊 2.0 需要至少 16,384 個驗證人,使其更加去中心化,因此更加安全。

然而,根據 Jelurida 的聯合創始人、Ardor 和 Nxt 區塊鏈的首席核心開發人員 Lior Yaffe 的說法,存在一個潛在的漏洞,該漏洞集中在網絡的參與率水平上。

包括區塊鏈安全公司 Least Authority 和 Quantstamp 在內的組織正在對 Ethereum 2.0 代碼進行安全審計。

以太坊基金會也在為以太坊 2.0 成立一個專門的安全團隊,研究加密貨幣中可能存在的網絡安全問題。

以太坊 2.0 研究員賈斯汀-德雷克(Justin Drake) 表示,該研究將包括「模糊處理 (fuzzing)、賞金獵殺 (bounty hunting)、傳呼機職責 (pager duty)、加密經濟建模 (cryptoeconomic modeling)、應用密碼分析 (applied cryptanalysis)、形式驗證 (formal verification)」。

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以太坊 2.0 的升級是如何進行的?

在一系列測試網推出后,Topaz、Medalla、Spadina 和 Zinken,以太坊 2.0 的全面推廣將分三個階段進行。第 0、1、2 階段(開發者喜歡從零開始計算)。第 0 階段于 2020 年 12 月 1 日啟動,其他階段將在接下來的幾年內到來。

第 0 階段看到了信標鏈的實施;它存儲和管理驗證者的注冊表,以及為以太坊 2.0 部署 PoS 共識機制。原有的以太坊 PoW 鏈將與之同時運行,因此數據的連續性不會中斷。

第 1 階段將于 2022 年第一季度 / 第二季度進行,將看到以太坊主網與信標鏈合并,正式結束網絡上的 PoW。在 Beacon Chain 上為 Ethereum 充值的用戶將被分配到驗證者角色。

第 2 階段將為網絡引入分片鏈,預計推出 64 個分片(使吞吐量比 Ethereum 1.0 多 64 倍),盡管在推出時他們不支持賬戶或智能合約。

之前的路線圖迭代將合并事件置于分片鏈的推出之后,但由于每個升級的互操作性,后來決定翻轉這些推出事件。

「最初,計劃是在合并之前進行分片鏈的工作--以解決可擴展性,」以太坊基金會的文件中寫道。「然而,隨著第二層擴展解決方案的蓬勃發展,優先級已經轉移到通過合并將工作證明換成權益證明。」

以太坊 2.0 是什么時候發布的?

以太坊 2.0 的 信標 鏈是以太坊 2.0 發布的第一個階段,于 2020 年 12 月 1 日 12:00 UTC 正式上線。

以太坊基金會的核心研究員 Danny Ryan 在以太坊 2.0 的直播中指出:「這個東西健康的關鍵是我們看到參與度超過三分之二」。

隨著信標鏈的推出得到確認,在撰寫本文時,網絡上有超過 21000 個活躍的驗證者,每個紀元的成功率超過 80%。

信標鏈最初將與目前的以太坊主網分開存在,在主網與股權證明系統「對接」之前。

第一個符合條件的區塊是槽位 1,其驗證者用一個神秘的信息簽署了它。「F 先生在這里」。

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以太坊社區的廣大成員慶祝了這一成功發布,包括以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 和 Joseph Lubin。

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在推出之前也進行了緊張的一個月的準備,其中必須滿足某些標準。

在 2020 年 11 月 4 日發布存款合同后,到 11 月 24 日,網絡上需要有 16384 個驗證者,每個人質押 32 個以太坊,總共 524288 個 ETH。

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最初,staking 的速度比預期的要慢,11 月初進行的一項推特調查顯示,有一半的受訪者不打算在截止日期前進行質押;只有 21.3% 的人表示,他們要么已經質押,要么打算質押 32 個以太坊。

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其中給出的原因是費用——32ETH 當時超過 19,000 美元。社區團結起來,Vitalik Buterin 承諾提供 3200 個以太坊,價值超過 190 萬美元,DARMA 資本分配了 5000 萬美元的自有資產,以便機構和個人可以向以太坊 2.0 捐款,同時保持流動性。

隨著發行的可能被推遲的迫近,在第 11 個小時,后期涌現了大量的驗證者承諾進行 staking。

就在截止日期前 24 小時,只達到了目標的 50%;對以太坊 2.0 來說,幸運的是,到 11 月 24 日, 就已經有 足夠的驗證者承諾 支持 信標鏈。

今天,根據以太坊分析平臺 Eth2 Launchpad 的數據,有超過 230,841 個驗證者。

以太坊 2.0 的未來

以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 為以太坊 2.0 制定了一個未來五到十年的路線圖。

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他說,在過去的兩年里,「從藍天研究,試圖了解什么是可能的,到具體的研究和開發,試圖優化我們知道可以實現的具體基元,并實現它們,已經有了堅實的轉變。」

Vitalik 說,大部分的挑戰現在「越來越多地圍繞著開發,而開發所占的份額只會隨著時間的推移而繼續增長」。

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2020 年 6 月,Vitalik 指出,在實現分片鏈之前,以太坊 2.0 至少需要依賴 ZK-rollup 等當前的擴展方法兩年。

2021 年 8 月,以太坊的倫敦硬分叉和以太坊改進提案 1559 (EIP-1559)的部署,改變了網絡上交易費用的運作方式。EIP-1559 看到在網絡上進行交易的用戶支付一個基本費用,這個費用被燒掉,而不是給以太坊礦工,減少了 ETH 的供應,給以太坊網絡帶來通縮壓力。

倫敦硬分叉已經成為以太坊 2.0 下一階段的試運行,Vitalik Buterin 對以太坊網絡的下一步表示了信心。Vitalik 告訴彭博社,倫敦硬分叉的成功啟動證明了以太坊生態系統「能夠做出重大改變」,而且 「這絕對讓我對合并更有信心」。

以太坊 2.0 會如何影響以太坊的價格?

對一些人來說,以太坊 2.0 的推出正是加密貨幣所需要的。

「一旦以太坊通過第二層技術或 ETH 2.0 具有可擴展性,所有問題都會得到解答,」Nifty Orchard 的創始人和倫敦以太坊的組織者 Jamie Anson 告訴 Decrypt。「發令槍將響起」。

換句話說,更多的可擴展性意味著更多的使用,這反過來又意味著更多的需求。這——至少在理論上——應該把以太坊的價格推到新的高度。

「當 ETH 2.0 和 rollups 一起工作時,將有每秒 10 萬次的交易能力。這將意味著為下一個 10 億人提供一個完全無縫的體驗,」Anson 補充說。

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專注于 mempool 復雜性的 Blocknative 公司的首席執行官 Matt Cutler 也同樣樂觀,特別是隨著以太坊 2.0 的推出,gas 費用預計將會下降。

「我們的客戶群認為減少交易費用和增加網絡吞吐量是前進的大機會領域,」他告訴 Decrypt。

此外,關注重大里程碑的生態系統將增強以太坊開發者的勢頭。「這將對 ETH 的價格產生長期的看漲影響--盡管有短期的波動,這也是加密資產估值的一部分 。」Cutler 補充說。

來源鏈接:decrypt.co

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