以太坊2.0 旨在解決擴充套件性問題，以實現其世界計算機的遠景。以太坊 2.0 當前正在實施前三個階段：PoS、分片以及 eWASM 。目前看，這至少需要一年半以上的時間。以太坊 2.0 能否順利落地直接決定了它未來在整個區塊鏈領域中的江湖地位，因為其他的擴充套件方案，比如 Polkadot 、Cosmos 和 Harmony 等本質上都是做擴充套件和做應用生態的。誰能率先走出來，誰就獲得先機。
2013 年 11 月 , 滑鐵盧大學一名俄羅斯裔加拿大年輕的大學生和比特幣雜誌的聯合創始人 , 發表了一份白皮書，提議開發一個支援通用指令碼語言和應用程式開發的區塊鏈平臺。
他的名字叫 Vitalik Buterin, 他的想法很快就火了起來。布特林與其他 7 位創始人一起建立了以太坊 , 這是一個構建去中心化應用程式的智慧合約平臺。他們發起了眾籌 , 為開發提供資金 , 在 12 小時內籌集了 3700 個比特幣 , 當時價值約 230 萬美元。一年後 , 該專案於 2015 年開始執行。
以太坊的早期承諾是建立一臺世界計算機，即一臺去中心化的世界計算機，它將執行任何人的程式碼以換取費用 , 比如進行代幣銷售或去中心化的貸款。在早期的演講中，Buterin 將以太坊比作為 Google Play：以太坊將允許開發人員將應用程式上傳到區塊鏈 , 以便在世界任何地方使用。
（從 2018 年 1 月到 2019 年 1 月 , 以太坊 dApps 的活躍使用者下降了近 60%, 資料來源 : stat of dApps）
快進四年後 , 在很多方面 , 我們仍在等待這一承諾的實現。雖然從 Augur 的預測市場到像 Cryptokitties 這樣的收藏類遊戲的應用已經在以太坊上推出，但大多數應用都未能得到持續使用 , 也未能接近於成為像 Facebook 和 Google 等開發的消費應用，這些應用能吸引數十億使用者。
目前的 dApps 的狀態顯示 , 當前頂級的以太坊 dApp 在過去 24 小時內只有 3000 個活躍使用者。即使 dApp 是在吸引主流採用，目前還不清楚網路是否有能力支援它 ——在 Cryptokitties 熱潮的高峰期 , 以太坊的交易費用在當時上升到了 0.02 eth，即 20 美元。由於核心專案停滯不前 , dApps 未能吸引到使用者 , 整個加密貨幣市場逐漸冷卻 , 以太的價格已從 2018 年 1 月比特幣市值的 51% 左右降至如今的 17% 左右。(備註：目前約 30% 左右)
為了實現其潛力 , 並將去中心化應用擴充套件到數百萬甚至數億使用者 , 以太坊必須解決與可擴充套件性和效能相關的關鍵問題。為此，以太坊開發人員推出了一個雄心勃勃的 ETH2.0 路線圖，其中包括 PoS、分片等。以下是投資者需要了解的內容——以及相應的時間範圍——這些開發可能會影響 ETH 的基本面。
以太坊 2.0 路線圖
（以太坊 2.0 路線圖，來源 :Hsiao-Wei Wang ）
以太坊的許多問題都與速度和可擴充套件性方面的內在缺陷有關。解決這些問題 , 同時保持協議的去中心化 , 是 ETH2.0 的核心優先事項。
當人們說以太坊是一個「去中心化的智慧合約平臺」時 , 他們的意思是智慧合約的程式碼儲存在網路上的每個全節點上，並且程式碼必須在所有全節點上執行。以太坊的 PoW 共識模型意味著 , 這可能需要 3 到 18 分鐘 , 具體取決於網路擁擠程度。因此，在以太坊上部署程式碼的成本比使用亞馬遜網路服務 (AWS) 這樣的中心化服務要昂貴得多 , 而且速度要慢得多。
以太坊 2.0 旨在實現擴充套件 , 它有兩個主要目標 :
1. 引入 PoS 共識機制 , 這將消除對昂貴的 PoW 挖礦的需求。
2. 引入分片 , 這將提高 ETH 交易的速度和吞吐量。
以太坊 2.0 將構建一個新的、獨立的平臺 , 並在未來逐漸取代現有的系統 , 而不是試圖將這些升級直接構建到主網路上。
以太坊的 wiki 為 ETH2.0 繪製了七個不同的階段 , 這可能需要幾年的時間才能實現。大多數仍處於研究階段 ,
沒有明確的技術規格。在開發人員可以在以太坊 2.0 上實際構建之前 , 需要完成前三個階段 :
第 0 階段——信標鏈 : 信標鏈是一個資產證明鏈 , 將與以太坊 的 PoW 鏈平行執行。開始時，信標鏈為了簡潔起見 , 既不支援智慧合約 , 也不支援賬戶。
第 1 階段——基本分片 : 分片旨在透過將網路劃分為多個分片來來幫助交易擴充套件 , 從而允許網路同時處理多個交易。
第 2 階段-eWASM: eWASM 本質上是一個重建的以太坊虛擬機器 (EVM), 支援 PoS 和分片。它將向 ETH2.0 中引入智慧合約、帳戶等。
以太坊 2.0 的分階段推出是為了在安全環境中測試對協議的每次升級 , 而不會影響安全性。
正如以太坊研究員 Ben Edgington 所寫：
「在這樣的一個新平臺—— 信標鏈上構建，它允許我們能夠在不受如今主網的約束下無限地引入巨大的創新 , 最關鍵的是 , 無需在當前執行的網路上進行開胸手術。」
在本文的其餘部分中 , 我們將介紹路線圖的前三個階段 , 也就是 PoS 和以太坊分片。
信標鏈 : 將 PoS 帶給以太坊
信標鏈旨在作為以太坊 2.0 的神經系統 , 並引入 PoS 鏈 , 它在開始時將與以太坊的 PoW 鏈平行執行。信標鏈預計將於 2019 年推出。
目前 , 以太坊執行在一個 PoW 區塊鏈上 , 礦工們在其中競相解決一個困難的密碼學問題。這一問題的答案很容易驗證 , 但很難找到 ,
這意味著證明共識需要在硬體和電力方面進行大量投資。有 PoS, 就可以透過一組被稱為驗證者的節點來達成共識。這些驗證者中的每一個都「質押」一定數量的 ETH 參與共識的程序。驗證者提議新區塊以新增到鏈中 , 並透過投票過程驗證新的交易。驗證者會因為良好行為而受到獎勵 , 同時也因為不良行為（例如 , 對無效交易投票）而受到懲罰。
信標鏈的主要職責是維護一組 PoS 共識的驗證者 , 提出並驗證新區塊 , 並新增到鏈中。每個驗證者須質押 32 個 ETH。信標鏈還隨機選擇由 120 個驗證者組成的委員會 , 以投票決定哪個區塊寫入鏈中。Beacon 鏈的第 0 階段將是極其基礎的 , 既不支援智慧合約，也不支援帳戶 , 但它將為下一步的發展奠定基礎 , 如分片和升級的以太坊虛擬機器。
PoS 並不是一個新概念 : 早在 2011 年 Bitcointalk 論壇上 , 在比特幣的早期就討論過了。對 PoS 的普遍批評之一是，它可能導致一小群富有的驗證者對網路的寡頭控制。ETH2.0 路線圖旨在透過嘗試經濟激勵和博弈論來解決這一問題 , 但現在還不知道這將如何實現。
分片 : 以太坊 2.0 的可擴充套件性
（基於分片的驗證示例，來源 :Hsiao-Wei Wang）
目前在以太坊網路上 , 每個全節點驗證所有交易。如果將智慧合約上傳到以太坊 , 這意味著它必須在網路上的每個節點執行 , 從而限制交易速度和吞吐量，同時將節點的大小增加到 2TB 以上。
在以太坊 2.0 中，分片提出瞭解決這一問題的方案 , 以幫助以太擴容。分片是指將大型資料庫劃分為更小、更快的片段。每個分片都有自己的交易鏈。以太坊賬戶將被分配到其中的一個分片上 , 可以在該分片上與其他賬戶進行交易。
最終 , 以太坊 2.0 的想法是促進跨分片通訊——但這不會出現，直到第 2 階段或更晚階段。在以太坊 2.0 上，分片用作網路的共享資料層。以太坊 2.0 的初始分片的推出至少要等到 2020 年。
Vitalik Buterin 對分片的解釋如下 :
「想象一下 , 以太坊被分割成數千個島嶼。每個島嶼都可以做自己的事情。每個島嶼都有自己的功能 , 屬於該島的每個人 , 即賬戶 , 都可以互動，他們可以自由地沉溺於其所有的功能中。如果他們想與其他島嶼接觸 , 就必須使用某種協議。」
第 1.0 階段的以太坊分片將在 PoS 信標鏈上引入。分片將由一組由信標鏈隨機分配的驗證者進行驗證。分片的驗證者只需驗證信標鏈分配給他們的分片上的交易。第 1.0 階段將引入 100 個並行工作的分片 , 最初 , 在此階段 , 它們不會處理帳戶、資產或智慧合約。
透過跨分片拆分大量網路交易，分片給網路帶來了可擴充套件性優勢 , 但它也帶來一組新的安全問題。在 PoW 中 , 攻擊者需要累積 51% 的雜湊率才能成功發起攻擊。例如，如果將網路拆分為 100 個分片 , 則成功攻擊分片所需的網路雜湊率 (或在 PoS 中的質押存款) 變少。另一個批評是 , 分片可能會導致更高的中心化程度，因為每個不同的分片都由相對較小的驗證者組執行。
雖然以太坊開發人員為這些問題提出瞭解決方案——主要是透過確保驗證者是被隨機選擇的——但它們仍需進行測試 , 這也是分片的最初實施會受到限制的原因。
eWASM: 以太虛擬機器 v2
當前的以太坊虛擬機器按順序處理交易。以太坊網路上的每個節點執行交易並將其儲存在區塊鏈上。為了允許透過分片進行 PoS 和並行交易處理，以太坊團隊計劃構建一個名為 eWASM 的新虛擬機器。它仍處於研究階段 , 至少要到 2020 年才能建成——甚至可能需要更長的時間。
這是將智慧合約功能引入以太坊 2.0 並使其執行類似於以太坊 1.0 的關鍵 , 只是更快、更好。
根據 eWASM 的規範 :
「要真正使以太坊作為世界計算機，我們需要有一個非常高效能的虛擬機器。當前的虛擬機器體系結構是原始效能的最大阻礙因素之一。WebAssembly 的目標是利用各種平臺上可用的通用硬體功能，以接近本機速度執行。這將為需要效能 / 吞吐量的各種用途開啟大門。」
eWASM 的引入將允許以太坊 2.0 支援智慧合約、帳戶、狀態等。然而 , eWASM 仍處於開發的研究階段 , 在它被推向生產之前 , 可能還會發生很大的變化。
以太坊 2.0 是馬拉松 , 不是短跑
以太坊 1.0 是一群人雜亂無章地嘗試建立世界計算機 ; 以太坊 2.0 將是實際上的世界計算機。 ——Vitalik Buterin
對於 ETH 的投資者來說 , 瞭解以太坊 2.0 路線圖最重要的是 , 它提出對協議進行徹底的改革——這需要大量的時間和反覆才能實現。
Kyokan 對以太坊 2.0 有關的多個團隊進行了訪談，根據他的一份報告 , 前三個階段的交付至少需要一年半的時間。與流行媒體的說法相反 , 投資者應該意識到，開發者想在以太坊 2.0 上進行構建，需要等待這些階段的交付完畢。此外 , 路線圖的許多後期階段仍處於研究的開發階段，這意味著新的研究可能使路線圖的某些部分失效或造成重大延誤。
如果以太坊 2.0 能夠解決跟 PoS 和分片相關的難題 , 那麼它可能完全有能力保持其作為加密貨幣中最大的智慧合約計算平臺的領先地位。但這肯定不會一蹴而就。
來源：藍狐筆記
