當前的以太坊堵塞、執行緩慢且gas費過高。在8月份網路擁堵最嚴重的時候，如果使用者在gas limit為21,000以及gas 費為440gwei時提交一筆標準的ETH交易，那麼很可能在30分鐘以內完成交易，需要4.35美元的成本。
假設讀者現在想要嘗試一些熱門的、新的DeFi協議，但只想投入較小的數額的話，實際上沒什麼意義。因為交易費可能要比使用者想要投入的ETH或者其他代幣的價格要更高。
目前的侷限性
目前，以太坊網路每秒大概只能處理15筆交易，相較於網路的龐大需求，每秒交易處理量實在是太少了。除此之外，當前的區塊生成以及交易驗證方式是不可持續的——據估計，以太坊網路的年電力消耗都快趕得上哥斯大黎加了。
Eth2這一網路的巨大升級，也被稱作Serenity，旨在解決以上提到的問題，並將其視為長期目標。這次大規模升級包括多個階段，將逐個部署，旨在以一種安全、高度去中心化的方式對區塊鏈進行擴容。
Eth2:PoW (工作量證明)
當前，以太坊網路使用PoW共識機制，許多其他區塊鏈如比特幣也採用該共識。礦工們處理待定交易並且因此獲得獎勵。由於以太坊網路難度設定，礦工透過生成區塊來處理這些交易需要大量的算力。
為什麼這種系統不是最好的
從本質上說，只要願意，每個人都可以成為網路上的一名礦工，但從中獲利的機會微乎其微。想要在以太坊網路上挖礦獲利需要購買足夠多的硬體，而其價格遠超過挖礦提供的激勵。因為要考慮許多成本，例如電力成本、硬體的初始成本、礦池的費用，甚至在一些司法管轄區還要繳稅。
PoW系統的意義在於使得網路的安全性得以保障，因為攻擊者往往需要無比龐大的算力才能對網路造成損害，也就是說需要更加高的成本來購買硬體。然而，考慮到以太坊的價值，攻擊網路的動機仍然存在。
Eth2:PoS (權益證明)
PoS並不需要像PoW那樣需要龐大的算力才能保障網路安全。Staking指的是ETH持有者透過質押一筆ETH來成為網路的驗證者。驗證者透過軟體客戶端執行節點，工作包括確認和驗證交易，以及如果被選擇了，驗證者將在區塊鏈上建立新的塊。驗證者能否驗證新的區塊或者交易，取決於各種因素，比如該節點質押了多少的ETH以及質押了多長時間。
在PoS共識下，只要有32個ETH，任何人都可以參與執行網路。即便使用者不夠32個ETH，也可以使用消費級的電腦，加入質押池，參與網路執行。
當算力不那麼重要，如何保障網路安全？
為了防止網路被攻擊，當驗證者試圖透過提出新的無效交易來破壞或攻擊區塊鏈時，質押的資金會因此丟失。這一過程被稱為“罰沒”，攻擊者的大部分ETH (可能是他們質押的所有資金) 將被罰沒。一名驗證者節點至少質押32個ETH，如果攻擊失敗的話，將會損失一筆很大的資金。
經常用於類比當前PoW系統的一種描述是：攻擊者發起攻擊時，以免攻擊失敗，必須得消耗他們整個挖礦設施，而不只是消耗平常挖礦時的電力成本。
引進：分片鏈
簡單來說，分片鏈就是可以在以太坊內操作的區塊鏈。現在，每個以太坊節點在處理一筆新的交易之前都要同步整個以太坊區塊鏈的資訊。這要比實際需要更多的算力和儲存空間。
分片的好處？
使用分片，節點可以集中關注一個分片子集，它們只需要同步這些分片的內容。也就是說，透過這種方式，節點不必儲存整個以太坊區塊鏈的內容，可以更有效地使用它們的算力，釋放出更龐大的網路容量。
區塊鏈上會有許多分片，它們以不同的方式執行著。比如，分片可以在以太坊網路中執行的情況上，同時基本遵循比特幣的系統。雖然這種設計過於草率，但是可能性卻無限。
安全性如何？
每個分片將獨立執行，儘管每個分片與其他分片具有相同的安全性。這使得攻擊單個分片變得非常困難，因為攻擊者還得攻擊其他分片。雖然分片獨立執行，但它們能夠彼此通訊，這便是信標鏈從中作用的結果。
引進：信標鏈
在當前的以太坊網路中只有一條鏈，每個以太坊節點都與這條單一的鏈通訊。然而，一旦分片上線，主網上就會有許多不同的區塊鏈 (即分片鏈)，它們相互並行工作著。信標鏈起支配作用，確保網路中的每個分片同步相同的資訊與資料——它為所有分片鏈提供共識。
如前所述，驗證者可以驗證交易，並且如果他們被選擇，也可以提議新的分片區塊。如果沒有被選擇提議新區塊，驗證者的工作是確保已被提議的區塊無異常——對已提議的分片區塊進行驗證或證明。
共識是如何形成的？
至少需要128名驗證者驗證每個分片區塊，這群驗證者組成一個委員會。而提議以及驗證每個分片區塊的時幀為一個slot。該委員會每次對32個slot進行提議以及驗證區塊，合起來為一個epoch，之後該委員會將被解散，並將選出一組新的驗證者。這樣做是為了讓惡意驗證者無法控制新一組提議區塊的最終結果。
當一個提議的分片區塊從委員會中獲得了足夠的證明，交聯 (crosslink) 將向信標鏈共享分片的狀態，包括新區塊以及其交易資料。
信標鏈的作用是什麼？
信標鏈記錄著上述全過程的所有事情，給分片區塊提議者獎勵ETH，並對作惡者進行懲罰 (即罰沒)。當區塊準備就緒且一切都執行良好時，仍然需要對其進行敲定，以防止作惡者對其進行復原。
信標鏈區塊也被敲定之後，則認為分片區塊已被敲定。完成此操作之後，其他分片將能夠讀取與該分片區塊相關的資料。
Eth2路線圖
由於Eth2對以太坊來說是一次重大升級，因此將分幾個階段進行部署。儘管每一階段都有釋出的時間安排，但要注意的是，這仍需要許多不同的團隊進行大量的研究工作，因此可能會比預期時間要長。
階段0：信標鏈
信標鏈是Eth2的第一個階段。請記住：信標鏈本身是沒有用處的，因為它主要的工作是同步分片鏈，而那時分片鏈還沒有上線。
但是，信標鏈還負責協調驗證者的質押資產。到那時已經可以透過傳送ETH到智慧合約中來開始質押了，但是要等到階段1才能提款。
這一階段預計將於2020年釋出。
階段1：分片鏈
階段1將實現分片鏈，然後可以與在階段0中已經實現的信標鏈互動。這還不是分片的完整實現，因此帳戶或智慧合約直到第2階段才能使用。按照預期，階段1先有64個分片。
該階段預計將於2021年釋出。
階段1.5：主網變為分片
到了這個階段，系統將仍會採用PoW共識。而階段1.5之後，以太坊網路將會成為分片，以及向PoS轉變。這意味著網路上不再有礦工，取而代之的是質押ETH。
該階段預計將於2021年釋出。
階段2：功能齊全的分片
到了階段2，一切開始變得完整。分片能夠執行智慧合約，並且透過使用執行環境，能夠以不同的方式構建分片。
階段2仍處於研究階段，許多方面仍開放討論。該階段的設定可能會有所改變，並且歡迎所有人參與討論。
該階段預計將於2021釋出，或者有可能會推遲。
結論
Eth2釋出後，網路將會更快、成本更低，為區塊鏈帶來更多的可能性。任何人都有可能成為驗證者，並透過質押他們持有的ETH賺取收益，同時維持網路的穩定與安全。
這是以太坊的重大升級，我們非常建議大家參與其中。讀者現在就可以參與Eth2的測試網版本了，質押測試幣成為驗證者。瞭解更多資訊請訪問Medalla launchpad。
