由淺入深瞭解以太坊 2.0:最常見問題和最全學習清單

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以太坊聯合創始人 Joseph Lubin 創立的 ConsenSys 由淺入深介紹了以太坊 2.0 最常見問題,還有最全面的學習資源清單。編寫:ConsenSys,以太坊生態孵化器

編譯:Perry Wang

以太坊 2.0 是什麼?

以太坊 2.0,也被稱為 Eth2 或 「寧靜(Serenity)」,是以太坊區塊鏈的下一次重大升級。以太坊 2.0 分多個「階段」釋出,從 2020 年的「階段 0」開始。每個階段會以不同方式改善以太坊的功能與效能。

有關以太坊 2.0 的更多資訊

· 非技術性的介紹,請參閱
預測 ETH 2.0 在 2020
https://www.attestant.io/posts/anticipating-ethereum-2-in-2020/

Eth2 五大誤讀
https://medium.com/@trenton.v/eth2-misconceptions-top-5-6edafaeccac1

· 偏技術性的介紹:請參閱

以太坊 2.0 開發手冊
https://notes.ethereum.org/@serenity/handbook

以太坊 2.0 介紹
https://hackmd.io/@benjaminion/eth2_info

以太坊  1.0  和 以太坊 2.0 之間有什麼區別?

以太坊 2.0 引入了以太坊 1.0 不具備的兩個主要改進:權益證明(PoS)和分片鏈(Shard Chains)。

權益證明:目前以太坊 1.0 是基於一種工作量證明(PoW)的共識機制執行的。PoW 依靠物理算力(礦工)和電力(工作量),在區塊鏈上生成區塊。而權益證明(Proof of Stake,PoS)是一種升級,可以帶來更高的安全性、可擴充套件性,並節省能源。PoS 不依靠物理礦工和電力,而是依賴驗證人(虛擬礦工)和 ether 押金。請參閱下文「什麼是權益證明」一節瞭解更多細節。

分片鏈:分片鏈是一種可擴充套件性的機制,能極大提升以太坊區塊鏈的吞吐量。當前,由連續區塊組成的單條區塊鏈的確非常安全,並且資訊易於證實。但是,由於需要每個完整節點處理和驗證連續區塊中的每一筆交易,快速處理交易的能力受到了制約——尤其是在主網活動頻繁的時候。

分片鏈是一種將以太坊區塊鏈「拆分」的機制,可以將資料處理的職責分配給多個節點。這樣一來,交易就可以並行而不是連續地處理。每條分片鏈就像新新增了一條車道,將以太坊從單車道升級為多車道的高速公路。更多車道和並行處理會帶來高得多的吞吐量。分片鏈有望在以太坊 2.0 的階段 1 推出。

非技術性資訊,請參閱 

通往以太坊 2.0 的路線圖
https://consensys.net/blog/blockchain-explained/the-roadmap-to-serenity-2/

以太坊 2.0 完全指南
https://medium.com/chainsafe-systems/ethereum-2-0-a-complete-guide-d46d8ac914ce

偏技術性介紹,請參閱

Proof of Stake FAQ
https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Proof-of-Stake-FAQ

Sharding FAQ
https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Sharding-FAQ

Vitalik Buterin 撰寫的 Eth2 圖景
https://twitter.com/vitalikbuterin/status/1240365047421054976

以太坊 2.0 的路線規劃圖是什麼?以太坊 2.0 具體分哪幾個階段?

以太坊 2.0 計劃至少分三個階段推出:階段 0、 1 和 2。階段 0 計劃 2020 年啟動,階段 1 和 階段 2 將在未來幾年釋出。

階段 0:以太坊 2.0 的第一階段,信標鏈(beacon chain)將會實施。信標鏈儲存和管理驗證人的登記資訊,將為以太坊 2.0 實施 PoS 共識機制。以太坊原來的 PoW 鏈將會繼續執行,與新的以太坊 PoS 鏈並肩前行,以確保資料的連續性不會被中斷。

階段 1:這是以太坊 2.0 的第二階段,可能會在 2021 年推出。階段 1 的主要提升是與分片鏈的整合。分片鏈是以太坊區塊鏈的一種擴容機制,將之「拆分」成 64 條不同的鏈,允許並行交易、儲存和處理資訊。按最保守的估計,其吞吐量將是以太坊 1.0 的 64 倍,但其設計目標是讓資料應對能力比以太坊 1.0 高出數百倍。 

階段 2:以太坊 2.0 的第三階段,可能會在 2021 或 2022 年啟動。與上述兩個階段相比,該階段的定義不太明確,但會涉及新增 ether 帳戶,啟用轉賬和提款功能,實施跨片(cross-shard)的轉賬和合約呼叫,構建執行環境以便以太坊 2.0 上可構建可擴充套件的應用,還有將以太坊 1.0 鏈整合進以太坊 2.0,讓 PoW 機制最終可以關閉。

在階段 2 完成後,有計劃進一步改進相關的研發工作。Vitalik 在 easy-to-digest diagram 一文中對某些改進提出了他的洞見。

有關以太坊 2.0 路線圖的更多資訊:

非技術性的評論,請參閱 The Beacon Chain Explainer You Need to Read
https://ethos.dev/beacon-chain/

偏技術性的評論:請參閱 Eth 2.0 Phases
https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/ethereum-2.0/eth-2.0-phases/

以太坊 2.0 完工時會發生哪些變化?會有哪些改進?

以太坊 2.0 主要會提升以太坊主網的可擴充套件性、吞吐量和安全性。以太坊 2.0 不會清除以太坊 1.0 鏈上的任何資料歷史、交易記錄和資產所有權。將成為以太坊 2.0 支柱的信標鏈,會完全支援現有的以太坊 1.0 鏈的功能,確保連續性。以太坊主力開發人員 Joseph Chow 提供了一個類比來幫助理解以太坊 1.0 和以太坊 2.0 的差別,他將之描述為一條路 vs. 一條高速公路。

要了解以太坊 1.0 和 2.0 之間的區別,更多資訊可參見:

非技術性的評論,請參閱 ETH To ETH2: The Same Asset, Evolved
https://www.attestant.io/posts/eth-to-eth2/

偏技術性的評論:請參閱 Eth2 <-> eth2 Merge 和 The eth2 -> eth2 transition
https://ethresear.ch/t/alternative-proposal-for-early-eth2-eth2-merge/6666
https://ethresear.ch/t/the-eth2-eth2-transition/6265

現有的以太坊 1.0 鏈會發生什麼變化?

目前的規劃是:當階段 1 啟動時,現有的以太坊 1.0 鏈實際上將成為以太坊 2.0 上的第一個分片。屆時以太坊 1.0 鏈會保持現狀繼續執行,並進行效能改善,使其最終能成為以太坊 2.0 的一個分片。

有關以太坊現有鏈的未來,更多資訊如下: 

非技術性的評論,請參閱 Eth2 to Eth 2 Transition Metaphor
https://twitter.com/JimmyRagosa/status/1189917753907535873?s=19

更偏技術性的評論:請參閱 Eth2 <-> eth2 Merge 和 The eth2 -> eth2 transition
https://ethresear.ch/t/alternative-proposal-for-early-eth2-eth2-merge/6666
https://ethresear.ch/t/the-eth2-eth2-transition/6265

以太坊 2.0 的釋出日期是?

以太坊 2.0 的「階段 0」將在 2020 年啟動。「階段 1」預計在 2021 年。「階段 2」及更遠的規劃預計在 2021 年或以後。

有關以太坊 2.0 啟動的更多資訊:

非技術性的評論,請參閱 Anticipating Ethereum 2 In 2020
https://www.attestant.io/posts/anticipating-ethereum-2-in-2020/

更偏技術性的評論:請參閱 Ethereum 2020: A Roadmap & Outlook
https://ethos.dev/ethereum-2020-roadmap/

什麼是權益證明?

權益證明(PoS)是以太坊 1.0 現有的工作量證明(PoW)共識模型的一次升級,可以帶來更高的安全性和可擴充套件性。

PoS 是一種共識機制,依賴於驗證人和質押的 ETH 來確保區塊鏈上區塊的連續性,它是分片的必經之路。驗證人,是被選出來讓區塊鏈延續的人,他們將 32 個 ETH 存入(或者說「質押」)存款合約。基於連續運作,從所有驗證人中隨機產生一組驗證人,他們將獲得產出下一個區塊的機會。一旦某位驗證人成功驗證了一個區塊,他將獲得一筆 ETH 獎勵。如果某驗證人試圖破壞該區塊鏈真實的連續性,其存款將被「罰沒」(slashed),這意味著他將損失質押的 32 個 ETH 的部分或全部。

與 Pow 更抽象的損失電力成本相比,這一機制帶來了更具加密經濟特性的安全性。PoW 挖礦需要鉅額的硬體投資和大量電力,而以太坊 2.0 的質押只需要一臺家用膝上型電腦(有些軟體客戶端的目標是更輕量化,甚至可以在手機上執行),這就降低了參與共識過程的門檻,從而增加了網路的去中心化程度。PoS 將在以太坊 2.0 的「階段 0」上線。

有關以太坊 2.0 啟動的更多資訊:

非技術性的評論,請參閱 Staking On Ethereum 2.0
https://www.youtube.com/watch?v=mnRfRF5vkwc

更偏技術層面的評論:請參閱 Proof of Stake FAQ 和 A Proof of Stake Design Philosophy
https://github.com/ethereum/wiki/wiki/Proof-of-Stake-FAQ
https://medium.com/@VitalikButerin/a-proof-of-stake-design-philosophy-506585978d51

我能「買」以太坊 2.0 的 ether 嗎 ? 

不可能購買以太坊 2.0 的 ether,因為不會發行某種新的 ETH 代幣。其實,使用者可以將 ETH 存入以太坊 2.0 的存款合約。目前,這被規劃為一種單向的、不可逆轉的交易。

ETH 持幣者有兩種方式可以參與以太坊 2.0 的質押和獲利。第一種,ETH 持幣者可以執行自己的驗證人節點,即在網路上質押 32 倍數的 ETH。執行自己的驗證人節點,意味著你有責任驗證和組織區塊——如果不履行責任會面臨 ETH 被罰沒(參閱「質押獎勵」FAQ)。ETH 持幣者的另一種選擇,是透過某個質押服務提供者來獲得回報,或者以小額 ETH 加入一個質押池,在後一種情況下,任何人都可以質押自己力所能及的小額 ETH,並獲得與其貢獻比例對應的回報。

有關以太坊 2.0 質押問題的更多資訊 :

與技術關聯較低的評論,請參閱 Evaluating Staking Services
https://www.attestant.io/posts/evaluating-staking-services/

更偏重技術層面的評論:請參閱 Two-way Bridges Between Eth2 and Eth2
https://ethresear.ch/t/two-way-bridges-between-eth2-and-eth2/6286

怎樣才能成為以太坊 2.0 的驗證人?

從 PoW 到 PoS 的轉變,將為 ETH 持幣者創造一種獨特的生財之道。ETH 持幣者可以成為以太坊網路上的驗證人,質押其 ETH,當成功驗證和證明一個新區塊後就可獲得 ETH 獎勵。

只要質押 32 個 ETH,就可成為以太坊 2.0 的驗證人。這可以透過兩種方式實現。你可以執行自己的驗證節點,質押你的 ETH。第二種選擇是使用某個質押服務提供者來質押你的 ETH。在以太坊 2.0 啟動的數週或數月前,可能會出現一些質押服務提供商。他們會提供託管和非託管兩種質押服務。

有關成為以太坊 2.0 驗證人的更多資訊:

與技術關聯較低的評論,請參閱 What is Ethereum Staking 和 Evaluating Staking Services  
https://ethstaking.io/what-is-ethereum-staking/
https://www.attestant.io/posts/evaluating-staking-services/

更偏重技術層面的評論:請參閱 Staking on Eth2 #0 和 Staking on Eth2 #1 [Incentives]
https://blog.ethereum.org/2019/11/27/validated-staking-on-eth2-0/
https://blog.ethereum.org/2020/01/13/validated-staking-on-eth2-1-incentives/

在以太坊 2.0 上質押如何獲得回報?

作為以太坊 2.0 上的一名驗證人,你可以從發起和證明該鏈的下一個區塊的工作中獲得 ETH 獎勵。

獎勵是根據 epoch 完成後的網路狀態而動態計算的。網路級的獎勵發放率是所抵押的 ETH 總量、驗證人線上的平均百分比的函式。各個驗證人的回報率取決於驗證人執行的數量,以及驗證人執行時間的百分比。

每個 epoch (384 秒〜6.5 分鐘)中,扣除罰金後的獎勵會傳送給驗證人。因此當你被隨機選擇為驗證人時,你預期獲得的獎勵可能不同於你實際獲得的獎勵。請參閱  Ethereum 2.0 Calculator  ,瞭解在以太坊 2.0 上進行質押所獲得的獎勵的各型別。

有關以太坊 2.0 獎勵機制的更多資訊 :

與技術關聯較低的評論,請參閱  Ethereum 2.0 Validator Costs 和  Ethereum 2.0 Calculator
https://www.attestant.io/posts/exploring-ethereum-2-validator-costs/
https://docs.google.com/spreadsheets/d/15tmPOvOgi3wKxJw7KQJKoUe-uonbYR6HF7u83LR5Mj4/edit#gid=1548910165

更偏重技術層面的評論:請參閱 Staking on Eth2 #0 和 Staking on Eth2 #1 [Incentives]
https://blog.ethereum.org/2019/11/27/validated-staking-on-eth2-0/
https://blog.ethereum.org/2020/01/13/validated-staking-on-eth2-1-incentives/

在以太坊 2.0 質押 ETH 和成為一名驗證人有什麼風險?

出任驗證人的一大好處是可以獲得 ETH 獎勵。不過,風險則是可能因為「罰沒」機制而損失自己質押的 ETH。只要小心一點,這個風險幾乎可以忽略不計。驗證人損失資金的第一種可能情況是下線、沒能正確履行相應職能。這會帶來較小的懲罰:大致相當於你本該獲得的獎勵。

只要你參與了至少 50% 的時間,就不會失去你質押的資金。損失資金的另一種可能,是釋出了有關該鏈的矛盾資訊。在這種情況下,驗證人將被罰沒資金(slashed)並被踢出系統。罰沒的金額在 1 ETH 到全部質押資金之間,具體取決於其他因素。人們很容易避免被罰沒資金,除非驗證人故意作惡,否則絕不應該發生這種懲罰。

關以太坊 2.0 獎勵機制的更多資訊:

與技術關聯較低的評論,請參閱   Ethereum 2.0 Validator Costs
https://www.attestant.io/posts/exploring-ethereum-2-validator-costs/

更偏重技術層面的評論:請參閱 Staking on Eth2 #1 [Incentives]
https://blog.ethereum.org/2020/01/13/validated-staking-on-eth2-1-incentives/

在信標鏈上,我怎樣會被選中提議和證明一個新區塊?

在存款合約中登記你的 32 個 ETH 質押後,你的驗證者人身份將被啟用,信標鏈將不時向你指派任務。每 6.4 分鐘(一個 epoch 一次),驗證人將被徵召去證明信標鏈上的區塊,並從全體驗證人中隨機選取某些人,讓他們定期提議區塊。如果總共有 100,000 名驗證人,那麼,平均每兩週一次,作為驗證人的你將被要求來提議一個新區塊。這個過程完全是自動的,全部由驗證人軟體來操作。

有關信標鏈中證明區塊的更多資訊: 

與技術關聯較低的評論,請參閱   Ethereum 2.0 Validator Costs
https://www.attestant.io/posts/exploring-ethereum-2-validator-costs/

更偏重技術層面的評論:請參閱 Staking on Eth2 #1 [Incentives]
https://blog.ethereum.org/2020/01/13/validated-staking-on-eth2-1-incentives/

信標鏈的啟動需要多少 ETH?

信標鏈的啟動至少需要 16,384 個驗證人,這意味著質押總量為 524,288 ETH。只有當信標鏈達到創世門檻,才會開始分配質押獎勵。

有關信標鏈中證明區塊的更多資訊,請參閱:The Annotated Specification
https://benjaminion.xyz/eth2-annotated-spec/phase0/beacon-chain/configuration/#min_genesis_active_validator_count

我現在持有的 ETH 會受怎樣的影響?

對於你目前持有的 ETH ,無需進行任何特別的操作。它們在以太坊 1.0 鏈上依然可以繼續使用。在某個時間節點,以太坊 1.0 鏈會變成以太坊 2.0 的一部分,你的 ETH 將會一如既往的發揮功能,你無需做任何事情。 

想要參與質押的人,可以透過將 ETH 存入以太坊 1.0 鏈上的驗證人存款合約,就可成為以太坊 2.0 信標鏈上的一名驗證人。存入的 ETH 會變成以太坊 2.0 信標鏈上的一個驗證人賬戶餘額。此過程是不可逆轉的。在「階段 0 」,轉賬功能不可用,因此,驗證人將不得不等待,直到「階段 2」,即提取到某個特定分片的功能實現時,到那時候,你的 ETH 質押和積累的獎勵,才在以太坊 2.0 中完全可用。

有關 ETH 的更多資訊:

與技術關聯較低的評論,請參閱 ETH To ETH2: The Same Asset, Evolved
https://www.attestant.io/posts/eth-to-eth2/

更偏重技術層面的評論:請參閱 Ethereum 2.0 Economics
https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/ethereum-2.0/eth-2.0-economics/

誰在開發以太坊 2.0?

有幾百人!這項工作的大部分是以太坊基金會的研究團隊在領導和協調,但其他很多研究和實施團隊也做出了實質性貢獻。主要工作在於協作,以定義以太坊 2.0 的具體指標,這些指標在以太坊基金會 GitHub 頁面上維護。七支獨立團隊正在以不同的程式語言、針對不同的用例而搭建以太坊 2.0 客戶端,並不斷就設計和具體細節給予反饋。

有關以太坊 2.0 開發者的更多資訊 :

與技術關聯較低的評論,請參閱 Eth2 for Dummies 和 The Ethereum Bazaar Model
https://medium.com/@chromaticcapital/eth2-for-dummies-11ff9b11509f
https://www.coindesk.com/ethereums-bazaar-development-model-will-pay-off-in-2020

更偏重技術層面的評論:請參閱 The Ethereum 2.0 Github
https://github.com/ethereum/eth2.0-specs

Vitalik 對當前以太坊 2.0 的進度怎麼看?

Vitalik 不久前對以太坊 2.0 的進展和路線圖發了推文,請參閱他的想法:the next 5-10 years of Ethereum。
https://twitter.com/vitalikbuterin/status/1240365047421054976 

我在哪裡能瞭解有關以太坊 2.0 的更多資訊? 

對於有興趣關注以太坊 2.0 開發最新進度的人,技術和非技術方面都有海量的資源可供查閱。

可作為入門資源的一個檔案庫是(ConsenSys 協議工程部門 PegaSys 成員) Ben Edgington 在 HackMD 上的 Ethereum 2.0 Info 資料庫。Ben 收集的資訊包括以太坊 2.0、其發展階段及路線圖的入門級、中級和深度解釋。
https://hackmd.io/e4cNiocFTiS67j6yJ_XHPw?view

要想及時瞭解以太坊 2.0 的進展,這些資源也是不錯的選擇:What’s New in Eth2, EthResear.ch 和 EthHub
https://eth2.news/
https://ethresear.ch/
https://ethhub.io/

以太坊區塊鏈有怎樣的升級歷史 ?

以太坊自 2015 年 7 月主網公開發布(稱為 Homestead)以來,經歷了四次有計劃的升級。四次升級依次為:家園(Homestead)(2016 年 3 月)、大都會拜占庭(Metropolis Byzantium)(2017 年 10 月)、大都會君士坦丁堡(Metropolis Constantinople)(2019 年 2 月),以及伊斯坦布林(Istanbul )(2019 年 12 月) 。這些升級逐步提升了以太坊 1.0 鏈的效能,併為以太坊 2.0 搭建好舞臺。

有關以太坊 2.0 開發者的更多資訊,請參閱 A Short History of Ethereum
https://consensys.net/blog/blockchain-explained/a-short-history-of-ethereum/

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