就在剛過去的7月31日，加密貨幣市值第二高的以太坊迎來了5週年生日。隨著以太坊的不斷髮展，社會各界對以太坊的關注也在不斷增加，使用者及應用的不斷激增，也使得大家對以太坊 2.0的呼聲不斷高漲。
什麼是以太坊2.0？
以太坊2.0是計劃中的以太坊替代方案。
隨著defi等專案的迅速升溫，以太坊上交易量不斷激增，這使得交易費用不斷攀升，交易時間不斷加大。總的來說，現行的以太坊1.0已經難以滿足使用者的使用需求和發展需求。
今年4月份，信標鏈建立創世區塊，“0階段”正式啟動測試。以太坊 2.0網路啟動協調員danny ryan也在論壇中初步宣佈，以太坊2.0最終測試網預計將於8月初正式啟動測試。這也意味之以太坊2.0已離我們近在咫尺。
以下是以太坊2.0的設計目的：
圖1
1、 使其更加簡潔，哪怕影響一些效率
2、 當主要網路分割槽以及大部分節點離線時仍能保持存活狀態
3、 選擇可以抵抗量子計算的元件或者使用日後可以替換為抗量子計算的元件
4、 使用加密技術並使驗證者在單位時間裡能夠參與更多的出塊
5、 使任何消費級個人電腦也可以參與到分片的處理中
為實現這些目標，以太坊2.0採用了信標鏈、分片、pos及ewasm等技術。我們先來看看以太坊2.0完全實現後的樣子，如下圖所示：
圖2
整個乙太網2.0分為四層：
1、 pow主鏈層：也就是以太坊1.0的單鏈，作為最底層的基礎，在以太坊1.0向2.0過渡階段，會將以太坊1.0中的價值（以太幣）逐漸轉移到信標鏈中，當以太坊2.0過渡完成，可能會作為一條分片鏈，也可能繼續保留，還未有定論。
2、 信標鏈層：此層最終將是分片鏈的管理層，負責管理分片鏈，並參與分片鏈之間的互通，在過渡階段也涉及價值轉移等。
3、 分片鏈層：64條不同的鏈，與同一條信標鏈進行溝通，儲存資料，執行合約等，每一條鏈都相當於一條以太坊1.0。
4、 虛擬機器層：ewasm虛擬機器，執行智慧合約的執行環境，建立於分片上。
以太坊2.0的關鍵技術
鑑於區塊鏈的不可篡改及出現漏洞後影響巨大（the dao）等特性，以太坊1.0到2.0的過渡期將持續2年左右，並且分階段進行。
階段0：主要實現信標鏈及以太坊1.0中的部分價值轉移。
階段1：主要實現分片，並穩步將區塊鏈1.0上的數字資產轉移到分片中
階段2：主要實現ewasm虛擬機器
……
……
由於階段2的具體實現還不清晰，我們主要針對階段0和階段1的技術實現進行簡單分析。
信標鏈和pos
信標鏈就是一條基於pos（casper ffg）機制的區塊鏈單鏈。
在實現casper ffg共識時，定義了“驗證者”和“提案者”兩種角色。一個節點如果想要成為“驗證者”，就需要向以太坊1.0中的一個智慧合約抵押至少16eth，智慧合約觸發事件（event），信標鏈檢測到事件並將地址其加入“驗證者”列表。
信標鏈將“驗證者”隨機分配到分片中進行作業。在進行出塊時，信標鏈從“驗證者”中隨機選出“提案者”，“提案者”提出區塊，由“驗證者”進行驗證。信標鏈會對所有“驗證者”和“提案者”進行監視，如若其誠實的完成作業，就給予獎勵（相當於挖礦），如果其作惡，就會沒收其抵押的eth。
在實現信標鏈時，定義了信標鏈上儲存的資料時分片鏈上的世界狀態。當分片鏈上的世界狀態發生變化，信標鏈上就會產生新的區塊，只有在信標鏈上被記錄的分片的世界狀態，才是被認可的不可逆的區塊資料，如下圖所示：（藍色表示信標鏈；綠色表示分片鏈；黃色表示已被信標鏈確認的分片鏈區塊）
圖3
分片
分片就是不同的子區塊鏈。
分片的實現其實是基於地址的。這裡我們可以假設：我們將地址為0x00開頭的地址定義為分片1，將地址為0x01開頭的地址定義為分片2.以此類推，我們就可以擁有16*16=256個分片。
當節點1被信標鏈分配到分片1時，那麼節點1只會對地址是0x00開頭的地址交易進行打包和交易，對於其他地址開頭的交易，將直接丟棄。這樣就抽象出了不同的分片，整個區塊鏈就被抽象的分割成不同的分片。
以太坊2.0展望
以太坊2.0將會是與以太坊1.0完全不同的系統，可能在未來的幾年就會正式上線執行。我們應該在以太坊2.0正式上線前對它的功能特性進行了解，更好的迎接區塊鏈的新浪潮。
