以太坊:科普 | 小白也能懂——以太坊2.0测试网

这个月早些时候，PrysmaticLabs团队发布了目前最接近完成态的以太坊公开测试网络，测试网使用Prysm客户端，开发至以太坊2.0的第一阶段。

本次发布受到以太坊社区的欢迎，许多人立即着手运行客户端并向开发团队报告问题。测试网的验证节点数量很快超过了800个。这表明，以太坊社区兴致昂扬地希望为万众瞩目的以太坊2.0的升级作出贡献。

趁热打铁，在此有必要向广大的以太坊社区阐述什么是以太坊2.0测试网、为何说它的发布是一个关键的里程碑、为何花了那么久才达成此次发布？本文将尝试用通俗的语言来阐述技术细节。首先我们会讨论以太坊2.0和当前以太坊在协议上的区别，其次会概括性地解释此次测试网络的功能。

为何以太坊2.0升级要等待如此之久？

为回答这个问题，我们先阐明一个简单却重要的概念：

以太坊2.0并不是对现有以太坊网络的升级，而是一次全面的修订和重新设计。

许多人并不知道，甚至不同意这一点，因此有必要澄清下。

国务院：推进科普与区块链技术深度融合:为贯彻落实党中央、国务院关于科普和科学素质建设的重要部署，依据《中华人民共和国科学技术进步法》、《中华人民共和国科学技术普及法》制定《全民科学素质行动规划纲要（2021－2035年）》，其中要求实施智慧科普建设工程。推进科普与区块链等技术深度融合，强化需求感知、用户分层、情景应用理念，推动传播方式、组织动员、运营服务等创新升级，加强“科普中国”建设，强化科普信息落地应用，与智慧教育、智慧城市、智慧社区等深度融合。（新华社）[2021/7/10 0:40:52]

新的以太坊2.0网络将移除PoW共识机制，转而使用共识机制）Casper共识机制。

在PoW链上，可以用一种很简单的方法来决定在分叉中应该选择哪一条链、如何驱动链生长。该方法就是始终跟随拥有最大累积工作量的链，换句话说，选择耗费了最多算力的链。但因为以太坊2.0使用PoS，我们必须引入一系列新的分叉选择规则，来决定链的生长方向。

当前的以太坊网络只有一条单链。以太坊2.0网络则使用1024条并行链，这是以太坊雄心勃勃的扩容计划的核心。这些不同的链可以互相通信，并统一由单一主链Beacon链进行控制和验证。Beacon链就像植物的枝干，掌控着1024个平等的分支。

欧科云链集团正式启动区块链科普行动“星途计划”:欧科云链集团于4月26日，正式宣布启动了区块链科普行动——“星途计划”，行动包括将在全国范围展开系列沙龙，加大力度推进区块链科普进机关、进国企、进校园等，联合政府部门、行业协会等共同构建起更加完善和有效的区块链科普教育生态，与此同时，直击区块链科普现存痛点，推出简单易懂的“秒懂区块链”公益短视频课。

该计划旨在全维度推动社会建立对产业更清晰的认知，与“鲲鹏计划”一道助力数字经济及区块链产业本身健康发展夯实“人才”和“产业认知”两大基础。[2021/4/26 20:59:37]

这些激进的改变，使得ETH持有者无法在新的以太坊2.0网络中使用ETH。而是需要先燃烧当前的ETH，然后作为回报，在Beacon链上获得相同数量的ETH。这个交换机制由以太坊1.0上的智能合约完成，并受Beacon链的监控。

虽然以太坊1.0和2.0之间有太多的不同，在这里我们只讨论主要部分。这将有助于说明完成以太坊2.0的工作量。

现场 | 火币中国推出数字经济及区块链产业科普新书:金色财经现场报道，12月6日，由海南省工业和信息化厅主办，南南合作金融中心协办，海南生态软件园、火币中国承办的“海南自贸港数字经济和区块链国际合作论坛”在海口举行，这是全球首次区块链部长级论坛。

在本次论坛上，火币中国举行了“数字经济及区块链产业科普系列新书发布”仪式，希望通过教材、专业教育、培训等多种方式，帮助从业者、高校、研究机构深入了解区块链，从而建立起区块链全局性知识模型，真正推动区块链应用落地。火币中国CEO袁煜明介绍，将联合机械工业出版社面向普通高等教育推出《区块链导论》、《区块链系统设计与应用》和《区块链新商业模式分析》系列教材，这是国内最早推动的区块链教材之一；火币中国还积极参与数字经济的研究，由中信出版社出版的新书《读懂Libra》已经上市；由火币中国负责编写的区块链技术科普读物《区块链技术进阶指南》将于12月面世；首本行业内最全的区块链应用案例集《区块链产业应用100例》在本次论坛进行了首次刊印。[2019/12/6]

为何以太坊2.0测试网的发布如此重要？

动态 | 人民日报官方微博科普区块链 强调区块链不等于比特币:人民日报官方微博今早发表9图科普区块链。其中涉及区块链的特点有：1、安全；2、不可篡改；3、可访问；4、无第三方。区块链对未来的影响：1、不需繁琐个人证明；2、看病避免反复检查；3、旅行消费更加便捷；4、交易无需第三方。同时强调，区块链不等于比特币。比特币只是区块链技术的一种应用，区块链还有医疗卫生、食品安全、版权保护等诸多应用领域。[2019/10/28]

从上述讨论的1.0和2.0网络之间的不同点来看，以太坊2.0还需要做许多功能的整合和调整工作才能正常运行。而且以太坊2.0的许多概念是全新的、从未被其它已公开的区块链测试过，比如Casper共识机制。

相要实现与以太坊2.0类似目标的Cosmos和Polkadot协议，都用了超过2年的时间才能实现一个工作正常的设计。更何况，这些项目无需担心如何将ETH和其它ERC-20代币从旧链转移到新链，也无需担心如何降低对dApp开发者带来的影响。因此，以太坊社区需要看到新旧网络迁移过程中的切实而具体的步骤，以提振坚持执行路线图的信心。

声音 | 中科院姚建铨：要加快推进区块链与物联网融合的科普 培训:据新华网消息，日前，在区块链与物联网融合发展峰会上，中国科学院院士姚建铨说，关注区块链技术里面的大数据，跟区块链技术结合起来进行测量和检测，能更好地提升激光清洗技术。姚建铨建议，无锡今后要加快推进区块链与物联网融合的科普、培训，正确引导广大人民群众对技术的认知；同时，建立专业、权威，但又普适、成套的理论体系和标准，以此切入区块链的实际应用。[2018/9/18]

以太坊2.0蓝宝石测试网实现了哪些功能？

回顾下上面提到的以太坊1.0和2.0的4个不同点，测试网实现了#1、#2和#4，部分实现了#3。具体来说，蓝宝石测试网实现了CasperPoS共识机制；实现了Beacon链；实现了将ETH1.0代币转移为测试网的ETH2.0代币。测试网没有实现1024个分片以及分片间的通信机制。

测试网中，另一个值得注意的功能缺失是智能合约，该功能计划在路线图的第三阶段实现。为完成智能合约功能，需要移植以太坊虚拟机到以太坊2.0中或者在以太坊2.0协议中重新实现一种虚拟机作为EVM的替代。

以太坊2.0测试网是如何工作的？

以太坊2.0是一个PoS网络，由质押代币的验证节点来生产区块并维持网络运行。因此，首先要解决的问题是如何将代币分配给验证节点以运行网络。

以太坊2.0网络中，最终将使用与我们1.0网络同样有价值的ETH代币，因此ETH代币需要被转移到新的以太坊2.0网络中。为了实现和测试该转移功能，PrysmaticLabs开发了一个叫作Goerli的以太坊1.0的测试网络和一个叫做存款合约的智能合约，在Goerli网络上任何人都可以获得任意所需的伪ETH，而存款合约可以储存不限量的ETH代币。当充币到存款合约后，测试网的Beacon链将生成等量的ETH2.0代币。为了简化，我们将ETH2.0代币称作：Beacon链ETH。

-ETH在以太坊1.0和2.0之间转移的示意图-

从ETH1.0到bETH的步骤：

首先，验证节点安装支持以太坊2.0网络的Prysm软件，并创建账户。创建的账户将生成“存款数据”，用来打通以太坊1.0钱包和以太坊2.0账户

在以太坊1.0测试网Goerli上，用户发送3.2个ETH到存款合约中，以参与以太坊2.0的验证工作。这实际上就是燃烧ETH1.0代币。

当以太坊2.0的Beacon链发现存款合约中有币打入时，将在验证节点的账户中生成相同数量的bETH代币。现在，验证节点已经准备好参与验证，只需再等待一段安全延时即可，该延时用来增强Beacon链的安全性。

验证客户端开始参与共识机制并获得验证奖励，如果不遵循协议规则，他们的bETH就会被罚没。

验证节点到底做什么？

在以太坊2.0中，每6秒会产生一个新块。每一次，都会由验证节点池中的一个节点来提议生成新区块。一定数量的其它验证节点则检查该区块并验证正确性。到下一次出块时，则换另一个验证节点提议生成区块，同时换另一组不同的验证节点验证正确性。

每产出64个区块，所有的验证节点会重新洗牌，为新一个epoch选择新的区块提议者和区块验证者。验证节点的选举过程在随机数生成算法的帮助下，从根本上避免了验证节点间的勾结串通，提高了协议的安全性。

验证节点需要一直在线以完成分配给它们的任务。如果它们诚实工作，将获得bETH代币奖励。如果他们行为不端、勾结串通或离线，他们所质押的代币将被罚没。如果验证节点的余额减小到验证阈值以下，则将被踢出验证节点池，无法继续参与验证工作。

后续的发展方向？

蓝宝石测试网只是漫长的抵达以太坊2.0的征程中的一步。它实现了以太坊2.0路线图中的Phase0。距离实现以太坊2.0的完整功能还有2个阶段。

但即使是阶段0，想要上主网，仍有巨大的工作量。首先，我们尚在测试网的早期阶段，有众多的问题、bug和优化项需要解决；其次，目前测试网上只有Prysm一个客户端可以使用。其它团队也在开发支持以太坊2.0网络的客户端，比如Nimbus和Lighthouse。兼容不同的客户端，是完成一个支持多客户端的测试网的前提条件；再次，阶段0的设计要求bETH能够在不同账户间转帐，当前的测试网并不满足；最后，阶段0的设计仍处在细节的修订中。这些设计需要在众多的以太坊2.0客户端中最终确定、完整实现和审计通过，才有望于2019年底主网上线阶段0。

总之，测试网上线是以太坊2.0发布路线图中的关键一步。它的重要意义在于以太坊社区的公众都能参与到测试中来，提出问题发现瓶颈，以引导以太坊2.0的开发者们解决。测试网的发布有效提振了社区对以太坊2.0路线图的信心。另外，以太坊基金会宣布将投入1900万美元来支持以太坊2.0的开发及其它以太坊扩容方案的开发。此举将有效加加快开发和测试工作的进度。

原文链接:https://www.tokendaily.co/blog/eli5-explanation-of-the-ethereum-2-0-testnet

作者:MohamedFouda

翻译&校对:Wuwei&阿剑

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