ETH:金色深核｜以太坊2.0全面技术指南

本文是《区块链技术手册》系列的第一篇，《区块链技术手册》系列是一个可以了解加密货币技术逻辑的文章系列，主要介绍比较特色的项目类别或者主流项目的技术架构。

第一篇选择了介绍以太坊2.0，会尽力全面的把相关技术内容汇集此文中，如有偏颇请指正。

ETH2.0的阶段0已经箭在弦上，一周内以太坊2.0存款合约质押了超过50万枚ETH，我们对以太坊的期待更上了一层。但从技术来看，谜一样的ETH2.0仍然是一个未来不可预测的形态，因为公链始终都在尝试。

或许我们已经对ETH2.0期望太高了，所以从技术角度详细了解下ETH2.0以及近期的变化，可以基于这些内容再去给予合理的期待。

ETH2.0这个词是相对于ETH1.0或者ETH1.X说的，从共识上很容易区分，ETH2.0是PoS共识，而ETH1.0是PoW共识。

以太坊在创世的时候，是先利用基金会的poa节点启动的，随后运行稳定后加入PoW节点，开始了挖矿进程，这么多年来，ETH1.0的PoW节点已经发展出庞大的数字，因为PoW挖矿的收益力量，以太坊矿工也是加密货币矿业里不可或缺的一部分，其挖矿算法是ETHhash，使用GPU挖矿，也出现了ASIC挖矿，但ASIC算力并没有像比特币挖矿里ASIC和GPU对比那么悬殊。

PoW的ETH1.0网络像比特币网络一样，并发量很低，并且以太坊还是一个具备可编程能力的网络，在以太坊上运行的各种智能合约，会增加很多链上确认消息的数量，比只做转账的比特币网络多了很多调用类消息，所以，以太坊太堵了。

金色财经挖矿数据播报 | BSV今日全网算力上涨4.97%:金色财经报道，据蜘蛛矿池数据显示：

BTC全网算力124.056EH/s，挖矿难度15.78T，目前区块高度639003，理论收益0.00000816/T/天。

ETH全网算力194.024TH/s，挖矿难度2429.35T，目前区块高度10448018，理论收益0.00803882/100MH/天。

BSV全网算力2.323EH/s，挖矿难度0.31T，目前区块高度643445，理论收益0.00038736/T/天。

BCH全网算力2.770EH/s，挖矿难度0.40T，目前区块高度643632，理论收益0.00032488/T/天。[2020/7/13]

当年的加密猫让以太坊堵的一塌糊涂，2020年Defi流动性挖矿热潮的时候，以太坊依旧堵的一塌糊涂，Gas费居高不下。当以太坊从PoW转向PoS后，这样的问题会解决一部分，可以从每秒处理7笔交易的的处理能力提升到上千笔交易，这已经是质的飞跃。

在以太坊2.0的路线图里，最终目标是PoS，PoW链会在历史的发展中被留存至不适合挖矿，ETH1.0网络彻底不适合再工作为止，当然这不知道会是多少年后，在我们可预测的时间内，ETH2.0启动Phase0后，PoW和PoS会是混合存在的，在ETH2.0的分片架构里，ETH1.0的PoW链就是一个分片，与ETH2.0信标链中的分片承担一样的任务。

分析 | 金色盘面：PAI/BTC 强劲反弹:金色盘面综合分析：PAI/BTC夜盘强劲反弹，大涨15%，目前受制于MA72，成交量萎缩，短线有回调压力，注意MA6的支撑力度，如果有效，有可能会对MA72再次发起攻击。[2018/8/13]

那ETH2.0究竟代表了什么？ETH2.0是代表了基于PoS共识建立以太坊的开始，信标链会开始逐渐承担以太坊主要的确认出块过程。

与现在的PoW链相比，ETH2.0实现的是PoS共识、分片结构以及带来新的虚拟机eWASM，实现这三种设定后，以太坊可以更加分散化（目标和实践也许会有差异），因为用笔记本小型设备就可以成为一个验证节点。网络更有弹性，即使有节点脱机，也会因为分片的布置而保持稳定。当然最重要的就是前文所说，网络的处理能力和ETH1.0的处理能力完全不同。

ETH2.0把前期实施分为了3个阶段，Phase0、1、2（是主要变化）。

Phase0是启动信标链的开始，启动信标链前需要用户抵押32个ETH成为节点，并且需要足够量的ETH（超过50万枚）才能启动。为了保证信标链的稳定性，用户存入32ETH后，暂时不能取出，等到Phase1才会有退出的设定。Phase0启动后，ETH2.0信标链会成为以太坊庞大网络中的一个部分，虽然已经开始出块，但并不承担转账、合约执行等。这个时候相比信标链，其实ETH1.0的PoW链会更健壮，Phase0开始后ETH2.0和1.0链会面临一个混合成为一体的过程。

分析 | 金色盘面：PROPY/ETH 持续走强:金色盘面分析师表示： PROPY/ETH平台整理，与多数币走势不同，他在触底后形成了一种稳步走高的趋势。[2018/8/5]

ETH2.0和1.0链因为是不同共识的链，而网络要有一致性，这个过程也是形成网络总帐本的实验过程。根据官方说明，在Phase1阶段会部署64个分片进行试运行。

分片的试运行，多个以太坊开发者透露过重要的是测试分片间的信息确认过程，因为不同分片是不同的链，跨分片互通是必要的，跨分片互通之后才能状态统一。

ETH2.0Phase0让信标链运行稳定，ETH1和ETH2链并行运行，Phase1开始后，分片开始测试，进展合格后，Phase2阶段就是网络正常运行开始eWASM虚拟机的建设等，Phase2后代表着可以在ETH2.0链上部署智能合约、开发dapp。

但经过11月20左右以太坊开发团队进行的AMA，Vitalik和开发者们重点指出，可能会暂缓Phase2阶段里的关于分片的技术设计，因为在rollup技术成为以太坊2.0的中心技术后，Phase1阶段里运用rollup已经可以提升足够的处理量。

这里提到的Phase1阶段的rollup。是把信标链的数据层进行一个数据分片，然后数据再经由rollup处理后提交到信标链，这样信标链会有足够的处理能力。（如果再加上layer2的方案，处理能力会更好。）

金色财经现场报道 爱立信日本新技术开发部 Director秦中陵：能为社会创造价值并取得盈利的项目才是真正的落地:金色财经现场报道，在2018FINWISE东京纷智峰会上，进行以《区块链技术的落地应用》为题的圆桌论坛，日中AI·IoT 联盟执行委员长，爱立信日本新技术开发部Director秦中陵表示：每个人针对什么样的项目才是真正的落地有不同的见解，Token是非常重要的，如果Token非常受欢迎，那么它可能是十分成功的。我认为能为社会创造价值并已经取得了盈利的项目才是真正的落地项目。今年的后半年时间里，整个行业可能不会有太大的波动，加密货币行业还会继续发展。版权、保险、娱乐等领域的需求可能会更多，另外，联盟链可能也会取得一定的突破。在不久的未来，各种加密货币可能会实现互通。从技术角度而言，更多的技术人员更喜欢攻克困难，反而不在乎这项技术能产生多少经济价值；从商业角度而言，我们要创建一个解决方案，这个解决方案应该是能创造价值的；另外，我们也过分强调了一些概念，当我们提供一些产品时，如果这个产品能被社会或普通人接受，那么我们不应该给他们提供投机的机会。[2018/5/21]

此外，开发者还提及将会提前推出ETH2.0、1.0混合测试网，这意味着ETH2.0、1.0两条链的状态融合可能会提前。这是目前以太坊2.0会出现的一些变化，总结来看，就是加快推进。

其他的以太坊2.0出现的特殊情况还有几点需要注意：

金色财经现场报道，Steven Ji：未来将花更多时间来关注加密资产及区块链行业:在2018年世界数字资产峰会（WDAS）暨FBG年会上，来自中国红杉资本的Steven Ji表示，红杉资本很早就加入了加密资产的投资行列，未来可能会花更多的时间来关注加密资产及区块链行业。[2018/5/3]

1.在阶段0、1和2中，ETH2.0和1.0链都在出块，所以块奖励也会是给两个链，ETH的增发量会增加，官方预测，两条链的总通货膨胀可能最初会飙升，但随后随着PoW链的逐渐淡化而开始趋向0-1％范围。

2.官方期望在阶段2之前将客户端等工具移植为支持eWASM的。

3.dApp未来需要选择分片。因为跨分片通信的问题，分片之间可能会失去了一些组合可能。

4.可能未来一段时间内会面临ETH1.0链账户和合约迁移到2.0的升级问题。

以上是基于技术结构和技术目标，以太坊将面临的变化。而这些都是网络底层或者后端的变化，作为一个用户或者投资者，这些变化带来的实际影响并不明显。与用户和投资者最为密切的还是拥有哪些参与过程？接下来我们总结一下和用户最密切的部分：参与指南的技术项。

首先是以太坊2.0最重要的存款质押，在阶段0启动的时候，信标链正式启动，届时从创世区块开始有信标链的BETH奖励。

以太坊2.0的存款页面是https://launchpad.ETHereum.org/，在页面介绍会有详细的参与指引，主要过程包括注意事项、选择客户端、保存密钥、上传密钥文件、选择钱包支付、成交。

从技术上看，其实是把以太坊1.0链上的ETH锁到合约里，启动节点的权限，但节点的奖励并不是ETH，因为旧链和信标链还没有同步，节点奖励是信标链上的ETH，即BETH。

用户需要先安装一个ETH1.0链客户端、再安装ETH2.0链客户端，然后再使用ETH1链的钱包支付。两个客户端也需要同步运行，其中ETH1节点服务也可以使用infrua等第三方服务。

此处提示，安装节点需要根据各个客户端的文档提示安装和部署。例如gETH?hyperledger?besu?parity或者直接使用infura第三方服务。

以太坊2.0存款的运行操作界面是从ETHereum/ETH2.0-dePoSit-cli页面下载该文件，然后在终端窗口中运行./dePoSit命令。另一个选项是用Python源代码构建工具。需要按照说明操作，以确保安装了所有必需的开发库和dePoSit-CLI工具。

更多内容请查看上文中的网页，请不要忽略其中的超链接的文档叙述。

此外，更严格的要求是客户端的运营，因为节点的验证是要一直持续的，如果节点掉线，用户质押的钱很可能会损失掉，所以为了防止节点掉线的话，需要保证运行客户端的硬件随时开机运转，并且网络也需要稳定，例如使用笔记本电脑或者台式机运行，保持电源在线不断电、客户端在线、以及联网状态良好都是需要的。

如果使用服务器或者一些定制硬件运行，也是如此，大部分服务器可能运营在IDC，其稳定性会更高，但部署成本和运维成本也会很高。例如可能在笔记本运行可能每月需要几十美元，但稳定性并不高，服务器或者一些树莓派、迷你电脑、定制主板的设备会更合适，另外还推荐使用Linux，稳定性更高，轻巧、安全，但成本可能会更高一些。

除了自己建节点，然后抵押进去之外，其实很多用户可以用更小的资金参加，因为32个ETH现在已经是一个较大的资产数目。所以那些只持有少量ETH的用户想要投资会有其他方法。

这里面会涉及一个第三方的问题，也就是用户把ETH给第三方，第三方再建立节点去抵押。用户存入的钱有固定的数量，这样32个ETH可以由几十个用户一起组合而成。满足32个之后就可以做一个节点抵押。

第三方在做这件事的时候，是需要把ETH拿到手，然后再抵押进去，但如果只是拿到ETH然后抵押到合约里，只是一个迁移过程，只是迁移过程的话整个业务里的ETH资产流动性会很堪忧，并且资金利用率不高。

对于以太坊2.0的staking业务，最好的形式仍是把存款过程做成合约执行，用户把ETH转进固定的合约之后拿到凭证。抵押之后的凭证是比较重要的，惯用的方式，是用户存入之后可以生成合成资产凭证，然后合成资产也有自己的交易市场，这样既可以解决流动性问题，又可以多增加一种资产市场。同时合成资产的协议也会成为未来和以太坊2.0合约调用的关键部分。

这里可以举例的是例如项目stafi在以太坊2.0staking业务协议里生成的rETH、项目stkr在以太坊2.0staking业务协议的aETH。这些都是用户可以用定量小资金参与以太坊2.0质押的技术过程。

除了这一点外，如果说以太坊2.0的32ETH的限制是一个证明，那使用多方签名的方式也可以把ETH的证明形式切分成更多的小参与方，这里会设计多方计算MPC等，不过这些实现还没有实例。

上文把以太坊技术发展的前因后果、网络架构、用户参与方式等介绍完毕。但以太坊还有很多有趣的东西没有写出来。例如你知道以太坊路线图里还有以太坊3.0吗？

在以太坊wiki的介绍里，除了以太坊2.0的阶段0、1、2。还有3、4、5、6。其中阶段3是轻客户端状态协议，阶段4是跨分片交易，阶段5是与主链安全性的紧密耦合，阶段6的超二次分片或指数分片，也就是分片中的分片。

当然现在这些部分有些已经有变化，不过这也代表未来更多可能性，例如基于零知识证明的starkware，还有异构分片、Casper?CBC，这三项是被成为以太坊3.0的代表。

以太坊的进展是值得充满期待的，2年前的在布拉格的以太坊开发者大会上，2.0还是一个宏大的远景，现在近在咫尺，站在这个高度上，我们似乎可以看到更远了，但对于每个参与或者经历的人来说，公链的发展就是充满了不确定性的。成功和失败可能就在一两件小事上，不过参与者需要引颈高歌，因为这本身就是一场新的教育过程，为行业加油的是行业发展的不确定性给予的兴奋和成就感，enjoy。

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