ETH2.0技术简要介绍

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2020年11月9日，BiKi****ETH2.0验证节点挖矿，预示着ETH1.0向ETH2.0的升级正式启动。本文主要对ETH2.0做一简单的介绍。

ETH2.0升级规划

ETH1.0目前实现基于POW共识，主链的处理速度在15-20TPS之间，此外，由于Gas机制的存在，当全网交易量提升时，应用及用户必须支付高额的Gas费用，才有可能被矿工快速打包出块，这给ETH的大范围推广落地造成了极大的困难。

因此，为了进一步提升ETH网络的交易处理速度，降低ETH的交易成本，以太坊推出了ETH2.0计划，整个计划估计将要持续5年左右的时间，主要将分为三阶段执行：

（1）第一阶段（Phase0），上线发布信标链及BETH，仅支持ETH向BETH的单向转入功能（Staking），目前已经上线；

（2）第二阶段（Phase1），上线发布分片链，形成完整的ETH网络，预计在2021年初；

（3）第三阶段（Phase2），上线智能合约及跨片转账功能，ETH功能升级全部完成，但目前该部分内容还在讨论丰富中，并未形成统一的结论，预计在2022年或者2023年。

ETH2.0网络数据架构

ETH2.0网络架构主要包括信标链网络和分片网络两个部分，相应网络架构如下图所示：

ETH2.0数据架构主要包括状态数据、信标区块、分片区块三个部分，相应的数据架构如下图所示：

ETH2.0的核心技术特性

ETH2.0的核心特性主要包括Casper FFG共识和分片机制。

Casper本质是基于权益的证明，但是为了实现ETH1.0向ETH2.0的平滑过渡，EHT2.0使用了Casper FFG共识，即以权益证明为核心，同时兼容POW的共识机制。

分片机制主要是为了进一步提高以太坊主网的处理性能以及后期可扩展性增加的机制。ETH2.0将整个网络分成两个部分，第一部分为信标链网络，第二部分为分片网络，其中信标链网络可以认为是ETH2.0的核心系统链，不同的分片网络将组成各自的共识节点对其所属业务交易进行共识，并最终通过信标链的共识节点对全网络的分片交易进行统一的摘要校验确认。

区块链升级的难点

区块链技术的本质是基于密码学通过多方分布式共识形成不可篡改的总账，而其本质便决定了区块链系统的数据迁移和升级是一个难点问题：

（1）分布式共识生态使得整体强制升级实施难度居大，特别是在核心技术和功能特点方面很难形成统一的认识；

（2）数据不可篡改使得已有业务无法实现平滑过渡，传统业务系统均可通过直接修改系统数据库信息实现业务系统的升级迭代，但区块链的不可篡改性使得数据很难修改，如果强制转换，则用户体验极差。

因此区块链的升级是一个需要很长过渡时间的系统性建设和生态引导工程。系统性建设指的需要从关键技术到整体上去考虑整个系统的研发和建设过程，生态引导指的是需要从原有的业务生态一步步将牵引到新的业务生态中。

例如，此次ETH1.0向ETH2.0的升级需要至少3年时间，且3年后，ETH1.0和ETH2.0还会长期并存，另外，目前ETH向BETH转换是不可逆的，也就用户自愿进行业务迁移，前边已有的业务在ETH2.0中重新生成，不对以前的业务数据进行负责。

小结

区块链网络的升级不是一个单纯的技术，而是一个复杂且漫长的过程。后续本公众号还会持续关注ETH2.0的升级过程，同时对ETH2.0的关键技术进行更加深入的分析，喜欢的朋友可以关注本公众号，后续获取更多资讯！