以太坊2.0正在发展：客户、共识和信标链的新发展概述

超过260万ETH参与了信标链的承诺。让我们从多个角度了解以太坊2.0的最新发展。

原标题：ETH2的发展，2021年1月

十二月初，伊始共同体推出了新的信标链公平共识机制，这是ETHuMe长期可持续发展的基础。到目前为止，信标链具有良好的鲁棒性和稳定性。

在撰写本文时，信标链上有250多万ETH，共识不断巩固。所以，这是ETH2的当前状态。但接下来呢？会发生什么？我们要去哪里？

本文旨在从更高的角度来描述以太坊2.0的现状——对以太坊共识机制的全面回顾，以便以太坊继续为以太坊及其社区提供一个更可持续、更安全、更可扩展的家园。

本文不涉及技术细节，也不打算全面。如果你想了解更多关于ETH2的其他方面，我建议你看看Ben Edgington写的“ETH2的新特性”和我在ETHuny基金会博客上写的“ETH2快速更新”系列。

这些只是我目前的个人观点。还有许多其他的声音和观点正在推动ETH2的不断发展和演变。本文可以看作是动态发展的快照。祝你阅读愉快！

ETH1+ETH2==以太坊

事实上，使用“ETH1”和“ETH2”这样的短语是一种误用。如果可以，我会永远抛弃他们。但现在，这两个短语无处不在，所以让我们至少来探讨一下它们的含义。

两个名称“ETH1”和“ETH2”表示顺序错误。它们似乎表明，由于“ETH2”的出现，“ETH1”的存在价值将降低，“ETH1”将被“ETH2”所取代。事实上，这两个短语实际上代表了堆栈的不同级别。

ETH1主要是操作和更新以太坊用户层（状态、事务、帐户），以及用户在与以太坊交互时会考虑的所有其他内容。而ETH2则是一系列升级，旨在彻底改变以太坊的核心共识，即从证明巨大的能耗和低效的工作量，到证明更具可持续性和可扩展性的权益。而通过这一新的共识机制，我们最希望就什么达成共识？答案是ETH1的用户层！

这两个相对独立的关注点（用户层和核心共识）使得以太坊（ETH1）能够有序推进，同时支持以太坊核心共识（ETH2）以相对低风险的方式进行重大改革。此外，在未来，这种相对独立的关注点可能会使整个以太坊堆栈的不同组件更加专业化。今天，让以太坊保持活力和良好状态的英雄（ETH1客户开发人员）可以继续专注于优化用户层和增强稳定性，而ETH2工程团队可以尽最大努力在兴趣证明方面建立良好的共识。

在ETH1和ETH2组合之后，以太坊客户端将以模块化的方式使用ETH1和ETH2的最佳内容。我们就合并的实际情况进行了高质量的讨论。请参阅以太坊在“ETH1+ETH2客户关系”主题下发表的研究文章。（您还可以在ETHonline上看到我的演讲“ETH1+ETH2=ETHereum”。我已经对此发表了自己的看法。）。

ETH2==共识

当我们谈论“ETH2”时，我们谈论的是以太坊核心共识机制的软件和协议升级。从根本上讲，ETH2是以太坊共识机制从工作量证明向公平证明的转变，并引入了碎片化的数据层以提高可扩展性。如果工作量的证明是火箭飞船将以太坊带出地球大气层，那么使用权益证明的ETH2信标链就是一个永恒的太空栖息地，火箭最终将在这里对接，形成一个可持续的广阔家园。

如果您看看当今ETH2客户机的复杂性，它完全取决于对共识的管理，例如确定性、fork选择规则、验证者和激励。

ETH1==用户层

当我们谈论“ETH1”时，我们谈论的是以太坊的防工作负载链以及在主网络上开发的所有应用程序和工具。当我们谈论ETH1和更大的“ETH1x”项目升级时，我们几乎谈论“用户层”的事情。例如状态、合同、执行和交易。如果把“共识”比作大脑，那么“用户层”就是身体；自从以太坊诞生以来，几乎所有的升级都是针对“身体”，而“大脑”代表的是工作量证明（相对较小），却没有改变。

如果您看看当今ETH1客户机（例如gETH）的复杂性，就会发现大多数优化工作都是针对用户层的管理，例如高效地访问/写入大量用户状态、优化执行以及安全地管理事务内存池等。

简言之，未来的以太坊将取代现在的大脑（用可持续和安全的权利证明），同时保持我们熟悉身体的完整性。这些将通过稳定的api和其他工具转化为不受干扰的智能合约和应用程序。（参见Mikhail演示如何使用未修改的metamask与ETH1+ETH2组合测试网络进行交互。

共识，我们应该以什么方式达成共识？

关于信标链出版的一个常见误解是“它什么都没做”，我的回答是“这是关键！」

信标链的核心是一种权益证明的共识机制，由电子交易的验证人共同维护。迄今为止，这一共识机制所达成的唯一共识就是它本身。它尚未就最终用户关心的其他事情达成共识，例如用户层（交易、用户帐户、智能合约等）。这是设计。

以太坊网络拥有上千亿的资产（美元/Ɖ）和数千万用户的活动，因此升级其核心（尽管范围非常广泛）的一致方法必须是保守的，并且一步一步迭代。

总计：第一步[完成]-以去中心化和安全的方式达成共识第二部分[进行中]-就以太坊生态系统的重要问题达成共识：（1）当前以太坊网络/状态（ETH1）和（2）未来碎片数据

以太坊共识（ETH1）

首先，ETH2服务于以太坊。beaconchain由bootstrap启动并由社区运行，它最终将服务于社区及其现有的应用程序、契约和其他工具。

从工作量证明到信标链权益证明，以太坊共识的热交换将为今天和未来的去中心化应用提供更安全、更可持续的增长土壤。通过改变共识机制，同时保持其余协议（用户层）的稳定性，以太坊将为现有用户和应用程序提供不间断和连续的体验。在转换之前，现有的应用程序仍然受到工作负载验证程序的保护，转换之后，这些应用程序将立即受到信标链的处理和保护。现有的api和其他工具在很大程度上保持不变，一般来说，现有的应用程序可以正常工作。

目前，利用gETH+teku（ETH1+ETH2）组合客户端运行专用测试网的工作正在大力推进。我们期待着尽快发布更多的公共场所和一些早期规范，以便更多的客户（ETH1和ETH2）能够参与进来。

信标链的安全性与稳定性

2021年，信标链将继续锤炼、评估和完善，最终实现ETH1和ETH2的合并。合并的必要条件是时间。信标链在实际运行中需要足够长的时间来证明其稳定性和鲁棒性。除了时间稳定性要求外，我还想进行详细的网络/负载分析、其他测试/模糊测试和广泛的综合测试网络。

除了一个安全和可持续的家，以太坊还需要一个可以扩展的家。

显然，如今的以太坊L1无法满足全球对去中心化应用程序的需求。尽管以太坊目前的一级和二级可扩展性技术（汇总、通道等）将在未来12个月发挥巨大作用，但随着全球采用率的不断提高，以太坊供不应求的现象仍将持续。

L2汇总生态系统使用L1数据实现可伸缩性。为了改善这个令人兴奋的生态系统，ETH2的目标是在可扩展和碎片化的数据层上达成共识。

也就是说，由于核心共识的复杂性和最终用户所面临的复杂性，就碎片化数据达成共识要比就碎片化状态达成共识容易得多。同时，可扩展的L1数据使得L2汇总得到更大的可扩展空间。

有一种乐观的观点认为，ETH1和ETH2的结合以及零碎的数据将加速我们告别旧世界，最终使我们到达我们想去的地方。这并不是说用户级的碎片（用户状态和跨多个分区的事务）是完全不可能的。这只意味着它今天落后了，因为我们为以太坊带来了更简单但更强大的升级。

有关更多信息，请参阅vitalik的文章“汇总中心路线图”，或他的演讲“2020年及以后扩展以太坊”。

一路升级

目前，我们正在积极规范和讨论第一波信标链升级。一些提议的更改是对验证者激励和状态管理的迭代，而另一些则为信标链带来了相对温和的新特性—例如，对本地light客户端的支持。

关于这些迭代升级的许多讨论都发生在ETH2 specs repo论坛和ETH Rd聊天室中。我期待着客户团队和其他贡献者在下个月的工作中分享更多关于这些方面的信息。

beacon chain的首次升级可以看作是ETH2客户端开发者和参与社区承诺者的一次“热身”活动。因为合并和碎片化的大升级都是从谨慎的小升级开始的。

ETH2客户端状态

一般来说，ETH2的客户端状况良好。我们有四个主要的网络客户端（nimbus、teku、lighthouse和Prysm），每个客户端都可以运行验证器。此外，Lodestar仍然以beta版本运行mainnet，但它也为不断增长的ETH2开发者生态系统提供了优秀的JS工具和库。改善总体业绩和稳定性的努力仍在继续，在客户多样性方面仍有期望。总之，我们将看到一个由客户和抵押人组成的丰富生态系统。

客户多样性

据我们所知，目前的客户多样性并不是最优的。据估计，Prysm节点至少占主网节点的50%。虽然这是1:1，与委托人确认的质押数量相对应，但仍然是一个偏颇和方向性的代表。

对于主网中的四个客户机，理想的分配权重几乎相等（25%），对于任何客户机，权重不得超过50%。考虑到ETH2客户的地位，这是可以实现的，但需要社区成员和机构抵押人共同努力，寻找和采纳权重较低的客户。作为使用过这四位客户的人，我可以证明他们非常稳定，表现非常出色，每个客户背后都有一支热情友好的团队，他们期待着与您合作。

2021客户开发

客户团队花费了2021年的大部分时间来提高主网客户端的安全性和稳定性，并推动上述升级的实施。2021年初，随着规范的批准和逐步完善，上述大部分工作将进入研发阶段。然而，下半年，我们将开始看到合并和/或切片升级的生产测试网络。我认为客户团队比我更能向你提供最新的信息。你可以加入他们的聊天室，订阅他们的报告或关注他们的博客。

其他内容

无状态以太坊

如上所述，“ETH2”大致代表以太坊核心共识机制的一系列升级，“ETH1x”则代表以太坊用户层的研发和升级。无状态以太坊（以及大部分ETH1x）致力于让L1状态更具可持续性，同时开放一系列节点类，为用户提供更多与网络交互的选择。

因为关注点（共识和用户层）是相对独立的，所以研发工作设计为与ETH2升级并行进行。虽然在某些方面我们必须确保设计是连续的和平滑的，但是在ETH1+ETH2合并之前或之后，可以进行“无状态”的设计。尽管无状态组件交付得越早越好，但ETH2并不依赖于无状态完成计划。

目前，每个月都有一个关于“无国籍”和其他正在进行的积极研发工作的新闻发布。我希望在2021年看到这些迭代升级的稳步进展！

以太坊改进方案1559

eip1559是以太坊的一个改进方案，关注以太坊的计费市场。它也完全独立于ETH2，从技术上讲，它可以在ETH1+ETH2合并之前或之后完成。在过去的12个月中，该产品的研发越来越活跃。我们乐观地认为，1559提案的收费机制将在2021年出现在主网。

然而，值得注意的是，1559方案中的计费机制自然与ETH2碎片数据层一致。当以太坊数据用户尝试将数据插入以太坊网络时（帮助汇总在信标链中安全地注册其块数据），这将给他们带来更好的用户体验。

有关ETH1的1559升级建议的更多信息，请参阅Tim beiko的

社区和工具

尽管ETH2社区和工具仍处于早期阶段，但它们正在迅速发展。有许多由社区发起的倡议，如ETHstaker、ETHereum尽职调查委员会、ETHereum studymaster、秘密共享验证器等，它们显著优化了验证者的体验（也有利于新的开源项目和工具开发的每周进度）。

ETHuny基金会举办了一个非常成功的MealLa数据挑战，他们正在评估来自STARKING社区赠款的大量令人兴奋的建议。请睁开眼睛，期待今年有更多精彩的ETH2活动！

随着信标链的启动，似乎还有更多未开发的绿洲等着我们去冲击。请记住，我们真的一起创造了这一切！如果你觉得好像有什么东西不见了，或者一个项目需要帮助，请不要犹豫参与进来！贡献，无论大小，都会产生巨大的影响。

结论

一句话，2021年还有很多工作要做，但有什么新的吗？信标链的成功发射对工程师、认捐人和整个社会来说是一个伟大的里程碑。今天，我们已经为永恒的未来奠定了基础。尽管仍有一些薄弱的墙壁和纠结的线索，以太坊社区已经充分展示了其难以置信的弹性和交付能力。祝福伟大的2021！?