以太坊2.0、POS、信标链和分片都是些啥？

现在距以太坊2的信标链上线都已经快半年了。然则许多小同伴对于什么是以太坊2以及相关的一些看法，如：POS、分片、信标链等依然不是很明白。

不久前另有一个同伙问我，说有人叫他赶快把手里的以太坊ETH换成什么ETH2币。

今天我就来简朴先容一下以太坊2.0和相关的一些看法。

现在以太坊存在的问题

**今天的先容前，我先解答开头提出的问题。

现在并没有什么ETH2币，通常让你把手里的ETH换成什么ETH2币的都是骗子。

以太坊2简称ETH2，也有人称为以太坊2.0，是以太坊区块链协议的一次重大升级。

以太坊2.0的目的是解决现在以太坊区块链存在的三大问题，那就是：

• 可扩展性
• 平安性
• 可连续生长

可扩展性简朴来说就是性能问题。

现在以太坊每秒只能处置十几笔生意。一旦有什么热门的应用，不管是之前的加密猫照样最近的流动性挖矿都市导致生意缓慢和生意手续费高到离谱。

以太坊的愿景是成为一种去中心化的通用盘算平台，然则现在这样的性能是远远不能支持它这个愿景的。

而以太坊2的目的是至少把每秒支持的生意数提高到1000笔。

所谓平安性这里主要是指确保以太坊网络的去中心化，防止个体人控制整个网络从而举行损坏。

现在以太坊的共识机制是POW，也就是挖矿。由于挖矿需要壮大的算力又消耗大量电力，导致只有能购置昂贵的装备和有路子搞到廉价电力的一小批人才有资格介入挖矿。这就导致了算力中心化。这样部门人攻击甚至控制整个协议的概率就增大了。

之前比特币和BCH比特现金的分叉，听说很大一部门缘故原由就是大矿主和社区其他人利益纷歧致导致的。

退一步讲，就算我不挖矿，作为通俗用户想运行一个全节点来验证和纪录区块链上的数据现在也变得越来越难题。

现在运行一个以太坊全节点，至少要存储800G的数据，而且数目还在不停增添。因此不只矿工算力越来越中心化，就连全节点也越来越中心化。这显然对整个协议的平安性是晦气的。

以太坊全节点数据量

以太坊2的一个目的就是让更多通俗人能介入共识机制也让更多的人能更容易地运行一个以太坊的节点。

可连续生长也就是环保问题。

现在以太坊挖矿消耗大量的电力，这种高耗能的算法受到了许多人的指斥。要知道天气问题是现在全人类面临的一个伟大挑战。

以是以太坊2设计用一种新的不用耗大量电力的共识算法来支持以太坊的运行。

为实现这三大目的，以太坊2引入了两大机制：

• POS
• shard

Proof of Stake

所谓POS就是proof of stake，权益证实。它是一种区块链的共识算法。

现在以太坊、比特币和许多成熟的区块链用的共识算法是POW，Proof of work，事情量证实。介入POW就是我们常说的挖矿。

POW的详细原理这里不做详细睁开，简朴来说介入者投入大量资金来购置硬件，并连续消耗电力来竞争天生区块并获得奖励。

POW的瑕玷我们之前已经讲过，一个是耗能，另一个是容易导致算力向专业矿工中心化。

POS的介入者叫validator——验证者。

validator不需要购置特殊的硬件以及消耗大量电力，它只需要在一台通俗的电脑上运行一个程序，并质押一部门虚拟资产。在以太坊上就是32个ETH。

整个网络凭证介入者质押资产的数目和介入时间是非按比例随机选择介入者来天生新的区块并获得奖励。

显然由于不需要消耗大量电力POS直接解决了环保问题。

介入以太坊的POS需要质押32个ETH，这个门槛实在也不低。然则就像挖矿有矿池，POS也有质押池。拿不出32个ETH人也可以人人凑份子加入质押池，介入POS并获得收益。

总的来说，虽然POS也有一定门槛，但至少人人不要去抢显卡。你有钱买几个币质押一下照样很利便的，以是应该会有更多的人介入进来。固然至于现实效果怎么样，照样只能靠时间来验证了。

Shard

实在POS对于解决性能问题也是很主要的，由于它使得shard分片机制成为可能。

现在以太坊只有一条公链，区块是一个一个顺序天生的。那么区块天生的速率和每个区块能纪录的生意数目，就决议了以太坊每秒能处置的生意数。

要想提高以太坊的性能，一种方式是区块扩容，让每个区块包罗更多的数据。然则这会要求存储区块的节点有更大的硬盘和更好的网络带宽。这样会进一步增添挖矿和运行节点的成本。

之前我们说了一大堆，就是为了说明挖矿和节点成本越高去中心化水平就会越低，也就越不平安。以是以太坊社区一早就放弃了这种方案。

以太坊想要接纳的方案叫做分片链shard chain。

简朴说就是一条链不够用，我们就跑多条链。就似乎一核CPU跑不动了，我们就换多核CPU。这就是shard的原理。

以太坊2里会有多条区块链同时运行，每一条分片链只认真处置部门的生意。

按现在的设计，一**会有64条区块链同时运行，以后还可能增添。

shard除了可以提高性能，另有另一个利益就是shard上的node只需要验证和保留当前这个shard的数据，而不需要验证和保留整个以太坊的数据。这样可以使得node更小更轻量级，削减对硬件算力和存储的需求，使得更多人能介入进来，增添整个以太坊的去中心化和平安水平。

有小同伴问，可不能以在POW机制下实现shard呢？

谜底是不行。由于shard之后，损坏单条shard链的难度实在是降低了。

POS解决这个问题的方式，一是让验证者质押以太坊，若是发现你搞损坏就罚钱，甚至可以把你质押的所有币都罚掉。

然则POW的责罚方式，是让搞损坏的人挖不到块。他损失的只是挖这些块时消耗的电力，我一看苗头纰谬，可以金盆洗手，继续扮好人。要想在POW上到达POS没收质押物的效果，就必须连坏人的矿机都没收，这显然是做不到的。

另一方面，以太坊的POS机制会随机分配验证者的shard。这一机制也让损坏者无法盯着某一条链举行损坏，从而增添它的攻击难度。

以太坊2升级的各个阶段

由于shard和POS的技术方案很庞大，以是为了阻止步子迈得太大而扯到蛋，以太坊2的升级将分成多个阶段举行，也就是会走一步看一步。

首先是第0阶段——信标链。

信标链

信标链是以太坊2的焦点。它主要功效是实现POS机制以及协调同步之后的各个shard链。有一链驭众链的意思。

信标链已经在2020年12月1日上线，用户已经可以行使以太坊上的智能合约质押ETH介入POS获得奖励。

需要说明的是虽然信标链已经上线，但它现在的功效只是在实战环境中验证POS等以太坊2的种种基础功效，并没有处置生意和执行智能合约的能力。而且现在质押的ETH和获得的奖励是锁定主无法提取出来的。预计要等到一两年左右才气提取。

信标链和现在的以太坊区块链是平行运行的，也就是现在的以太坊运行基本不受信标链影响。

然后是第1阶段——shard chain 分片链。

这个时刻会有64个分片链上线，并与信标链毗邻，从而组成一个可以相互协作的整体。

这一阶段最主要的一个事宜就是现在的以太坊区块链接入信标链。官方叫法叫the docking。

现在的以太坊区块链会酿成64个shard链中的一条，这也标志着POW挖矿正式退出以太坊的舞台。

通过这种方式，现在以太坊区块链上的所有数据都市获得完整的保留。这一步也有人称为1.5阶段。

The Docking

按最初的设计，现在的以太坊区块链是作为**一个shard加入，然则为了加速以太坊向POS的迁徙焦点团队现在决议把当前的以太坊区块链作为第一个shard加入。预计完成时间也从2022年提前到了今年2021年。

这一阶段的主要目的是把以太坊切换到POS，并实现和验证shard机制。

除了原始以太坊这根链以外，其他的shard链一**只提供数据存储而不提供执行智能合约的能力。

要让整个以太坊2实现以太坊虚拟机，从而提供通用的盘算能力则需要等到第2阶段。

然则根据官方的说法，仅仅提供数据存储，再加上一些二层方案就已经能够大大提高以太坊的处置能力。有人甚至以为这样已经足够了，以是可能基本没需要举行后面的第二阶段。

简朴说第二阶段的详细细节还没确定，这些细节甚至有没有这个阶段，都要等到之前的阶段逐步实现后才会确定。

总结

**总结一下：

以太坊2是以太坊的一次重大升级，目的是通过实现POS和shard来解决现在以太坊的三大问题：性能、平安性和可连续生长。

现在信标链已经上线，以太坊开发团队正起劲把现在的以太坊链接到信标链上，从而完成从POW挖矿向POS的过渡。

若是你持有ETH现在并不，需要做任何的转换操作。任何要求你举行ETH到其他币的转换都是骗子，万万不要受骗了。

固然你也可以质押32个ETH来介入POS并获得收益，然则你的ETH本金和收益会被锁定，锁定限期不确定。人人一定要掌握好风险。

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