以太坊2.0技术分析

就在刚刚过去的7月31日，密码货币市值第二高的以太坊迎来了成立五周年。随着以太坊的不断发展，各界人士越来越关注以太坊。随着用户和应用的快速增长，人们对以太坊2.0的呼声越来越高。

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以太坊2.0是以太坊的计划替代品。

随着DeFi等项目的快速升温，以太坊的交易量迅速增加，使得交易成本和交易时间增加。总的来说，目前的以太坊1.0已经很难满足用户和开发的需要。

今年4月，信标连锁创建创世区块，“0期”正式开始测试。在论坛上，以太坊 2.0的网络启动协调员Daniel Ryan也初步宣布以太坊 2.0的最终测试网络预计将于8月初正式开始测试。这也意味着以太坊2.0离我们很近。

以太坊2.0的设计目的如下：

图1

1使它更简洁，即使它会影响一些效率

2在主网络分区和大多数节点脱机时生存

3选择对量子计算有抵抗力的组件，或者使用可以用将来可以替换的组件替换的组件

4使用加密并使验证器能够在单位时间内参与更多的块

5允许任何消费PC参与碎片化过程

为了实现这些目标，以太坊2.0采用了信标链技术、分段技术、POS技术和电子wa技术。我们来看看以太坊2.0的完整实现，如下图所示：

图2

整个以太网2.0分为四层

1pow的主链层：即以太坊1.0的单链作为底层的基础，在以太坊1.0向2.0的过渡阶段，将以太坊1.0中的值（以太）逐渐转移到信标链上。当以太坊1.0的转换完成后，可以将其用作片段链，也可以继续保留。

2信标链层：这一层最终将成为碎片链的管理层，负责碎片链的管理，参与碎片链之间的互通，也涉及到过渡阶段的价值转移。

3碎片链层：64条不同的链，与同一信标链通信，存储数据，运行合同等，每一条链相当于一个以太坊1.0。

4虚拟机层：电子战虚拟机，运行智能合约的执行环境，建立在碎片上。

以太坊2.0关键技术

考虑到区块链的不可伪造性和漏洞（Dao）的巨大影响，以太坊从1.0到2.0的过渡期将持续两年左右，并将分阶段进行。

第0阶段：主要实现信标链和以太坊1.0的部分值传递。

第一阶段：主要实现碎片化，将区块链1.0上的数字资产稳步向碎片化转移

第二阶段：主要实现ewa虚拟机

……

……

由于第二阶段的具体实现还不清楚，我们主要分析第0阶段和第一阶段的技术实现。

信标链和位置

信标链是一种基于POS（Casper-FFG）机制的区块链单链。

在实施Casper-FFG共识时，定义了“验证者”和“提议者”的角色。如果一个节点想成为一个“验证器”，它需要将至少16ETH抵押给以太坊1.0中的智能合约。智能合约触发事件。信标链检测事件并将地址添加到“验证器”列表中。

信标链随机地将“验证器”分配到片段中进行操作。当产生块时，从信标链中的“验证器”中随机选择“提议者”，由“提议者”提出该块，并由“验证器”验证。灯塔链将监控所有“核查者”和“支持者”，如果他们诚实地完成了工作，将给予奖励（相当于挖矿），如果他们做了坏事，则没收他们的抵押。

在信标链的实现中，定义了信标链中存储的数据的世界状态。当碎片链上的世界状态改变时，信标链上将产生新的块。只有记录在信标链上的碎片的世界状态才是识别出的不可逆块数据，如下图所示：（蓝色表示信标链；绿色表示碎片链；黄色表示信标链已确认的碎片链块）

图3

剖切

碎片化是不同的子区块链。

分段的实现实际上是基于地址的。这里我们可以假设：我们将以地址0x00开头的地址定义为片段1，将以地址0x01开头的地址定义为片段2。通过类比，我们可以有16*16=256个分区。

当信标链将节点1分配给分区1时，节点1只对以0x00开始的地址事务进行打包和交换，而将其他地址直接开始的事务丢弃。这样，不同的片段被抽象出来，整个区块链被抽象地划分成不同的片段。

以太坊2.0展望

以太坊2.0将与以太坊1.0完全不同，并可能在未来几年正式推出。在以太坊2.0正式推出之前，我们应该先了解一下它的功能特点，以便更好地迎接区块链的新浪潮。