由浅入深了解以太坊 2.0:最常见问题和最全学习清单

以太坊联合创始人Joseph Lubin创立的ConsenSys由浅入深介绍了以太坊2.0最常见问题,还有最全面的学习资源清单。

以太坊2.0是什么?

以太坊2.0,也被称为Eth2或「宁静(Serenity)」,是以太坊区块链的下一次重大升级。以太坊2.0分多个「阶段」发布,从2020年的「阶段0」开始。每个阶段会以不同方式改善以太坊的功能与性能。

以太坊1.0和以太坊2.0之间有什么区别?

以太坊2.0引入了以太坊1.0不具备的两个主要改进:权益证明(PoS)和分片链(Shard Chains)。

权益证明:目前以太坊1.0是基于一种工作量证明(PoW)的共识机制运行的。PoW依靠物理算力(矿工)和电力(工作量),在区块链上生成区块。而权益证明(Proof of Stake,PoS)是一种升级,可以带来更高的安全性、可扩展性,并节省能源。PoS不依靠物理矿工和电力,而是依赖验证人(虚拟矿工)和ether押金。请参阅下文「什么是权益证明」一节了解更多细节。

分片链:分片链是一种可扩展性的机制,能极大提升以太坊区块链的吞吐量。当前,由连续区块组成的单条区块链的确非常安全,并且信息易于证实。但是,由于需要每个完整节点处理和验证连续区块中的每一笔交易,快速处理交易的能力受到了制约——尤其是在主网活动频繁的时候。

分片链是一种将以太坊区块链「拆分」的机制,可以将数据处理的职责分配给多个节点。这样一来,交易就可以并行而不是连续地处理。每条分片链就像新添加了一条车道,将以太坊从单车道升级为多车道的高速公路。更多车道和并行处理会带来高得多的吞吐量。分片链有望在以太坊2.0的阶段1推出。

以太坊2.0的路线规划图是什么?以太坊2.0具体分哪几个阶段?

以太坊2.0计划至少分三个阶段推出:阶段0、1和2。阶段0计划2020年启动,阶段1和阶段2将在未来几年发布。

阶段0:以太坊2.0的第一阶段,信标链(beacon chain)将会实施。信标链存储和管理验证人的登记信息,将为以太坊2.0实施PoS共识机制。以太坊原来的PoW链将会继续运行,与新的以太坊PoS链并肩前行,以确保数据的连续性不会被中断。

阶段1:这是以太坊2.0的第二阶段,可能会在2021年推出。阶段1的主要提升是与分片链的整合。分片链是以太坊区块链的一种扩容机制,将之「拆分」成64条不同的链,允许并行交易、存储和处理信息。按最保守的估计,其吞吐量将是以太坊1.0的64倍,但其设计目标是让数据应对能力比以太坊1.0高出数百倍。

阶段2:以太坊2.0的第三阶段,可能会在2021或2022年启动。与上述两个阶段相比,该阶段的定义不太明确,但会涉及添加ether帐户,启用转账和提款功能,实施跨片(cross-shard)的转账和合约调用,构建执行环境以便以太坊2.0上可构建可扩展的应用,还有将以太坊1.0链整合进以太坊2.0,让PoW机制最终可以关闭。

在阶段2完成后,有计划进一步改进相关的研发工作。Vitalik在easy-to-digest diagram一文中对某些改进提出了他的洞见。

以太坊2.0完工时会发生哪些变化?会有哪些改进?

以太坊2.0主要会提升以太坊主网的可扩展性、吞吐量和安全性。以太坊2.0不会清除以太坊1.0链上的任何数据历史、交易记录和资产所有权。将成为以太坊2.0支柱的信标链,会完全支持现有的以太坊1.0链的功能,确保连续性。以太坊主力开发人员Joseph Chow提供了一个类比来帮助理解以太坊1.0和以太坊2.0的差别,他将之描述为一条路vs.一条高速公路。

现有的以太坊1.0链会发生什么变化?

目前的规划是:当阶段1启动时,现有的以太坊1.0链实际上将成为以太坊2.0上的第一个分片。届时以太坊1.0链会保持现状继续运行,并进行性能改善,使其最终能成为以太坊2.0的一个分片。

以太坊2.0的发布日期是?

以太坊2.0的「阶段0」将在2020年启动。「阶段1」预计在2021年。「阶段2」及更远的规划预计在2021年或以后。

什么是权益证明?

权益证明(PoS)是以太坊1.0现有的工作量证明(PoW)共识模型的一次升级,可以带来更高的安全性和可扩展性。

PoS是一种共识机制,依赖于验证人和质押的ETH来确保区块链上区块的连续性,它是分片的必经之路。验证人,是被选出来让区块链延续的人,他们将32个ETH存入(或者说「质押」)存款合约。基于连续运作,从所有验证人中随机产生一组验证人,他们将获得产出下一个区块的机会。一旦某位验证人成功验证了一个区块,他将获得一笔ETH奖励。如果某验证人试图破坏该区块链真实的连续性,其存款将被「罚没」(slashed),这意味着他将损失质押的32个ETH的部分或全部。

与Pow更抽象的损失电力成本相比,这一机制带来了更具加密经济特性的安全性。PoW挖矿需要巨额的硬件投资和大量电力,而以太坊2.0的质押只需要一台家用笔记本电脑(有些软件客户端的目标是更轻量化,甚至可以在手机上运行),这就降低了参与共识过程的门槛,从而增加了网络的去中心化程度。PoS将在以太坊2.0的「阶段0」上线。

我能「买」以太坊2.0的ether吗?

不可能购买以太坊2.0的ether,因为不会发行某种新的ETH代币。其实,用户可以将ETH存入以太坊2.0的存款合约。目前,这被规划为一种单向的、不可逆转的交易。

ETH持币者有两种方式可以参与以太坊2.0的质押和获利。第一种,ETH持币者可以运行自己的验证人节点,即在网络上质押32倍数的ETH。运行自己的验证人节点,意味着你有责任验证和组织区块——如果不履行责任会面临ETH被罚没(参阅「质押奖励」FAQ)。ETH持币者的另一种选择,是通过某个质押服务提供者来获得回报,或者以小额ETH加入一个质押池,在后一种情况下,任何人都可以质押自己力所能及的小额ETH,并获得与其贡献比例对应的回报。

怎样才能成为以太坊2.0的验证人?

从PoW到PoS的转变,将为ETH持币者创造一种独特的生财之道。ETH持币者可以成为以太坊网络上的验证人,质押其ETH,当成功验证和证明一个新区块后就可获得ETH奖励。

只要质押32个ETH,就可成为以太坊2.0的验证人。这可以通过两种方式实现。你可以运行自己的验证节点,质押你的ETH。第二种选择是使用某个质押服务提供者来质押你的ETH。在以太坊2.0启动的数周或数月前,可能会出现一些质押服务提供商。他们会提供托管和非托管两种质押服务。

在以太坊2.0上质押如何获得回报?

作为以太坊2.0上的一名验证人,你可以从发起和证明该链的下一个区块的工作中获得ETH奖励。

奖励是根据epoch完成后的网络状态而动态计算的。网络级的奖励发放率是所抵押的ETH总量、验证人在线的平均百分比的函数。各个验证人的回报率取决于验证人运行的数量,以及验证人运行时间的百分比。

每个epoch(384秒〜6.5分钟)中,扣除罚金后的奖励会发送给验证人。因此当你被随机选择为验证人时,你预期获得的奖励可能不同于你实际获得的奖励。请参阅Ethereum 2.0 Calculator,了解在以太坊2.0上进行质押所获得的奖励的各类型。

在以太坊2.0质押ETH和成为一名验证人有什么风险?

出任验证人的一大好处是可以获得ETH奖励。不过,风险则是可能因为「罚没」机制而损失自己质押的ETH。只要小心一点,这个风险几乎可以忽略不计。验证人损失资金的第一种可能情况是下线、没能正确履行相应职能。这会带来较小的惩罚:大致相当于你本该获得的奖励。

只要你参与了至少50%的时间,就不会失去你质押的资金。损失资金的另一种可能,是发布了有关该链的矛盾信息。在这种情况下,验证人将被罚没资金(slashed)并被踢出系统。罚没的金额在1 ETH到全部质押资金之间,具体取决于其他因素。人们很容易避免被罚没资金,除非验证人故意作恶,否则绝不应该发生这种惩罚。

在信标链上,我怎样会被选中提议和证明一个新区块?

在存款合约中登记你的32个ETH质押后,你的验证者人身份将被激活,信标链将不时向你指派任务。每6.4分钟(一个epoch一次),验证人将被征召去证明信标链上的区块,并从全体验证人中随机选取某些人,让他们定期提议区块。如果总共有100,000名验证人,那么,平均每两周一次,作为验证人的你将被要求来提议一个新区块。这个过程完全是自动的,全部由验证人软件来操作。

信标链的启动需要多少ETH?

信标链的启动至少需要16,384个验证人,这意味着质押总量为524,288ETH。只有当信标链达到创世门槛,才会开始分配质押奖励。

我现在持有的ETH会受怎样的影响?

对于你目前持有的ETH,无需进行任何特别的操作。它们在以太坊1.0链上依然可以继续使用。在某个时间节点,以太坊1.0链会变成以太坊2.0的一部分,你的ETH将会一如既往的发挥功能,你无需做任何事情。

想要参与质押的人,可以通过将ETH存入以太坊1.0链上的验证人存款合约,就可成为以太坊2.0信标链上的一名验证人。存入的ETH会变成以太坊2.0信标链上的一个验证人账户余额。此过程是不可逆转的。在「阶段0」,转账功能不可用,因此,验证人将不得不等待,直到「阶段2」,即提取到某个特定分片的功能实现时,到那时候,你的ETH质押和积累的奖励,才在以太坊2.0中完全可用。

谁在开发以太坊2.0?

有几百人!这项工作的大部分是以太坊基金会的研究团队在领导和协调,但其他很多研究和实施团队也做出了实质性贡献。主要工作在于协作,以定义以太坊2.0的具体指标,这些指标在以太坊基金会GitHub页面上维护。七支独立团队正在以不同的编程语言、针对不同的用例而搭建以太坊2.0客户端,并不断就设计和具体细节给予反馈。

以太坊区块链有怎样的升级历史?

以太坊自2015年7月主网公开发布(称为Homestead)以来,经历了四次有计划的升级。四次升级依次为:家园(Homestead)(2016年3月)、大都会拜占庭(Metropolis Byzantium)(2017年10月)、大都会君士坦丁堡(Metropolis Constantinople)(2019年2月),以及伊斯坦布尔(Istanbul)(2019年12月)。这些升级逐步提升了以太坊1.0链的性能,并为以太坊2.0搭建好舞台。

本文来源: 链闻 文章作者: 佚名
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