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干货 | 深入浅出以太坊2.0：为什么升级？升级后有何不同？

Bitouq2020-11-27 05:44:25

为什么要进行ETH 2.0 升级？

1. 手续费高

先是有2017年的加密猫，再到今年的DEFI浪潮，目前ETH链上随着交互压力的增加，必须要提高手续费才能获得一个更好的体验，有时候也会上演“汽油战争”。这跟ETH当前的工作量证明机制有关。目前ETH采取的是POW的工作量证明机制，升级到2.0之后呢，将改变为POS的权益证明机制。

POW vs POS ?

共识机制的争议一直存在，POW需要通过矿工运行节点，并通过计算并解决一个数学难题来竞争下一笔交易的打包权。POW具有极高的安全性，因为如果一个人要篡改链上数据需要的算力之巨大，大到目前几乎不存在这样级别的算力。但是POW对计算机的算力消耗极大，需要消耗大量的电力成本，硬件成本。

POS则是一种权益质押的验证方式，它通过【验证】和【质押】行为取代了POW的【矿工】和【电力】，验证者取代了矿工进行区块验证，并且通过质押的方式解决了电力的消耗。所有的验证者必须保证自己的验证行为不是恶意的，否则他们质押的资产将会受到惩罚。

相对于POW大量的电力成本及硬件成本的消耗，POS则更加友好，所以手续费会有一个比较明显的降低。

2. 交易速度慢

在ETH 1.0版本中，只有一条主链在跑，而且是通过POW的工作量证明机制，每秒大概处理交易笔数在12-30笔，这是因为一个区块单位的容量是有限的，提速的方式呢，要么是扩大区块容量的纵向拓展，要么是进行横向拓展开拓出更多的链条来处理数据。那么本着更加去中心化的理念，ETH 2.0采取了“分片”技术。提升了以太坊网络并行处理数据的能力。

3. 环保问题

POW机制一直让人诟病的就是环保问题，大量的硬件损耗就是在解一道几乎“无用”的题目，而同时又会造成大量的电力浪费，整个挖矿过程散发的热量也是非常惊人，那么随着ETH生态的逐渐扩大，因为处理交易的需求更多，将导致更多的资源消耗，这无疑与区块链的初衷是相悖的。

4. “更加”去中心化

我们拿同样采用POW工作量证明机制的比特币举例。当前，大约 65% 的比特币挖矿是由大型挖矿集团完成的，理论上他们可以联合起来控制 50% 以上的算力市场 (尽管他们不太可能会这么做)。这就造成了一种情况，比特币和其他 PoW 区块链网络并不像它们最初设想的那样去中心化，这危及了它们的独立性和实用性。

而这次ETH2.0的升级，需要单个验证者质押32ETH，这是一个不大不小的金额，不算大是因为一般人都能够拿的出来，不算小说的是几乎没有人愿意舍弃32ETH去冒险，而更重要的一点是这样的设计使验证者更加分散，往往控制人相比控制机器更加有难度。

以太坊2.0升级后有什么不同？

信标链+分片+分层

我们姑且称信标链为“主链”，分片后产生的多条链称之为“分片链”，那么对比1.0可以说只有一条“主链”，2.0则有多个“分片链”来分担“主链”的工作，我们可以简单理解为每个分片链在处理不同的业务和工作，然后把最终的结果返回到主链，这样极大提升了整个网络的效率，等于是一次变相的扩容。

ETH 2.0的几个阶段

ETH 2.0 Timeline

第 0 阶段

第 0 阶段将推出以太坊 2.0 网络的信标链。信标链将部署 PoS 共识算法，并开始注册验证者，这些验证者将开始验证以太坊 2.0 的区块。

为了让信标链产出其创世区块，至少要有 524,288 个 ETH 在网络上质押，并分给至少 16,384 个验证者。在达到这个阈值之前，质押奖励不会被分配， 换句话说越早期参与质押的人，它的ETH被锁定的时间将越长 。很有趣，这里需要很多具有奉献精神的信仰者。

事实上，第 0 阶段的信标链对大多数以太坊用户不会有特别大的作用，因为它无法处理交易、执行智能合约或支持去中心化应用。

这其实是出于设计上的考虑，因为目前以太坊1.0上面已经运行着数百万的应用，在没有确保以太坊 2.0 在可以支持如此大的交易量之前，不能贸然进行升级。以确保以太坊2.0不会扰乱现有的以太坊生态。原有以太坊的区块链将继续并行运行，并在第 0 阶段继续接受各种升级，在第 1.5 阶段，两条链将实现合并，实现连续且单一的以太坊网络。

所以短时间内，POW与POS将并存。

第 1 阶段

第 1 阶段的主要改进是实现了分片技术，对于以太坊 2.0 来说，分片将导致以太坊被分割成 64 条独立的链，这些链之间并行运行并实现无缝交互。理论上来说，64 个分片链意味着一次可处理 64 个区块。目前以太坊（和其他 PoW 链）一次只能处理一个区块， 所以这个阶段将解决以太坊运算压力过于集中的问题并提升可扩展性。

预计在第0阶段的1年后进入第1阶段。

第 1.5 阶段

第 1 阶段内的一个重要时刻是原有 PoW 区块链与新 PoS 链的合并。这个时刻在以太坊社区被称为 1.5 阶段。 具体来说，PoW 链将被带入以太坊 2.0 中，并作为 64 条区块链中的一个分片链与信标链并存 ，这意味着数据历史不会被中断，他们将能够在以太坊 2.0 继续使用手中的 ETH。

第 2 阶段

第 2 阶段将继续执行分片，并且重要的是这个阶段将全面铺开智能合约的应用。

如何参与ETH 2.0，质押32个ETH后能否随时取回？

参与方式，通过质押合约，质押32个ETH，并运行验证节点即可。这里说明一下，这次ETH的验证节点并不需要太高的技术功底，可以通过软件和简单的命令并且通过家用电脑即可实现。验证过程需要保持你的电脑在线，否则会扣除你的奖励，这里通常不会扣你的抵押品，但是如果你在进行恶意的认证，则会扣掉你的部分抵押品，当你的抵押品低于16ETH时，将被踢出局。

注意：千万不要直接向合约里打币！！！否则上帝也没办法帮你找回。

这里还有很多人关心的一个问题，就是质押的ETH能否随时取回？目前在网络上的说法不一， 我认为就目前这个时间点来看，参与质押的ETH是可以“退出”的，注意不是取回，“退出”的ETH无法交易无法转移，直至第1.5阶段的来临。 在你选择成为验证者的时候，官方的指引中也会提示到你，成为验证者将是一个长时间holder的选择。主要资料来源于官方文档：

（这里有点矛盾的地方，在操作指引阶段说明的是第1阶段前都无法退出，但是在FAQ中说明可以退出，但是无法交易也无法转移，但是对于参与者来讲结果相差不大， 这里退出的意思是退出验证，但是仍然无法取回质押的ETH，退出验证会中止所有的奖励和惩罚 ）