備受期待的以太坊 2.0 第 0 階段終於要來了,來看看 2020 年以太坊 2.0 會帶來哪些變化?有什麼需要關注的點?

原文標題:《2020 年你需要了解的關於以太坊 2.0 的一切》
撰文: Yilun Cheng
翻譯:Zoe Zhou
編輯:Roy Wang

  • 最早在今年第二季度末將推出以太坊 2.0 的第 0 階段;
  • 以太坊 2.0 是當前以太坊主網的 PoS 版本,並引入了分片技術來提高網絡吞吐量
  • 根據以太坊創始人 Vitalik Buterin 稱,一旦兩個網絡集成在一起,引入 PoS 將會導致超過 1000 萬個 ETH 被鎖定在協議中;
  • 管風險依然存在,但包括反相關懲罰體系等多種機制可以阻止股權集中的問題。

以太坊 2.0 的第 0 階段,廣泛協議演進的多階段部署的第一步,正在邁向一個重要的里程碑。

以太坊 2.0 客戶端實現團隊 Prysmatic Lab 的首席執行官 Preston van Loon 告訴 The Block,該計劃很快將在主要的多客戶端測試網中亮相。談及未來時,他預計在 2020 年第二季度末將推出第 0 階段。

根據 2019 年 6 月以太坊 2.0 執行者的呼籲,第 0 階段主網原定於 2020 年 1 月 13 日啓動。然而,由於開發者在 2019 年 10 月做出決定的最後一刻,將分片數量 (以太坊 2.0 區塊鏈的一個關鍵屬性) 從 1024 個減少到 64 個,所以發佈計劃被推遲了。

開發者的這個改變是爲了加快跨碎片通信,但是額外的工作導致了主網啓動的延遲。

Preston van Loon 告訴 The Block,目前,該項目的單客戶端測試期已經接近尾聲。開發人員將很快實現一個主要的多客戶端測試網絡,它將在主網啓動之前運行至少兩個月。

他說 :「0 階段的最新情況是,所有配置規範都已完成,我們已凍結所有期待的功能,並且實現加密庫的標準化。以太網測試網絡現在正在運行最新的數據。」

雖然具體的時間表仍有可能改變,Preston van Loon 預計在第二季度末啓動主網。

目前共有 8 個以太坊 2.0 客戶端,其中許多已經開始測試其功能。

例如,Prysmatic Labs 的 Prysm 在 2019 年 6 月推出了「Sapphire」測試網絡。
根據 Prysmatic Labs 在 1 月 31 日發佈的最新消息表示,該測試網絡現在有超過 35,000 個有效驗證器。Sigma Prime 的 Lighthouse 和 Status 的 Nimbus 也在運行自己的測試網。

在 2019 年 12 月,Parity 的 Shasper 在 Sapphire 測試網絡上與 Prysm 相連,使得 Sapphire 成爲第一個公共的多客戶端以太坊 2.0 測試網絡。但是 Preston van Loon 明確表示,他們還沒有認真嘗試運行一個單一的多客戶端測試網。

他說 :「在我們全面瞭解加密庫標準化之前,我們纔會推動這個單一的多客戶端測試網。這將在幾周內完成。」

「我樂觀地認爲,我們可以在 2 月底推動多客戶端測試網這項工作。然後,我們將在對主網啓動進行認證前運行數月的測試網絡。」

Preston van Loon 說,在第 0 階段的主網發佈之前,還有一些嚴格的要求需要滿足。值得注意的是,兩個或多個兼容的客戶端需要至少兩個月一起運行一個多客戶端測試網絡。每個人都對這個網絡充滿信心。

其他生態系統成員也必須簽署協議,是因爲需要客戶端執行者的批准,需要審覈員檢查代碼的安全性,並需要徵得以太坊基金會的同意。

Preston van Loon 將這些措施視爲「信心助推器」,以使利益相關者相信他們不會因爲新系統而遭受損失。

以太坊的聯合創始人 Vitalik Buterin 對 Preston van Loon 的樂觀態度表示贊同,並補充說 :「以太坊 2.0.0 階段的開發工作進展順利。」

Buterin 告訴 The Block,開發人員要解決的最後一個大挑戰是點對點網絡。

他說 :「點對點網絡的問題是,所有驗證器發出的大量信息會給網絡增加很多字節。儘管它的速度每秒不到幾兆字節,但我們仍在努力減少這種情況。」

Buterin 補充說道:「目前,這只是一個優化和確保系統安全的問題」。

簡化以太坊 2.0:權益證明和分片技術

以太坊 2.0 是當前以太坊主網的權益證明 (PoS) 版本,它引入了分片技術來提高網絡的吞吐量。

Preston van Loon 說:「我一直想知道爲什麼以太坊不是最大的區塊鏈。我認爲原因在於它在用戶體驗方面有很多不盡如人意的地方,而且它的擴展性不是很好……我猜 ETH 的交易價格會下跌,不僅是因爲以太坊 2.0 的不確定性,還存在其他原因。」

根據他的說法,以太坊 2.0 的更新正是爲了解決這些問題。

正如 The Block 研究員 Matteo Leibowitz 之前所指出的,PoS 在理論上有很多方面都優於工作量證明 (PoW)。它的能耗更低,從安全角度出發更容易推理,參與成本更低,並且由於具有最終特性而需要進行分片。

新的分片結構旨在提高以太坊區塊鏈的可擴展性。

Preston van Loon 在一篇博文中談到,以太坊 1.0 系統中,在以太坊上運行的每個節點都必須處理通過網絡移動的每個交易。這種方法雖然去中性化且安全,但限制了網絡的可拓展性,並增加了整個系統堵塞的風險。

他說,分片技術爲可擴展性問題提供了一種解決方案,同時又不會損害網絡的安全性和去中心化性質。

在以太坊 2.0 中,將有一箇中心區塊鏈,即信標鏈,它協調所有 64 個稱爲「分片」的側鏈。每個分片將作爲一個完整的 PoS 系統,包含一個獨立的狀態和交易歷史記錄。每個節點只處理特定分片的交易,而不是處理所有的網絡交易。

Preston van Loon 還說:「以太坊 1.0 的擴展性不是很好。在全球範圍內,它不支持任何大型用例。而有了以太坊 2.0,您將通過您擁有的分片數量來提高吞吐量。我們正在啓動 64 個分片,因此您的容量將是以前的 64 倍。」

目前,有一些以太坊 2.0 的替代解決方案,包括 Polkadot、NEAR 和 Avalanche。特別是 NEAR 採用了與以太坊 2.0 類似的設計方法——它們都具有信標鏈、分片以及向信標鏈提供輸入的共享塊。

但是,根據 Buterin 的說法,儘管有這些相似之處,這兩個協議的側重點卻大不相同。

「NEAR 渴望擁有更多的特定用於應用程序的協議,而以太坊的方法更類似於 BTC。因此,在以太坊中人們有一個簡單的基礎層,並能使用編程語言或第二個層來構建其他東西。」

此外,Buterin 認爲,許多替代解決方案還沒有認識到,項目的壽命更多地取決於社區,而不是底層技術。

他說 :「他們帶來了一筆鉅款,並且整個項目都是封閉式的。假設項目一旦啓動,人們就會蜂擁而至。」「他們正在採取一種更企業化的方式來建立連鎖性,但我認爲這種方法最終不會產生任何效果。」

第 0 階段的主網發佈後會發生什麼 ?

按照 EthHub 上的一篇文章所言,以太坊 2.0 是分階段推出的:

  • 第 0 階段將有兩個活躍的以太坊鏈 : 當前的 PoW 主鏈和以太坊 2.0 信標鏈。
  • 第 1 階段將集中於 64 個分片鏈的構建和部署,儘管側鏈將只作爲數據處理層,沒有分片狀態執行或帳戶餘額。
  • 第 2 階段將引入結構化的鏈狀態、智能合約、基於 EWASM 的虛擬機以及其他功能,這些功能將整個系統整合在一起,並在側鏈上啓用交易處理。第 2 階段之後的任何計劃仍有可能進行重大修訂。

Buterin 還告訴 The Block,除了第 0 階段之外,以太坊 2.0 團隊已經在研究和開發第 1 階段和第 2 階段的規範,而第 1 階段的工作現已基本完成。

他說:「這些階段的核心設計已經確定相當長一段時間了。只是有一些細節還待優化。」

「例如,開發人員仍在優化 Proof-of-Custody game。這是一種相當新的機制,以確保區塊在被註銷前得到清理和驗證。

「 此外,數據可用性檢查協議仍在優化過程中。開發人員需要確保有足夠的數據來構建整個塊。

Buterin 說:「這件事從來沒有人做過。我們希望有一個客戶能在某個時候實現這一點。」

另一個關鍵的研究問題涉及到以太坊 1.0 和以太坊 2.0 鏈之間的整合。

按照目前的方法,、兩個鏈直到第二階段纔會合併。但是 Buterin 指出,社區「希望以太坊 1.0 和以太坊 2.0 一起工作,而不是在很長一段時間內作爲單獨的生態系統工作」。

12 月 19 日,Buterin 提出加速以太坊 1.0 和以太坊 2.0 合併的計劃。在新的進程中,以太坊 1.0 鏈將作爲分片鏈存在於以太坊 2.0 系統中。將會有一個新的「以太坊 1.0 友好型驗證器」同時維護老版本以太坊 1.0 節點和新版本以太坊 2.0 的信標鏈。

Buterin 告訴 The Block 說:「我認爲以太坊社區中很多人希望這樣做的原因是,他們首先關心可拓展性。這項提議將使驗證單個以太坊 1.0 塊變得更加可行,而不必存儲相當大的整個以太坊 1.0 狀態。」

即將到來的遷移

在用戶遷移方面,當前的設計具有從以太坊 1.0 到以太坊 2.0 單向橋接的特徵。

但 Preston van Loon 表示,遷移的動機將取決於遷移者的類型。

例如,鼓勵 Stakers 儘早遷移是因爲當有效驗證次數越少,獎勵就越高。另一方面,在以太坊內建立去中心化應用程序 (dapps) 將在第 2 階段 (即狀態執行和智能合約平臺實施時) 被以太坊 2.0 的高容量所吸引。

他說:「但如果去中心化應用程序不存在容量問題,那麼他們就沒有前進的動力。因爲他們想呆在用戶所在的地方。在最壞的情況下,我認爲某一時刻將會發生大規模遷移,而不再是選擇遷移。我們只是把所有人都匯聚在一起,把兩者之間的聯繫分開。」

雖然設計遷移過程是一個複雜的技術問題,但 van Loon 和 Buterin 都希望爲用戶設計相對平穩的遷移體驗。

van Loon 說 :「在後端,這是一個非常複雜的過程。但對用戶來說,只需點擊幾下按鈕就可以使用新的客戶端或提供商。它必須是容易做到的,否則人們就不會去做。」

Buterin 表示同意,但他指出在很短的時間內,系統可能不會有任何交易。

他說:「挑戰主要集中在客戶端和應用程序開發人員身上。如果技術上解決了遷移問題,那就很直觀了。但遷移可能會導致一到兩個小時的時間內沒有任何交易發生。」

超過 1000 萬個以太幣鎖定在以太坊 2.0 上

之前 Bitcoinist 的一份報告稱,根據 Buterin 的粗略估計,轉向 PoS 模式可能會鎖定大約 1000 萬個以太幣。

在接受 The Block 的採訪時,Buterin 預測,在以太坊 1.0 和以太坊 2.0 系統合併後,被質押的以太幣總量將遠遠超過 1000 萬。

他說 :「我的猜測是,在第 0 階段,我們將看到少量的以太幣被質押,可能只有幾百萬個。但在第一階段,尤其是合併後,這一數量可能超過 1000 萬。」

與此同時,以太坊基金會正在進行經濟建模,以獲得驗證器成本和獎勵的具體數字,但是大部分信息只有在第 0 階段主網啓動之後才能獲得。

他說 :「我們認識到,僅僅通過分析而獲得的信息是有限的。我們希望在第 1 階段之前先進行第 0 階段的原因之一是,我們想要知道在鏈上進行大量活動之前,究竟會有多少人蔘與。」

到目前爲止,以太坊 2.0 還沒有一個固定的發行時間表。但是 Buterin 認爲因爲以太坊網絡不是用來存儲價值的,而是用來構建應用程序的。因此,沒有固定的發表時間會更好。

他說 :「我認爲,人們更看重安全水平,而不是保證大量發行。如果我們說一切都是交易費用,那麼如果在一段時間內幾乎沒有交易費用,進而網絡在這段時間內就沒有安全性。而在我們的模型中,當人們質押時,利率會更高。」

Buterin 補充說,這可能是以太坊未來的一種替代方案。因爲在以太坊 2.0 中有大量以太幣被質押,而不是存儲在 MakerDAO、Uniswap 等其他應用協議中。

他說 :「我認爲以太幣被鎖定在以太坊 2.0 中比以太幣被鎖定在其他協議中更具競爭力。這將與目前的以太幣市場非常不同。在以太幣市場中,大多數只是無所事事,坐在人們冰冷的錢包裏。」

股權集中的風險

既然以太坊已經做好向 PoS 系統過渡的準備,那麼就需要考慮股權集中的可能性。這可能性將給協議帶來嚴重的安全風險。

Buterin 解釋說,有幾種機制可以抑制股權集中的發生。

首先,在分片系統中,一個人必須處理的交易數量與他所質押的以太幣數量成正比。因此,即使合併,他們仍然需要驗證相同數量的數據;在這方面,合併不會節省他們任何時間或精力。

其次,以太坊 2.0. 具有反相關懲罰系統。在這個系統中,同時下線的驗證器越多,懲罰就越重。因此,將大量股權投入在一項服務或交易所中的風險更大。

最後,開發人員正試圖改進網絡設計,使用戶更容易、更便宜地運行以太坊 2.0 節點並進行質押。

然而,據 Buterin 說,風險仍然存在。

「從一開始,股權集中就是我們關注的問題之一。我們已經在協議中加入了不同的機制來阻止股權集中問題。但儘管如此,仍有很多人會變得懶惰,並且我們將會看到中心化供應商將會進行大量質押。」

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