深度文章｜以太坊2.0技术指南

ETH2.0的phase 0已经在路上了。 一周之内，以太坊 2.0 存款合约质押了超过 500,000 个 ETH。 我们对以太坊的期望提高了一个层次。 但从技术角度来看，高深莫测的ETH2.0在未来仍然是一个无法预测的状态，因为公链一直在尝试。

或许我们对ETH2.0已经抱有过高的期望，所以我们可以在对ETH2.0的详细了解和近期变化的基础上，从技术角度给出合理的预期。

从ETH1.0开始？

ETH2.0这个词是相对于ETH1.0或者ETH1.X而言的。 很容易与共识区分开来。 ETH2.0是PoS共识，ETH1.0是PoW共识。

以太坊创建时，先是开始使用基金会的poa节点，等运行稳定后再加入PoW节点，开始挖矿流程。 多年来，ETH1.0的PoW节点数量庞大，由于PoW挖矿的盈利能力，以太坊矿工也是加密货币挖矿行业不可或缺的一部分。 它的挖矿算法是ETHhash，使用GPU挖矿，也出现了ASIC挖矿，但是ASIC算力在比特币挖矿中没有ASIC和GPU那么大的差距。

和比特币网络一样，PoW的ETH1.0网络并发度很低，而以太坊也是一个具有可编程能力的网络。 运行在以太坊上的各种智能合约会增加链上确认消息的数量，比如只做转账的比特币网络有很多调用信息，所以以太坊太拥挤了。

当时的加密猫让​​以太坊一团糟。 2020 年 Defi 流动性挖矿热潮期间，以太坊依然是一团糟，Gas 费居高不下。 当以太坊从 PoW 转向 PoS 时以太坊2.0挖矿以太坊2.0挖矿，这个问题将得到部分解决，处理能力可以从每秒处理 7 笔交易提升到数千笔交易，这已经是质的飞跃。

ETH2.0的网络结构变化

在以太坊 2.0 的路线图中，最终目标是 PoS。 PoW链会在历史发展中保留，直到不适合挖矿，ETH1.0网络完全不适合工作。 当然不知道多少年后，在可以预见的时间段内，ETH2.0开始Phase0后，PoW和PoS会混合。 在ETH2.0的分片架构中，ETH1.0的PoW链是一个分片。 信标链中的分片具有相同的义务。

ETH2.0究竟代表什么？ ETH2.0代表着基于PoS共识的以太坊开始建立，信标链将开始逐步承担起以太坊区块识别过程的主体部分。

与目前的PoW链相比，ETH2.0实现了PoS共识，分片结构，并带来了新的虚拟机eWASM。 实现这三个设置后，以太坊可以更加去中心化（目的和做法可能会有所不同），因为你可以用一个小笔记本设备成为一个验证节点。 网络更具弹性，即使一个节点掉线，由于分片的部署，它也会保持稳定。 当然，最重要的是网络的处理能力与上面提到的ETH1.0完全不同。

3个主要阶段

ETH2.0将早期实现分为三个阶段，Phase0、1、2（主要变化）。

Phase0 是第一个启动信标链的。 在启动信标链之前，用户需要抵押32个ETH成为节点，需要足够数量的ETH（50万枚以上）才能启动。 为保证信标链的稳定性，用户存入32ETH后，暂时无法提现，直到Phase 1才会有退出设置。Phase0上线后，ETH2.0信标链将成为部门以太坊的主要网络。 虽然已经率先出块，但并不负责转账、合约执行等，这时候相对于信标链，ETH1.0的PoW链其实会更强大。 Phase0 将面临一个混合和整合 ETH2.0 和 1.0 链的过程。

因为ETH2.0和1.0链是不同共识的链，网络必须一致，所以这个过程也是形成网络账本的实验过程。 根据官方说法，第一阶段将部署64个分片进行试运行。

对于分片的试运行，多位以太坊开发者透露，主要是测试分片之间的信息确认过程，因为不同的分片是不同的链，需要跨分片互通，只有跨分片才能达到状态。分片互通联合。

ETH2.0Phase0使信标链稳定运行，ETH1和ETH2链并行运行，Phase1在前，分片在先测试。 测试通过后，Phase2是网络的正常运行和eWASM虚拟机的搭建。 Phase2 的后代代表可以在 ETH2.0 链上部署智能合约和开发 dapp。

新路线图

不过，在11月20日左右以太坊开发团队举办的AMA之后，Vitalik和开发者指出，Phase 2分片的技术设计可能会暂停，因为rollup技术成为以太坊2.0的核心技术后，Phase 1 的在stage中使用rollup已经可以增加足够的处理能力。

这里提到的 Phase1 的汇总。 就是把信标链的数据层切分，然后通过rollup处理后提交给信标链，这样信标链就有足够的处理能力。 （如果加上layer2方案，处理能力会更好。）

此外，开发者还提到将提前推出ETH2.0和1.0混合测试网，这意味着ETH2.0和1.0两条链的状态融合可能会提前。 这些是现在以太坊 2.0 中将发生的一些变化。 总结起来就是加快推进。

特别注意事项

在以太坊 2.0 的其他特殊情况下，还有几点需要注意：

1、在0、1、2阶段，ETH2.0和1.0链都在出块，所以出块奖励也会给予两条链，ETH的增发量会增加。 官方的预测是，两条链的总通货膨胀最初可能会飙升，但随后随着 PoW 链的消退，开始趋向于 0-1% 的范围。

2.官方希望在Phase 2之前迁移客户端等工具来支持eWASM。

3、dApp以后需要选择sharding。 由于跨分片通信的问题，部分组合可能会在分片之间丢失。

4、未来可能面临ETH1.0链账户和合约向2.0迁移的升级问题。

以太坊2.0与用户和投资者最亲密的部分

以上是基于技术结构和技术指标，以太坊将面临的变化。 而这些都是网络底层或后端的变化。 作为用户或投资者，这些变化的真正影响并不显着。 与用户和投资者最亲密的过程是什么？ 接下来总结一下最贴近用户的部分：指南中涉及的技术项。

以太坊的质押合约

首先是以太坊 2.0 最重要的存款质押。 在第 0 阶段开始的那一刻，信标链将正式上线。 届时，创世区块将有来自信标链的BETH奖励。

以太坊2.0的充值页面为，页面介绍中会有详细的介入指引。 主要流程包括注意事项、选择客户端、保存密钥、上传密钥文件、选择支付钱包、关闭交易。

从技术上看，它实际上是将以太坊1.0链上的ETH锁定到合约中，激活了节点的权限，但是节点的奖励不是ETH，因为老链和信标链还没有同步，节点奖励在信标链上。 ETH，即BETH。

用户需要先安装一个ETH1.0链客户端，再安装ETH2.0链客户端，然后使用ETH1链的钱包进行支付。 两个客户端也需要同步运行，ETH1节点服务也可以使用infrua级第三方服务。

这里提醒一下，安装节点需要根据各个客户端的文档来提醒安装部署。 比如gETH hyperledger besu parity或者直接使用infura第三方服务。

以太坊2.0充值操作界面是从ETHereum/ETH2.0-dePoSit-cli页面下载文件，然后在终端窗口运行./dePoSit命令。 另一种选择是从 Python 源代码构建工具。 您需要成为 root 用户并按照说明进行操作，以确保安装所有必要的开发库和 dePoSit-CLI 工具。

更多内容请查看以上网页，请不要忽略超链接的文档说明。

节点运维不容忽视

此外，更严格的要求是客户端的操作，因为节点的验证必须是持续的，如果节点下线，用户的质押资金很可能会丢失，所以为了防止节点被下线，需要保证客户端运行 硬件需要随时开机运行，网络也需要稳定。 比如你使用笔记本电脑或者台式电脑，需要保持电源在线不间断，客户端在线，网络状态良好。

如果你使用服务器或一些自定义硬件来运行，也是如此。 大部分服务器可能运行在IDC中，这样会更稳定，但部署和运营成本也会很高。 比如在笔记本上跑可能一个月要几十块钱，但是稳定性不高。 服务器或者一些树莓派、迷你电脑、定制主板会比较合适。 此外，推荐使用 Linux 以获得更高的稳定性。 ，轻便安全，但成本可能较高。

中小资本投资者的介入渠道

除了自己搭建一个节点然后抵押进去，很多用户其实可以用更小的资金加入，因为32个ETH现在已经是一个比较大的资产了。 所以那些只持有少量 ETH 的用户将有其他的投资方式。

这会涉及到一个第三方问题，即用户将ETH交给第三方，由第三方建立节点进行抵押。 用户存入的钱是固定的，32个ETH可以让几十个用户合起来。 满足32后，即可进行节点抵押。

第三方做这个的时候需要拿到ETH然后抵押进去，但是如果只是拿到ETH然后抵押到合约里面，只是一个迁移的过程，整个业务中的ETH资产流转是只是一个迁移过程。 性会令人担忧，资金利用率不高。

对于以太坊 2.0 的 Staking 业务，最好的方式是将充值过程实现为合约，用户将 ETH 转入可靠的合约后即可获得凭证。 抵押后的证件更重要。 通常的方式是用户充值后可以生成一个合成资产凭证，然后合成资产也有自己的交易市场，既可以解决流动性问题，又可以增加一个额外的资产市场。 同时，合成资产协议也将成为未来和以太坊2.0合约挪用的关键部分。

这里的例子，例如以太坊2.0 Staking协议中项目stafi产生的rETH，以及以太坊2.0 Staking协议中项目stkr产生的aETH。 以上就是用户可以用少量量化资金参与以太坊2.0质押的技术流程。

除了这一点，如果以太坊2.0的32ETH限制是一个证明，那么多重签名的方式也可以将ETH的证明形式分成更多的小参与者，这里会设计多方计算MPC等，但是有还没有这些实现的实例。

一些有趣的部门

以上介绍了以太坊技术发展的前因后果、网络架构、用户干预方式等。 但是以太坊还有很多有趣的东西没有写出来。 比如你知道以太坊路线图中还有以太坊3.0吗？

在以太坊wiki的介绍中，除了以太坊2.0的0、1、2阶段。 另外3、4、5、6。其中，phase 3是轻客户端状态协议，phase 4是跨分片交易，phase 5是与主链安全的紧密耦合，phase 6是超二次分片或者指数分片，也就是分片中的Fragmentation。

虽然现在其中的一些部分发生了变化，但也代表了未来更多的可能性，比如基于零知识证明的starkware、异构分片、Casper CBC等。 这三位是以太坊3.0的代表。

写在最后

以太坊的希望值得期待。 在 2 年前的布拉格以太坊开发者大会上，2.0 仍然是一个伟大的愿景。 现在它近在咫尺。 站在这个高度，我们似乎能看得更远，但对于每一位参与或经历过的人来说，公链的发展充满了不确定性。 成败可能取决于一两件小事，但参与者需要唱出自己的脑袋，因为这本身就是一个新的教育过程，而推动行业发展的是行业发展的不确定性所带来的兴奋感和成就感.

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