Buterin 公布了以太坊2.0 未来 5~10 年的路线图。ETH2.0 是什么意思？

以太坊2.0是如何解决的？

以太坊2.0通过分片、Proof of Stake共识算法和新合约虚拟机三种主要手段解决了传统区块链的不可能三角问题。

这些话是什么意思？

分片是一种在多个服务器上拆分数据库（换句话说，对它们进行分区）的方法。这就像一台计算机在一个磁盘上有多个分区，但数据仍保留在同一个磁盘上。区块链也应该在保证其一致性的前提下划分为多个分区。每个“分片”都应该与整个系统一样安全。

权益证明共识算法中没有矿工使用大量能源来挖掘和组装区块数据。他们被质押者取代：这些节点需要证明他们拥有一定数量的以太币。该算法不仅更节能，而且确保更快的交易确认和共识，并最大限度地实现这些验证者的去中心化。以太坊的开发者多年来一直致力于完善共识过程，希望这个过程能够快速完成交易的共识，并确保质押者能够遵守规则（防止节点作恶）。有了权益证明，以太坊上的交易可以在几秒钟内得到确认，并且该链还可以抵抗 51% 的攻击。

最后，新的虚拟机使开发人员能够创建自己的执行环境。这种设计可以将其他区块链（例如 BTC 或 Zcash）的规则带到分片中。因此，以太坊可以成为不同区块链的通用结构。

这三个目标中的每一个都是一个难题。到目前为止以太坊挖矿到账时间，还没有可用的区块链分片，许多聪明人都在争论权益证明算法是否真的有效。以太坊开发人员着手解决区块链开发的几个挑战，创建一个保留区块链开发核心约束并包含相应权衡的架构。

阶段 0：信标链

以太坊2.0的核心是信标链。这个新创建的链最初可以协调多达 64 个分片链。Chromatic Capital 将其描述为整个 Ethereum2.0 网络中的“指挥和控制中心”。

信标链管理 Casper（以太坊2.0 的权益证明协议）。它记录验证者和他们质押的以太币数量，并随机选择区块验证者并为他们分配一个随机分片链。信标链的共识规则是对不诚实和恶意的验证者进行制裁，信标链充当不同分片之间的链接。

以太坊2.0 的验证者通过 PoS 算法投票，换句话说，用户用他们的以太币投票（又名“证明”）。当分片链中的一个块收集到足够多的此类证明时，它会收到信标链上的所谓交叉链接。从这一刻起，区块已经“完成共识”，这意味着区块不可能被撤销和回滚。分片链上区块的安全性与信标链（即主链）上的相同。该过程模糊地告知了 Ripple 的共识算法和 IOTA 的未来计划：网络上的节点以某种方式对区块进行投票。

作为对他们工作的奖励，验证者将获得 ETH2 代币。ETH2 是信标链上的原生代币。从长远来看，它将取代当前的以太币，并且将无固定限制地分发，以确保长期链的安全性。

信标链可能会在 2020 年第二季度或第三季度推出。这将启动向以太坊到阶段 0 的过渡。此阶段可以运行信标客户端并将当前的以太币（现在称为 ETH1））转移到信标上链，在此过程中将它们转换为 ETH2。这是一个单向过程（ETH1 只能转换为 ETH2，ETH2 不能转换为 ETH1），所以 ETH1 被有效销毁。

因此，如果阶段 0 成功完成，该阶段将有两条以太坊区块链：eth1（当前链）和 eth2。对于用户来说，此时 eth2 没有任何意义，因为还没有分片链连接到它。它可以说是没有身体的骨架，或者还没有形成房屋的建筑脚手架。

第一阶段：分片链

预计2021年第一条分片链上线。这些分片最初将以原始格式存储数据。他们无法根据某些共识规则处理数据，甚至无法显示用户或地址的账户余额。它们仅用作测试分片架构的实验室，但也可用作数据存储以帮助 DApp 更好地扩展。

信标链专注于阶段 1：在此阶段，它开始通过交叉链接引用分片的状态并最终达成共识。现在，可以将其视为区块链，其他分片链（此时仍无法工作）在围绕它旋转的同时连接到它。

这个阶段可能没什么好说的。将有成千上万个大大小小的细节、讨论和更新，以帮助以太坊达到这个阶段。构建和运行一个新的权益证明系统，构建一个可以作为各种数据链控制中心的链是一个巨大的挑战。

在这个阶段，eth1 链和 eth2 链仍将并行存在。从第二阶段开始，接下来的阶段就会变得非常精彩。

第二阶段：实现愿景

根据以太坊路线图，这一阶段将实现“以太坊的真正愿景2.0”：分片链将处理交易。从这个阶段开始，ETH 2.0 网络可以投入实际使用。在项目的后续过程中，智能合约也在分片上被激活。然后上述新的执行环境将生效，允许在分片上激活自定义规则，例如，模拟其他区块链，如比特币、Zcash 或 ETH 1.0。

Chromatic Capitals 很好地解释了这一点：“正如 ETH 1.0 是从比特币的设计中抽象出来，然后在区块链上实现智能合约一样，ETH 2.0 也会抽象出 ETH 1.0 来重新定义区块链计算的本质。” 第二阶段结合所有链的能力，分片链（以前是纯数据存储）现在变成结构化链，将智能合约的状态与共识过程联系起来以太坊挖矿到账时间，开发者可以在一个分片上实现他们的 DApp，以太坊成为一个多- 由信标链控制的链系统。

第二阶段预计将于 2021 年底或 2022 年初开始。根据以太坊路线图，第二阶段的许多部分，例如执行环境的概念化，“仍在深入研究和开发中”。