以太坊2.0文档------以太坊2.0阶段（一）

以太坊2.0阶段

由于以太坊2.0正在进行大量的研究和开发，这一页可能会自动过时。它是在尽力而为的基础上不断更新的。最近更新日期为2019年11月16日。

 

介绍

以太坊主网的升级，被称为Ethereum 2.0、eth2或Serenity，将带来分片、权益证明POS、一台新的合约虚拟机(eWASM)等。重要的是，这一升级不会发生在一瞬间，相反，它将分阶段实现。本文试图成为这些阶段以及每个阶段所包含内容的参考点。

 

设计目标

以太坊研究员Danny Ryan为以太坊2.0规定了5个不同的设计目标：

 

去中心化：目标是允许普通笔记本电脑使用O(C)复杂性的资源来处理/验证O(1)的分片任务（包括任何系统级验证，例如信标链中的验证）。这将允许更多的低端设备参与网络。

 

系统弹性：面对大量节点中断或网络破碎化时，保持系统运行。

 

安全性：使用密码学和设计机制来使尽可能多的验证节点完全参与每个时间单位的验证。

 

简单性：系统复杂度越低越好，甚至可以牺牲效率来降低复杂性。

 

持续性：为系统选择保证量子安全性的组件。如果该组件暂时不能满足量子安全的要求，那么选择易于更换的组件。将来，当存在量子安全组件时，可以轻易替换这些组件。

 

阶段0：信标链（Beacon Chains）

包含什么？

启动信标链被称为阶段0。信标链将为其自身和所有分片链管理基于Casper权益证明协议。正如本·埃丁顿（Ben Edgington）所说：“这涉及许多方面：管理验证者及其权益，在每步中为每个分片链提名所选的区块提议者，组织验证者进入委员会来对提议的区块进行投票，应用共识规则，对验证者施加奖励和惩罚，并且是分片链在信标链上注册状态以实现跨链交易的锚点。”

 

信标链上的区块主要负责记录来源将是“证明”。证明是分片链区块的可用的选票，同时是信标链区块的权益证明。对于同一分片链的区块收集到的足够数量的证明将创建“跨链”，该“跨链”确认直到该分片链区块的信标片段进入信标链。

 

第0阶段将使用Casper Friendly Finality Gadget （FFG）进行开发。用非常宽松的术语来说，意味着一旦完成了特定的操作，它将永远铭刻在区块中，没有任何东西可以撤销该操作。

 

以太币2：一个新的以太币

 

阶段0将引入ETH2，它将成为供信标链（验证者）使用的新资产。将使用两种方法创建它：

作为验证信标链的奖励（以及第一阶段之后的分片链）。 任何ETH1.X用户都通过注册合同以1 ETH的价格购买。合同称其为订金。

当前无法在阶段0中从信标链中提取或转移ETH2。将ETH1存入ETH1.x验证者注册合同后，将被有效地消耗掉。 信标链验证者会监听该合同，并向信标链提交存款信息，然后由信标链将ETH2发行给存款人。

最后，信标链将为系统的其余部分产生良好的质量（分布式，可验证，不可预测和（合理）无偏）随机性。 它将使用RANDAO，这只是一种将许多参与者提供的贡献（单个随机数）组合为单个输出数的方法。

这将用于将验证者组织为区块提议者和委员会。

网络将是什么样？

一旦阶段0完成，将有两个活跃的以太坊链。为了清楚起见，我们将它们称为Eth1链（当前，PoW主链）和Eth2链（新的信标链）。在此阶段，用户将能够将其ETH从Eth1链迁移到Eth2链并成为验证者。但是，他们暂时将无法将该ETH迁移回去。某人可能想要这样做的原因是，他们可能会在Eth2链上赚取以ETH支付的利息。

 

为了运行信标链，您将需要一个信标链客户端。目前，许多团队正在与熟悉的标准以太坊客户端套件（Geth，Parity，Pantheon等）分开开发这些客户端。大多数团队会定期更新其客户开发进度，有些团队会向贡献者提供奖励，以使越来越多的开发人员加入到Building 2.0中。您可以在此处为Gitcoin赠款捐款

 

信标链本身似乎并不特别有用。但是，作为以太坊2.0的第一个组件，它是整个系统的基础。

 

重要注意事项

第2阶段完成后，ETH2可以在分片之间来回交易（尽管将来可能会改变）。

首先为了引导信标链，将需要最少数量的ETH抵押于Eth 1.0链上的存款合同中，此定义为CHAIN_START_FULL_DEPOSIT_THRESHOLD。

要成为验证者，您需要抵押32个 ETH2。

在阶段0期间，所有用户交易和智能合约计算仍将在Eth1链上进行。

 

阶段1-分片链

包含什么？

分片链是未来可扩展性的关键，因为它们允许交易并行实现大吞吐量，并且在阶段1中将部署其中的64个（可以选择随时间增加更多）。

 

第一阶段主要涉及这些分片链数据的构造，有效性和共识性。阶段1没有指定分片链状态执行或帐户余额。这就像是对分片结构进行试运行，而不是尝试使用分片进行扩展。信标链会将分片链块视为没有结构或意义的简单位集合。

 

跨链

每个分片的当前状态（“组合数据根”）会定期记录在“信标链”块中，作为跨链。信标链块完成后，相应的分片块将被视为已完成，其他分片知道它们可以依靠它进行跨分片事务。

 

跨链链接是委员会的一组签名，证明了分片链中的某个块，可以包含在信标链中。跨链链接是信标链“了解”分片链更新状态的主要方式。跨链链接还用作异步跨分片通信的基础结构。

 

信标链为每个插槽中的每个分片随机选择的分片验证器，只是在每个块的内容上达成一致。他们通过交联证明区块的含量和状态。分片中显示什么信息都没有关系，只要所有委员会都达成共识并定期更新分片上的信标链即可。

 

网络将是什么样？

在阶段1之后，Eth1和Eth2链仍将并行运行。

 

重要注意事项

在阶段0、1和2中，主要的PoW链（Eth1）将保持活动状态，同时在Eth2链上进行测试和过渡。这意味着奖励将同时支付给以太坊2.0验证者和常规PoW区块奖励。因此，两条链的总通货膨胀可能最初会飙升，但随后随着PoW链的逐渐淡化而开始趋向0-1％范围。

 

第2阶段-状态执行

包含什么？

阶段2是整个系统的功能开始融合的阶段。分片链从简单的数据容器过渡到结构化链状态，并将重新引入智能合约。每个分片将管理基于eWASM的虚拟机。它会支持帐户，合同，状态和我们从稳固性中熟悉的其他抽象。我们可以期望在阶段2之前或阶段将熟悉的工具（例如truffle，solc，ganache）移植为支持eWASM。

 

第二阶段还引入了“执行环境（EEs）”的概念。可以按照开发人员认为合适的任何方式来构建分片中的EE-可能有用于UTXO式链的EE，Libra式的系统，用于收费市场中继器的EE等。每个分片都可以访问所有执行环境，并能够在其中执行事务以及运行智能合约并与之交互。请注意，执行环境的概念仍在大量研究和开发中。

 

重要注意事项

dApp将必须选择它要放在的分片。该决定很重要，因为跨分片通信在Eth2上有所不同，因为它不是同步的，这意味着分片间失去了一些可组合性

dApp必须具有相当大的数据才能消耗给定分片中的所有资源，以证明将自身分散在多个分片中是合理的。

此阶段将为分片提供eWASM作为EVM 2.0。

一个开放的问题是何时以及如何将以太坊1.0账户和合约迁移到以太坊2.0，有一些升级计划

 

资源资源

以太坊路线图

以太坊2.0信息

Eth 2.0规格

人类的第0阶段

分片路线图

以太坊状态协议

以太坊2.0设计目标

问答环节ETH工程师

eWASM