作者：Alex Koma

翻譯：李翰博

以太坊 2.0是以太坊網絡的升級，預計將在2020年年底進行。

一旦推出，以太坊 2.0將成爲測試Proof-of-Stake共（PoS）識算法系統的試驗網。大部分經濟活動和智能合約將繼續在原有的以太坊網絡上運行，它將繼續成爲以太坊 2.0的平行系統。開發者實現了Eth1向Eth2過渡的連接橋，但反向是無法轉回 Token 的。

以太坊 2.0部署的三個階段是什麼？

第0階段：信標鏈

測試網於2020年7月開始。它只包括測試新的PoS共識機制，因此該網絡將主要是測試驅動的，儘管它將使用真實的以太坊 Token。在這個階段內，以下PoS的功能將會上線。Staker的管理Staker的資金管理。一個隨機數生成器，幫助選擇區塊生產者和質押的監管者。Staker對區塊大小提案進行投票。獎勵和罰款的分配，對Staker的獎勵和罰款。

第一階段：分片

最初將部署一個有64個分片的實驗網絡。在沒有重大經濟活動的情況下，0階段旨在測試基本的PoS基礎設施，而1階段旨在測試基本的分片模型。在這一階段，65個區塊鏈將並行運行--0階段存在的信標鏈和64個新的分片。在信標鏈和所有64個分片之間也將有一個雙向通信和鏈接機制。第二階段：實施新的運行模式

假設在這個階段，智能合約將開始在網絡上工作，經濟活動將開始。分片將不再是原始數據的存儲，而是開始類似於虛擬機和以太坊 1.0智能合約。第二階段的規範正在制定中。單向轉換

在以太坊 2.0推出後，將有兩個網絡並行運行--Eth1和Eth2。最初可以將Eth1 Token兌換成Eth2 Token，但反之則不行，所以理論上，Eth2 Token的交易價格應該小於或等於Eth1 Token的價值。然而，在過渡的早期階段，Eth2 Token不太可能被交易所定價或支持，因爲它們的唯一用途將是質押。甚至連基本的轉賬都將無法實現。

要將Eth1轉移到Eth2，你需要使用Eth1託管協議。這個協議會銷燬Eth1上的 Token，然後銷燬的 Token可以作爲發行新的Eth2 Token的確認。Token 會被永久銷燬毀，不過由於硬分叉導致的協議變更，可以實現 Token 的回收。

轉移到Eth2的 Token 會自動進入驗證器池。

PoS（Proof of stake）

根據PoS的概念，投票的 "權重 "和驗證者的獎勵金額是由質押的 Token 值決定的。Eth2規範規定，每個驗證者必須有32個ETH。如果合約中收到的 Token 數超過32ETH，那麼驗證者不會從這些額外的 Token 中獲得獎勵。如果少於32個ETH Token ，那麼節點將不會被激活。因此，您需要以32個 Token 的比例將ETH轉入Eth2。32個ETH的每一部分都可以是一個單獨的Staker。

Token 的發行將是怎樣的？

Eth1將繼續在PoW的基礎上運行，Eth2將繼續在PoS的基礎上運行。

在此期間，這兩組驗證者、礦工和候選節點都將獲得獎勵，因此以太坊的通貨膨脹率將上升--至少在兩個系統合併之前是這樣。

Eth2的發行水平將取決於參與質押過程的token數量。每年的發行水平將基於一種算法，其中Eth2是參與PoS驗證池的以太坊 Token數量（這些數字的來源是Vitalik Buterin在2019年4月發表的一篇文章）。

來源: BitMEX Research

這個公式是基於這樣的想法：ETH轉入Eth2的數量越多，新 Token 的發行量就越多，但投資收益會隨着質押的增加而減少。圖解以太坊2.0通貨膨脹率。

數據來源: BitMEX Research

下圖表示以太坊 2.0的通貨膨脹率：

圖表來源: BitMEX Research

發行率決定了報酬的數額。該獎勵旨在激勵用戶向Eth2轉換 Token 。由於Eth2的成功將減少對 Token 的需求，因此獎勵將按比例減少。這樣的模式可以確保移動 Token 的數量足以顯著增加網絡的規模；但是，如果Eth2很受歡迎，那麼發行量不會變得太高。

這樣的模式似乎與以太坊最初的 "永久線性膨脹 "計劃相矛盾。

一些因素可以減輕通貨膨脹可能上升的影響。在第一階段，激勵系統預計將包括兩個要素：一個是銷燬 Token 的基本佣金，另一個則是Staker 的獎勵佣金。銷燬 Token 將降低通貨膨脹。如果驗證者不能參與驗證過程--例如，如果節點停止工作或失去與網絡的連接--那麼質押獎勵將被取消。如果驗證者違反規則，他們會被罰款，沒收的 Token 會被銷燬掉。這些機制可能會導致大量的以太坊 Token 被銷燬毀，可能會抑制高通脹的影響。

區塊鏈合併將如何進行？

在未來，Eth1和Eth2可能會在幾年內合併回一個系統。事實上，Eth1將成爲Eth2內部的一個分片，允許以太坊在分片之間雙向移動，兩個 Token 將合二爲一。據推測，目前發生在Eth1上的大部分經濟活動將繼續在Eth2分片內部進行。

下一步可能是共識系統的合併。Eth1分片可以逐漸轉向PoS。

Proof-of-Work可以繼續工作，但在給定數量的區塊之後--例如，每100個區塊之後--區塊的共識將決定Proof-of-Stake。最後，將有可能完全放棄PoW：PoW區塊的獎勵將變得沒有必要。這將使以太坊用戶和投資者對通貨膨脹時間表更加確定。

網站開發人員提供的主要技術功能是什麼？

數據來源: GitHub

在以太坊 2.0中， PoS（proof of stake）將如何運作？

PoS是分叉選擇規則的一般概念。

優先選擇多數 Token 投票的鏈。Eth2的核心投票系統原則與以太坊2018年提案中的原則相同，是基於Casper Friendly Finalty Gadget的想法。然而，該系統已經基於Casper Friendly Finalty Gadget和最新的Message Driven Greedy Heaviest Observed Subree Fork選擇規則（Casper FFG & LMD GHOST Fork選擇規則）的組合進行了更新。

投票系統引擎包含以下幾個部分。首先，一個大型的分叉池，每個分叉池最多代表32個ETH（激活一個分叉池需要32個ETH，這個數量可以減少到16個ETH，這就需要停用）。這個池子並不直接對區塊進行投票--它被劃分爲委員會，其成員從更大的池子成員中隨機選出。

劃分到委員會的原因是，不是每個Staker都能爲每個區塊投票--否則，區塊鏈將包含過多的投票數據，這將使擴展變得不可能。

此外，委員會允許你將投票數據收集到可控的數據器中。因此，在這些委員會中，隨機選擇一組Staker進行投票。

根據Eth2的規範，每個委員會的Staker目標數量是128個（期望的最低數量）。開發者認爲，這是一個足夠多的stakers數量，以提供一個可能的區塊選擇保證。簽名可以結合起來，以減少所需的區塊大小並擴展網絡。

委員會由RanDAO等系統隨機選出。隨機選擇定義了一個口令短語，每當有一個區塊被建議時，就會加上這個口令。爲了對抗區塊分片攻擊，提議區塊只有兩個選項可以影響該階段：提議區塊或不提議。因此，操縱的可能性是有限的。

除了委員會分配質押外，還有另一個子類別的塊和檢查點塊。

每32個區塊中就有一個區塊檢查點（checkpoint），檢查點之間的時間間隔稱爲一個epoch（紀元）。在每個時代的邊界內，有32個12秒的時間段(間隔)可以提出區塊。

因此，每個時代有32組時段，供32個委員會使用。在每個epoch結束時，委員會的成員會更換位置。每個時代有一個委員會（"理想的最小值 "是128名成員）。一個委員在12秒的時間間隔內有獨家提案權，其他委員可以投票支持一個區塊。這種投票也稱爲證明。

爲信標鏈中的委員會分配Staker（假設每個槽位有一個委員會）：

數據來源: BitMex Research

在現實中，事情可能比這些圖中更復雜。所以，在0階段，一個時段最多可以有64個委員會，而不是一個。因此，如果每個委員會有128個成員，那麼每個時段最多可以容納262,144個staker，相當於大約840萬ETH。

每個Staker被分配到一個委員會。質押的越多，委員會越多。最大的委員會規模是2048個，大致相當於每個epoch使用的全部以太坊供應量（64個委員會*32個ETH*32個槽位*每個委員會2048個staker=1.342億ETH）。

下圖說明了委員會的數量和委員會成員的數量如何隨着質押池中ETH數量的變化而變化。它顯示，隨着質押池的增長，委員會數量首先增加到64個，然後當質押池中約有840萬ETH時，委員會的規模開始增長。

委員會的數量和委員會成員的數量。

數據來源: BitMex Research

爲了確定哪些區塊擁有最多的選票，有必要將所有委員會的所有選票相加。如果投票者表現得很有好，他們可以從新增發的以太坊 Token 池中獲得獎勵。如果投票者違反規則，他們會被罰款，並失去部分質押物。懲罰的目的是爲了防止諸如投票給兩個衝突的區塊這樣的站隊行爲，儘管在某些情況下可能允許這樣做。Staker會因爲下線而被剝奪獎勵。

在以太坊 2.0中如何進行最終確定？

當委員會成員對一個區塊進行投票時，他們不僅要對一個特定的區塊提案進行投票，還必須對一個特定的歷史區塊檢查點進行參考和投票。正是這種機制保證了投票過程的穩定。因此，事實上，在PoS模型上，存在着兩種投票程序，一內一外。下圖說明了這兩種投票是如何發生的，以及這些投票可以存儲在哪些區塊中。投票和引用，假設有效溝通（假設每個槽位有一個委員會）。

資料來源: BitMex Research

如果在一個區塊上建立了一個檢查點區塊，超過三分之二的委員會成員在投票時提到了這個檢查點，那麼這個區塊就可以得到 "確認"。

一個區塊最早能成爲 "確認 "的時間是在該區塊的三分之二確認之後。

下一個階段是最終確定。當一個區塊在區塊鏈中包含兩個確認後的區塊時，這個區塊就被最終確定了。因此，在大多數情況下，當三分之二投票者形式的門檻達到足夠快時，由於有效的溝通渠道，用戶需要等待一個紀元（6.4分鐘）的確認，以及兩個紀元（12.8分鐘）的最終確定。這個過程如下圖所示。

正常情況下，在信標鏈中確認和最終確定一個區塊的過程。

數據來源: BitMex Research

違反規則者將受到什麼處罰？

三種情況下，投票人會受到處罰。區塊打包者在同一時段內提出兩個相互衝突的提議。同時提交兩個含有衝突鏈接的檢查點區塊。投出兩個與檢查點區塊轉場有重疊鏈接的投票。例如，一個標誌着從檢查點塊1到檢查點塊4的過渡，以及從檢查點塊1到檢查點塊4的過渡，另一個一個指的是檢查點塊2到檢查點塊3的過渡。可以假設這個規則將被一個更合理的規則所取代，根據這個規則，所有對區塊過渡的引用都必須按順序進行，然而，一個誠實的節點有可能跳過一個檢查點區塊，連續投票的結果可能變成合法的。一張圖說明了這種情況。