以太坊拥有丰富而迷人的历史，有无数的进步和事件，凸显了重要的积极改进和重大挫折。它的历史既有好的变化，也有消极的变化。 2022 年 9 月中旬发生的最重大的修改是从工作量证明 (PoW) 模型转向权益证明 (PoS)模型。此举背后的目的是增强区块链网络的安全性和可扩展性。

向PoS范式的过渡  已经完成，以太坊现在正式在这个新模型下运行：以太坊 2.0。

以太坊 2.0 及其目的

任何区块链系统的运行都遵循三个核心原则：去中心化、一致性和可扩展性。不幸的是，由于技术的限制，很难让这三个声音听起来同样明显。 存在一种权衡，需要牺牲一个值来优先考虑其他两个值。在这种情况下，扩容被证明是以太坊的一个重大障碍。以太坊的最新版本将分片作为解决这一“困境”的一部分。

然而，以太坊2.0旨在解决这些问题。详细信息将在本文中讨论。

了解以太坊2.0：什么是以太坊，它是如何运作的？

作为一个去中心化平台， 以太坊 促进了点对点网络的创建。它允许安全执行和验证应用程序合约，通常称为智能合约。 智能合约充当用户之间交易的工具。此外，中央机构没有义务验证合同的合法性。

与交易相关的记录因其可靠性和准确性而值得信赖！通过网络进行安全分发可确保所有相关方保持对交易记录的完全所有权和可见性。用户创建的帐户必须处理以太坊上的所有交易。交易成本需要以太坊平台的原生加密货币以太币的验证和支出。

当前以太坊网络有哪些局限性？

以太坊区块链，通常称为 ETH，是最受欢迎的平台。尽管如此，以太坊区块链仍然存在一些固有的问题需要解决。

交易成本高

首先，使用以太坊进行交易的成本正在稳步上升。随着以太坊价格持续上涨，以太坊区块链所依赖的智能合约的使用变得异常昂贵。 

处理速度

其次，以太坊的交易处理速度有些缓慢，每秒仅处理数百笔交易。

工作量证明机制

以太坊区块链使用工作量证明方法这一事实是其另一个缺陷。这个过程需要在挖矿时使用大量的计算能力。这反过来又造成环境问题。

以太坊2.0带来了哪些变化？ 

以太坊正在修改其基础设施，以交付以太坊 2.0，这将提高交易处理的速度，并采用一种不需要密集计算工作的方法。 升级到 以太坊2.0 可能需要长达几个月甚至几年的时间。与此同时，其他人也建立了各种平台和方法来寻找类似问题的解决方案。

使用以太坊的工作量证明方法验证交易的合法性是该平台最紧迫的挑战之一，该方法需要大量计算机系统反复掷电子骰子才能找到“神奇值”。 另一方面，工作量证明过程需要大量的计算机资源，并且由于浪费大量的电力而被认为对环境有害。 因此，各种区块链利用称为权益证明的独特过程来验证交易。

以太坊2.0如何运作

在整个权益证明过程中使用的是验证者而不是矿工。每个想要参与交易验证过程的验证者都需要缴纳押金。 区块链的合法性的前提是，愿意冒失去货币风险的用户可以正确识别哪些交易是合法的。

进一步的增强功能是用不同的编程语言重写区块链的代码，这种语言比以太坊区块链中当前使用的语言更发达并且遵循更多的行业标准。 

权益证明在以太坊 2.0 中的作用

PoS 与工作量证明类似，通过提供比违反规则更多的合作激励来克服拜占庭错误。这些激励比一个人单独工作所能获得的任何东西都要多。由于他们都进行了质押存款，网络中的所有参与者都归属于系统，因此都有投票权。

目前的交易验证方法相当缓慢；尽管如此，以太坊每秒最多可以处理 30 笔交易。另一方面，预计 ETH 2.0 版本将能够容纳每秒 100,000 次查询。容量的增加将降低交易成本，并为与去中心化和以太坊使用相关的应用程序创建更多用例。

随着以太坊变得更快、更高效、更便宜，预计越来越多的公司和企业将采用去中心化方式，从而显着增强网络。

分片链的概念以及它们如何提高可扩展性

以太坊 1.0 在由整个网络管理的单个大型链上运行。尽管过去曾发生过轻微且不受欢迎的分叉，但设计的初衷是让该链作为一个统一的实体发挥作用。链在功能上相当于一个“整体”数据库，其中单个记录的修改需要修改更大的实体。分片的过程将链分成许多更小的链，每个链都能够独立地执行其交易。 

分片链都遵循相同的规则，并受整个网络的管辖。然而，从技术角度来看，这种拆分使得更快的数据处理和更新成为可能。 以太坊 2.0 将通过跨分片通信将分片彼此链接起来，这将在不牺牲可扩展性的情况下提高安全性和一致性。

以太坊 2.0 路线图和时间表

阶段0

权益证明共识机制首先由信标链引入以太坊生态系统，并于 2020 年 12 月 1 日上线。 信标链作为共识层并协调以太坊网络。真正的权益证明取决于仅通过信标链产生的一定程度的不可预测性。

此外，它作为通往后续阶段（例如分片过程）的过渡步骤也发挥着重要作用。

阶段1

2022 年 9 月 15 日，开发人员成功完成并实施了以太坊合并。这将信标链从第 0 阶段合并到原始工作量证明协议的主网中，也称为“执行层”，之前称为“Eth1”。完成合并过程后，网络将把 ETH1 和 ETH2 统一为一个在同一 ETH 代币上运行的网络。由于合并，以太坊网络变得更加节能。

合并后，网络不再需要使用比特币矿机，因为比特币矿机消耗了大量的电力。 网络运行的能源需求显着降低了 99.988%，这证明了当前活跃的以太坊Stake节点的高能源效率。以太坊未来可扩展性更新的基础工作（例如分片）也得到了这一开发的支持。

阶段2

那时，信标链已经投入运行并集成到以太坊主网中。后续阶段将包括以太坊网络中的分片。以太坊分片是指水平分割数据库以分配负载的过程。分片与第 2 层汇总结合起来可以很好地发挥作用。 

通过这样做，与管理汇总所需的大量数据相关的工作负载可以更均匀地分布在整个以太坊网络中。以太坊分片预计要到 2024 年才会推出。

以太坊2.0的好处

交易更快更便宜

以太坊采用权益证明共识方法后，交易的处理将变得不再那么复杂。 PoS 将防止队列中堆积过多未处理的交易，从而消除矿工要求更高的 Gas 成本来验证交易的需要。

更安全、更环保

由于权益证明的实施，以太坊的整体能源使用量减少了约 99.95%。因此，2.0版本对环境更加有利，因为它将显着减少能源使用量和碳排放量。

吸引更多开发商和投资者加入网络

更多的开发者和投资者希望添加以太坊 2.0 网络，因为交易速度更快、更便宜、更安全。此外，环境问题的解决为更可靠的合作伙伴加入以太坊铺平了道路。

以太坊 2.0 的影响

以太坊2.0将如何影响区块链行业

毫无疑问，以太坊 2.0 是迄今为止网络所看到的最大的实质性改进。它使以太坊更容易为大众所接受。此外，它还为未来能够轻松管理各种不同行业的应用程序铺平了道路。 以太坊2.0的发布将使更多行业能够更广泛地利用以太坊网络。

网络的潜在挑战和风险

以太坊2.0有很多优点，但也存在一些潜在的挑战和风险。网络可能面临以下困难和危险：以太坊 2.0 部署是一个复杂的过程，需要对网络进行多次调整。如果安装过程中出现错误，网络可能会遇到严重问题。

当少数人控制过多的以太坊时，转向 PoS 可能会导致中心化。这可能会使网络更容易受到入侵。采用是以太坊 2.0 成功的关键。如果开发人员不使用平台 2.0 版本中包含的新功能，以太坊可能无法充分发挥其潜力。

其他区块链系统也在尝试改进其功能并与以太坊 2.0 竞争。其他平台提供与以太坊 2.0 相当的功能的能力可能会吸引程序员远离以太坊网络。

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