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以太坊「合并」方案及进展研究报告

前言:

近期,以太坊开发者Marius van der Wijden在社交平台上表示,目前正在以太坊上测试PoS机制,并将进行首次主网影子分叉。这意味着以太坊“合并”的即将到来,“合并”是以太坊2.0可扩展蓝图上的一个关键里程碑,届时以太坊整个网络将过渡为PoS共识机制。

另外,以太坊2.0核心开发者dapplion在其社交账号上表示,本周六将再次进行以太坊主网影子分叉测试。

伴随着“合并”临近,以太坊2.0的脚步也更进了一程。其力图在不牺牲去中心化原则的前提下使应用区块链变得更快速、更便宜,具体的方案和进程再次成为大家热切关注的话题。那么以太坊2.0到底是什么方案?包含哪些升级?目前进展如何?它的到来,又会为行业发展造成哪些影响呢?欧易研究院将从以太坊2.0技术进展、以太坊2.0方案、展望和风险三个部分对以太坊2.0展开详细讲解。

注:为迎接合并的到来,以太坊基金会此前宣布,以太坊在升级协议的同时也面临着定位的转变,在2021年底,核心开发人员已经停止使用Eth1.0、Eth2.0术语,分别使用“执行层”和“共识层”来替代。 但改名未影响以太坊的既定的升级路线,因以太坊2.0称谓已深入人心,本文仍将沿用“以太坊 2.0”这一名称。

一、以太坊2.0技术进展

1.1路线规划

以太坊成立至今牢牢占据第一公链的位置,拥有着全球最大的开发者社群,DAPP数量将其他公链远远甩在身后。但是即便是这样首屈一指的地位,也并不意味着就可以高枕无忧了。定位于“世界计算机”的以太坊,目前每秒只能处理大约20笔交易,甚至难以支持一个普通规模的商业应用,频频发生的拥堵事件导致的高gas费和等待打包交易更是让用户的体验变得很差,这在很大程度上限制了以太坊的发展。

以太坊2.0便是解决当前以太坊的网络性能瓶颈的既定规划,致力于在不降低去中心化的前提下大幅提升以太坊网络上的扩展性与性能,从而更好的承载去中心化应用,促进行业应用爆发。

以太坊的目标是成为分布式金融和智能合约执行平台,成为“一台真正的世界计算机”。为了实现世界计算机的目标,其在2014年诞生之初,就设定了4个发展阶段:分别是Frontier (前沿)、Homestead (家园)、Metropolis (大都会)、Serenity (宁静)。前三个阶段都是采用PoW模式,第四个阶段“宁静”则是以太坊的最终形态,也就是我们常说的以太坊2.0。

目前为止,以太坊的前三个阶段都已经完成,正在进行第四阶段的开发工作,这期间将完成从 PoW 到 PoS 的转化,以及分片、由eWASM代替EVM等重要升级,升级完成后以太坊的性能将会大大提升。

当然,第四阶段无法一蹴而就,会分阶段进行升级。据其最新路线图显示,以太坊第四阶段升级的主要节点是2021年Q3信标链上线,2022年“合并”,以及在之后将实施的分片。目前信标链已于2020年12月上线,此后信标链开始以PoS的形式运行,执行层产生区块的过程仍然由原链以 PoW 形式进行,以太坊进入一个PoW+PoS混合挖矿的阶段,为整个网络向PoS过渡做铺垫。

(以太坊升级的最新路线图)

截至4月12日,信标链运行平稳。链上数据显示,信标链已拥有34.13万个节点,累计质押总额约1090.46万Eth,其中有效投票参与率达99.84%。自2021年10月15日至今,节点数量和质押总额稳步增长,每日验证者收入也在缓慢增长中。

(信标链区块数据,图片来源于https://beaconscan.com/)

1.2“合并”来临

接下来,以太坊计划于2022年第二季度进行“合并”。将会把共识层(PoS信标链)与执行层(PoW原链)合并,并停止原链的 PoW 部分,这次升级代表着以太坊正式切换到PoS共识。

□ 值得注意的是,本次合并将停止原链的 PoW 验证,且不会解锁此前质押到信标链的 ETH,解锁将在合并后的第一次硬分叉中进行。这意味解锁前既没有 PoS 增发的 …