Vitalik 公布了未来 5-10 年以太坊 2.0 的路线图。 ETH 2.0 是什么意思？

以太坊2.0是怎么解决的？

以太坊2.0通过分片、股权证明（Proof of Stake）共识算法和新型合约虚拟机三种主要手段解决了传统区块链不可能三角问题。

这些话是什么意思？

分片是一种跨多个服务器拆分数据库（换句话说，将它们分区）的方法。 这就像一台计算机在一个磁盘上有多个分区，但数据保留在同一个磁盘上。 区块链也应该在保证一致性的前提下，划分为多​​个分区。 每个“分片”应该和整个系统一样安全。

在权益证明共识算法中，没有矿工使用大量能量来挖掘和组装区块数据。 它们被 Stakers 取代：需要证明自己拥有一定数量 Ether 的节点。 该算法不仅具有更高的能效，还能保证更快完成交易确认和共识，最大程度保证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改进共识流程，希望这个流程能够快速完成交易共识，并保证stakers能够遵守规则（防止节点作恶）。 借助股权证明以太坊未来几年，以太坊上的交易可在几秒钟内得到确认，并且该链还可以抵抗 51% 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（如 BTC 或 Zcash）的规则引入到分片中。 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谜。 到目前为止，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，从而形成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 将其描述为整个以太坊 2.0 网络的“指挥和控制中心”。

信标链管理 Casper（以太坊 2.0 的股权证明协议）。 它跟踪验证者和他们抵押的 ETH，并随机选择一个区块的验证者并随机分配给他们一个分片链。 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纽带。

以太坊 2.0 的验证者由 PoS 算法投票，换句话说，用户使用他们的以太币（也称为“证明”）为他们投票。 当分片链中的一个区块收集到足够多的这些证明时，它就会在信标链上收到一个所谓的交叉链接。 从这一刻起，这个区块是“共识完成”的，这意味着这个区块不可能被撤销和回滚。 分片链上的区块安全与信标链（即主链）相同。 这个过程模糊地告诉了 Ripple 的共识算法，以及 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，验证者将收到 ETH2 代币。 ETH2 是信标链上的原生代币。 从长远来看，它将取代目前的以太币，并且将不受固定限制地分发，以确保链条的长期安全。

信标链可能会在 2020 年第二或第三季度启动。这将开始以太坊向阶段 0 过渡的阶段。该阶段可以运行信标客户端并将当前的以太币（现在称为 ETH1）转移到信标链，并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），因此 ETH1 被有效销毁。

因此，如果阶段 0 成功完成，该阶段将有两个以太坊区块链：eth1（当前链）和 eth2。 对于用户来说，eth2 在这一点上没有任何意义，因为还没有分片链连接到它。 可以说是没有身体的骨架，也可以说是还没有形成房屋的搭建脚手架。

第一阶段：分片链

预计2021年推出第一条分片链。 这些分片最初将以原始格式存储数据。 他们不能按照一定的共识规则处理数据，甚至不能泄露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。

阶段 1 的信标链的重点是它开始通过交叉链接引用分片的状态，并最终对它们进行共识处理。 现在，人们可以将其视为一个区块链，其他分片链（此时仍未发挥作用）连接到它并围绕它旋转。

这个阶段可能就不多说了。 将有数以千计的细节、讨论和更新，或大或小，以帮助以太坊到达这个阶段。 启动并运行一个新的权益证明系统并构建一个可以充当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 链仍然会并行存在。 从第二阶段开始，后面的阶段会变得非常精彩。

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2.0的真正愿景”：分片链将进行交易处理。 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，也会在分片上激活智能合约。 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 对此解释得很好：“正如 ETH 1.0 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 将抽象出 ETH 1.0以太坊未来几年，重新定义区块链计算的本质。” 第二阶段结合了所有链的功能。分片链（以前是纯数据存储）现在正在转变为结构化链，将智能合约的状态与共识过程联系起来。开发人员可以在一个分片上实现他们的 DApp，而以太坊则成为一个多-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”。