全面認識以太坊2.0
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二級標題
，作者：sheinix@The Startup，翻譯：Lisa Liu，Odaily經授權轉載。
Gas & ETH Price
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早在2013年，BTC程序員、BTC雜誌的出版人Vitalik Buterin發表了《以太坊》白皮書。以太坊的目標是將區塊鏈技術的應用範圍拓展到支付之外。
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以太坊編程語言
Solidity是一種“圖靈完備”語言，這意味著它擁有開發複雜用例的所有能力。相比之下，BTC的編程語言Scrypt在設計上不是“圖靈完備”的。對於智能合約來說，Solidity是最流行的編程語言，每個開發人員如果想要開始開發智能合約，都應該研究它。
Vyper是以太坊團隊創建的另一種編程語言，它在以太坊虛擬機(“EVM”)上運行。它的設計目的是簡化智能合約的編寫過程，同時使其更易於閱讀。它與Solidity的關鍵區別是Vyper不包含一些面向對象的功能，這使得Vyper更安全，因為開發人員犯錯誤和引入bug的空間更小。
Gas是衡量在以太網絡上執行一項交易的成本的單位。每次智能合約運行一筆交易，都會消耗Gas。這些Gas需要在交易運行時輸入智能合約。支付Gas的方法是使用ETH。
以太坊面臨的問題和挑戰
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一般大眾還沒有採用DApps，主要是因為該平台不夠成熟，公眾對該技術也缺乏普遍了解。儘管如此，在過去的一年中，有不少與遊戲、賭博和金融相關的項目發展迅速，並獲得了良好的用戶基礎。
source: stateofthedapps.com
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圖片描述
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Block #0 — Frontier
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Block #200,000 — Ice Age
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Block #1,150,000 — Homestead
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Block #1,192,000 — DAO
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Block #2,463,00 — Tangerine Whistle
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Block #2,675,000 — Spurious Dragon
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Block #4,370,000 — Metropolis Byzantium
以太坊開發階段
Block #7,280,000 — Constantinople
以太坊的開發計劃分為四個不同的階段。每個階段都是為了引入更多的特性和修復問題。每個步驟還包括“子版本”，即所謂的“硬分叉”，它以一種不向後兼容的方式改變功能和特性。
Block #9,056,000 — Istanbul
這是以太坊從2015年7月30日到2016年3月的初期開發階段。
Serenity — Ethereum 2.0
Ice Age是一個“硬分叉”，它引入了一個指數級的難度增加，以促使在一切就緒的情況下順利完成從PoW到PoS的過渡。
臭名昭著的DAO案例。這是一個硬分叉，補償了DAO黑客的受害者，並導致以太坊和以太坊經典分裂成兩個對立的系統。
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另一個硬分叉用於更改某些I/O繁重操作的gas計算，並在利用這些操作的低gas成本的DoS攻擊後清除累積狀態。
這是以太坊發展的第三階段，於2017年10月啟動。 Byzantium是Metropolis兩大分叉中的第一個。
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以太坊2.0
Serenity 路線圖
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以太坊2.0
第2階段: 新的以太坊虛擬機eWASM (2021)
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以太坊2.0
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以太坊2.0
系統恢復能力：其目標是為了讓系統在節點大規模宕機或者全網被分割肢解時仍然能保持正常運轉。
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安全性：目標是為了利用加密和設計機制讓盡量多的驗證節點在每個單位時間內充分參與驗證。
持久性：盡量為系統選擇能保證量子安全的組件。如果組件暫時無法保證量子安全，那就選擇容易被替換的組件。日後當有了量子安全的組件時，可以方便地將這些臨時組件用量子安全的組件所替代。
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ETH2: 新的Ether
信標鏈將是從以太坊區塊鏈中獨立出來的的區塊鏈。這個新的鏈將由權益證明（PoS）作為共識機制算法，它將與主要的工作證明共識機制（PoW）以太坊區塊鏈並行運行。最初，為了簡單起見，區塊鏈不支持智能合約或帳戶。
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在撰寫本文時，以太坊正在使用一種“工作證明”(Proof of Work, PoW)共識機制算法，與BTC使用的算法非常相似。在以太坊中，這個算法的名字叫做Ethash。在信標鏈上，我們將看到新的PoS算法，稱為Casper。在過去的幾年裡，Casper取代Ethash的計劃已經被推遲了好幾次，這就需要採取一些幹預措施來化解困難，並推遲PoW被強制淘汰。現在我們終於有了信標鏈。
根據PoS共識機制，區塊鏈會跟踪一組驗證，任何持有區塊鏈基礎數字資產(在此例中為Ether)的人都可以通過發送特定類型的交易將其以太幣鎖定為存款來完成驗證。驗證者輪流對下一個有效塊進行提議和投票。驗證者投票的權重取決於他們的存款(賭注)的大小。如果大多數驗證者拒絕他們所建立的塊，那麼驗證者將面臨失去存款的風險。相反，驗證者每獲得一個被多數人接受的區塊，就會獲得一個與他們所持有的股份成比例的小獎勵。因此，PoS迫使驗證者誠實行事，並通過獎懲制度遵守共識規則。
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階段1的另一個特徵是引入了ETH2，是一個在新信標鏈上驗證的新資產。這個新的ETH2將被創建作為在信標鏈上驗證交易的獎勵，並且任何ETH1都可以購買它。最初，還沒有辦法將ETH2從信標鏈中取出。如果有人要為新鏈驗證者，他們至少需要32個ETH來抵押原始鏈。
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分片是一種可拓展性技術，可允許並行進行交易。這是為了將網絡劃分為多個分片來幫助擴展交易規模，從而允許網絡同時處理許多事務。
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Vitalik Buterin針對“分片”發表過如下看法:
分片將在信標鏈上引入，最初的規模約為100個。驗證者將從自己的碎片中驗證交易，在第一階段，它們不會批准任何智能合約、帳戶或資產。
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雖然分片將帶來更多的可拓展性，但是需要考慮一些挫折點。驗證者有一個小的交易池需要驗證，這使得51%的攻擊更容易，因為它們只需要51%的計算能力(或權益)，而不是整個網絡。
第2階段: 新的以太坊虛擬機eWASM
新的EVM
以太坊系統上的所有節點都需要運行智能合約來執行區塊鏈上的最終交易。以太坊虛擬機(EVM)允許執行這些智能合約。
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EVM是以太坊網絡的心臟，是承擔智能合約部署和執行的核心之所在。它可以被認為是一個包含數百萬個可執行對象的全球分佈式計算機，每個對像都有自己的永久數據存儲。從技術層面上來說，它是一個基於堆棧執行的機器語言指令。智能合約以諸如Solidity之類的“高級”語言編寫，並編譯為字節碼以便在EVM上執行。
當前EVM的主要問題之一是它按順序處理交易。隨著PoS和分片的更改，需要並行處理交易，而當前的EVM不適合這樣做。
新的EVM
新的EVM稱為eWASM，代表Ethereum WebAssembly。 WebAssembly是一個開放標準，為可執行程序定義了一種可移植二進制代碼格式。這種用於EVM的新架構將提供更好的性能，並將有可能在新的區塊鏈上支持智能合約、帳戶、狀態等。 eWASM的開發目前處於非常早期的階段，計劃在2021年發布。目前，仍需要進行大量研究。
第3階段:持續改進Continued Improvement
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“持續改進”是一個代碼名稱，它包含前面階段的所有未來的更改、修復和改進，以及隨之而來的更多內容。不幸的是，關於這個階段的信息並不多，因為它最初計劃在2022年啟動。我們所知道的是，將實施以下技術:
