全面探究以太坊2.0
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加密谷Live（ID：cryptovalley）
概要
二級標題
二級標題
概要
概要
二級標題
分片的核心問題在於它意味著以太坊經濟模式的改變。舉例來說，如果說以太坊是一個不可阻擋的單一世界計算機，而將其分解成多個分片（多個計算機）的話可能就無法滿足所有用戶的期望。如果分片1（shard 1）上的智能合約想要與分片2上的智能合約進行交互，由於分片之間需要對一系列事件達成共識且做到信息的共享，在這個過程中將會產生很多摩擦，至少與同一分片上的兩個合約進行交互時相比，體驗將是不同的，因此，在某種程度上，以太坊2.0的推出會逐漸瓦解之前所謂“單一世界計算機”的願景。有些人認為以太坊和分片是對立的概念。但還有人認為以太坊網絡可能正在介入某些利基領域（niche cases），即如果不同細分用戶對不同類型的應用感興趣的話，那它們之間幾乎就不需要什麼交互。在以太坊網絡上，分片也許是具有一定意義的，它能夠保證不同細分用戶在共享同樣的底層以太坊代幣的同時，提高整個網絡的靈活性。
二級標題
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事實上，分片代表著以太坊的運作方式發生了根本性的變化，這也就解釋了為什麼向分片過渡其實是一個超越人們所想而更具顛覆性的變化。現有的智能合約不能簡單地轉移到分片網絡中。新的以太坊網絡意味著原有網絡的智能合約也同樣需要適應新的環境重新構建一次。這種過渡將是一個長期且痛苦的過程。在以太坊2.0的初始階段，它將作為一個平行鏈與以太坊1.0並存，而在未來的某個時候這兩條鏈將重新合二為一。
過渡期的三個階段
代幣發行
以太坊2.0推出之後將會有兩個以太坊網絡並行運行（以太坊1.0和以太坊2.0）。起初，我們可以將以太坊1.0上的代幣（下面簡稱為Eth1）兌換為以太坊2.0上的代幣（Eth2），但反向操作是不可行的。因此理論上，Eth2的交易價格應該小於或等於Eth1的價格。然而，在過渡的早期階段，Eth2甚至不太可能會有價格，或不能得到交易所的支持，因為該幣可能不會被用於除staking之外的其他用途，甚至基本的交易活動都不能實現。
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代幣發行
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上式中Eth2是轉移到PoS的代幣數量。該公式背後的想法是，Eth1轉入Eth2的數量越多，發行的新幣就越多，然而，可獲得的投資回報率會下降，因為被押注的幣越多，可獲得的投資回報率就會下降。我們可以從下圖中看到通脹率的變化。
圖片描述
（來源：BitMEX Research）
圖片描述"圖片描述"圖片描述
（注：需要至少16000Eth2才能啟動信標鏈）
圖片描述
（來源：BitMEX Research）
上述發行時間表是基於激勵而言的，而激勵應該確保最初有一個很大的動機將代幣轉移到Eth2中並stake。這種轉移的激勵會越來越低，因為如果Eth2已經十分成功，那麼Eth1的需求量就會減少。這樣可以確保有足夠的代幣轉移至Eth2，由此以來新網絡的規模就會很大，而如果Eth2的確非常受歡迎的，該種代幣的發行量也不會太高。
當然，隨著所有這些新幣的發行，有些人可能會問這種機制將如何匹配以太坊最初的
永久線性通脹（permanent linear inflation）
計劃？
（來源：以太坊白皮書）
另外還有一些潛在的因素可以拉低潛在上升的通脹率：
在階段1中，費用系統預計會涵蓋兩個要素，一個是基礎費（base fee，其中代幣被銷毀），另一個要素是溢價費（premium，作為對stakers的獎勵）。這些被銷毀的代幣將降低通脹率。
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雙鏈合併
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PoS
圖片描述
下表是我們認為以太坊2.0說明中一些最重要且最具有意義的一些常數
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PoS是根據累積最多的stake（即投票給最多幣的鏈）來選擇分叉規則的一般思路。當然我們還面臨著如何構造投票過程的問題。以太坊2.0投票系統背後的核心原則與2018年以太坊提案所說明的並沒有變化，它仍然是基於Casper Friendly Finalty Gadget的想法。但是，基於CasperFriendly Finalty Gadget和the Latest Message Drivent Greedy Heaviest Observed Subtree Fork選擇規則（即CasperFFG & LMD GHOST Fork選擇規則）的結合，這個系統已經更新了。
實際上情況還要比上圖所展示的更複雜一些。在第0階段，每個slot最多可以有64個驗證者委員會（而不是像上圖展示的那樣只有一個）。因此，如果每個委員會有128個成員，那麼每個epoch最多可以包含多達262,144個stakers（約840萬ETH）。
二級標題"二級標題"要確定哪個區塊的票數最多，我們需要將所有委員會的投票數相加。如果投票者表現良好，那麼他們可以從新發行的以太坊池中獲得獎勵。另一方面，如果投票者進行了某些類型的惡意行為，則他們就要獲得懲罰，並損失一部分權益。這些對惡意行為的懲罰是為了防止諸如一個投票者投票給兩個衝突區塊等事情的發生。然而，在某些情況下，為衝突區塊投票可能是合法的，因此懲罰規則並不是直觀意義上的懲罰規則，我們在後面的報告中會討論這些規則。
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如果在某一階段的所有委員會中，有一個核對點模塊建立在該模塊之上，並且有三分之二以上的委員會成員在投票中提到該核對點，那麼該模塊就是
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確定的
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懲罰條件
一個區塊生產者在其分配的slot內提出兩個衝突的區塊提案。
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產生兩票，其中包含相同高度（height）的檢查點區塊過渡引用的衝突引用。
產生兩票，其中包含重疊的檢查點區塊塊過渡引用。例如，一個引用了從檢查點區塊1到檢查點區塊4過渡的投票，和一個投票引用從檢查點塊2到檢查塊3的過渡的投票。人們可能會認為這個規則應該被一個更明顯的規則所取代，即所有的塊過渡引用應該是按順序進行的，然而，一個誠實的節點可能會錯過一個檢查點區塊，而不按順序的投票可能是合法的。這種行為如下圖所示。
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分片（sharding）
分片（sharding）
圖片描述
這樣就有了兩種引用方式，分片鏈區塊引用信標區塊（用信標區塊的哈希值），信標區塊可以引用信標鏈區塊（這叫交叉鏈接）。有可能在某些信標區塊中遺漏掉一些分片引用，但是每個分片鏈區塊都必須鏈接到信標鏈。
圖片描述
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（來源：BitMEX Research）
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（注：藍色箭頭代表一個區塊的哈希，每個區塊中都必然包含有哈希。灰色箭頭代表一個交叉的分片引用，它可能包含在信標塊中，也可能不包含在信標塊中。如果漏掉了一個分片則可以在下一個信標塊中包含一個引用，如圖中右側所示）
需要注意的是，在第1階段，分片系統和分片過程變得相互關聯。從第0階段開始，每個slot的多個驗證者委員會現在被映射到了分片上。因此，每個分片都有了自己的分層投票委員會，在每個提案人委員會期間都會發生變化。與信標鏈的方式一樣，委員會中的一名成員然後被給定在一段時間slot中產生一個區塊的任務，而其餘的委員會成員然後對每個提案進行投票。需要考慮的一個關鍵點是，當信標鏈通過交叉鏈接引用分片區塊時，所有這些投票信息都包含在信標鏈中。
下圖說明了一個stakers對分片鏈的一個可能分配方案。在第1階段中，staking代理被隨機分配，要么分配到信標鏈，要么分配到特定的區塊鏈。如果少於840萬ETH，則沒有足夠的staking代理來完全服務於所有的分片，因此分片可能會有一定程度的縮減現象。
在各個分片鏈內沒有檢查點區塊，也沒有證明或最終化過程。相反，要想在區塊內部獲得交易最終確定的保證，必須等待信標鏈。一旦信標鏈中的相關區塊最終化完成，那麼分片鏈中的用戶就可以獲得分片內交易的確定性。
結論
二級標題
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結論
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