以太坊2.0最新狀況報告：啟動64個分片，預期2年內validators數量達到數十萬

編者按：本文來自巴比特資訊（ID：bitcoin8btc）編者按：本文來自

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以太坊2.0的現狀

，作者：Danny Ryan，譯者：Kyle，經授權發布。

本文是由以太坊2.0協調員Danny Ryan發佈於以太坊官方博客上的，原文為《

》（2020年6月）。在這篇文章中，Danny Ryan介紹了以太坊2.0（eth2）最新的狀況，各方面的進展和計劃。

非常感謝Sacha Saint-Leger，Joseph Schweitzer，Josh Stark和protolambda的出色投入和反饋。

但是，這種動態/對話的方法雖然很有價值，但是仍舊讓社區中的很多人並不了解。我一次又一次被問到同樣的問題，甚至六個月後我又被問到了同樣的問題！顯然這裡存在著信息傳遞的問題。社區想要知道的信息已經公開存在，但卻是以各種形式分散在網絡上——如研究類帖子，技術規範文檔，規範說明文檔，公共電話會議，公共聊天頻道，reddit，博客文章。在以太坊開發大會devcon5之後，我在彌合eth2內的人與社區中其他人之間的信息鴻溝的第一次嘗試便是一個新博客系列，即“ eth2快速更新”。這些是幫助您跟進eth2的小的信息片段，但我意識到它們並沒有真正傳達出更大的eth2視圖。雖然確實可以在播客，AMA和會議上進行交流和討論，但即便如此，關於eth2的書面形式的表述仍將很有幫助。

一級標題

這篇文章對於那些至今對eth2有所迷惑的以太坊技術專家來說可能也很有用。不用擔心，我都了解。這個項目很大，很複雜，而且距離實現還有一些距離，您可以在解決眼前的緊迫問題時忽略它。希望這篇文章可以幫助您更好地了解即將發生的事情。

一級標題

對於eth2工作者來說，您可能還會從這篇文章中學到一些東西——對我們現在的處境以及我如何思考未來的事情有更廣泛的了解。

免責聲明：本文中的內容是我個人（Danny Ryan）的看法。 eth2是不斷發展的，不斷演變的，存在著很多聲音和觀點。本文只是我自己對eth2的理解。

eth2是什麼？

“ Eth2是一種可擴展的權益證明（PoS）基礎架構”

如果您在過去6個月內聽過我之前的講話，那麼您應該一次又一次地聽到我說過這句話。 Eth2是為以太坊構建的，最終會成為以太坊。它旨在為當前的以太坊主網提供一個更安全和可擴展的環境，並且對目前的工作方式的干擾最小。同時，它為我們提供了一種經過升級的環境。

信標鏈（Beacon Chain）是eth2的階段0，是新共識機制的核心。這是所有系統級活動和編排發生的地方。階段0就是要與遍布全球數千個節點的數十萬個共識實體（驗證器，validators）達成共識。

二級標題

由於在階段1+中有關將驗證器的子集分佈在各個分片上的技術要求，我們需要能夠處理大量的驗證器。許多工程複雜性便是源於這個要求。與其他非分片的權益證明機制具有100或1000個驗證器相比，但是eth2的設計為至少具有約1600個驗證器，並期望在兩年內該數字將達到數十萬。

階段1

階段0在於達成共識，而階段1在於在“很多事務”上達成共識。這些“事務”以許多分片鏈的形式出現。您可以將分片鏈視為其自己的區塊鏈，其複雜性與今天的以太坊大致相同，但存在於eth2共識下（即在信標鏈之下並由其構建/控制）。信標鏈的驗證者獲得隨機的短期任務，以構建和驗證分片鏈，對每個鏈的狀態，可用性和有效性做出加密經濟承諾，並返回到核心系統。

二級標題

階段1.5

二級標題

階段2

階段1.5是將以太坊目前主網作為一個分片（作為階段1創建的許多分片之一存在）集成到新的eth2共識機制中。它不是由工作量證明（PoW）挖礦算法構建的以太坊，而是由eth2驗證器構建的。對於現有的應用和用戶，共識機制的這種熱交換在很大程度上將是透明的。這些應用繼續發展，但是開發人員這時候將擁有一個功能更強大的系統（更好的安全性，適當的經濟最終性，更多的用於rollups的第1層數據和其他有趣的應用）。

二級標題

階段2

階段2將在更多分片上添加狀態和執行，而不僅僅是原始的以太坊分片。這可以採用多種形式。弄清楚哪種形式及其背後的細節，是當今研究和原型開發的熱點。我將在下面的部分中對此進行更多討論。

eth2對社區的好處

好問題！總的來說，在每一步中，都會出現一波升級浪潮，越來越多地涉及以太坊網絡和社區。作為用戶，您可以儘早參與階段0的抵押（Staking），也可以等到以太坊在階段1.5完全遷移到eth2中（從dapp開發人員和用戶的角度來看，這種過渡應該是無縫的）。無論您選擇如何參與以及在哪個階段參與活動，都有重要的里程碑和好處值得關注，因為這一切都將開始出現。

首先，我知道你們中的很多人都是“頑固的”ETH持有者，他們渴望參與到未來的Staking。對於所有潛在的驗證者，尤其是愛好者，階段0就很適合您。階段0伴隨著自身的風險和時間跨度，因此對於某些參與者而言，它並不吸引人，因此我個人預計這個階段對於業餘愛好者和長期以太坊信徒來說都是福音。這是踏入eth2的一個獨特機會，有助於隨著時間的推移影響以太坊的願景，並作為早期採用者而獲得更高的ETH獎勵。

那階段1呢？在將現在的以太坊集成到eth2中之前，我們可以用所有這些數據做些有用的事情嗎？是的

除此之外，通過在其他分片鏈上啟用狀態/執行，隨著時間的推移，可能還會獲得更多的可擴展性。這可能以EVM或稱為eWASM的新虛擬機（VM）形式出現。無論選擇哪種VM，現有的以太坊EVM分片和新分片鏈都將能夠通過信標鏈進行本地交互和通信，從而完成多執行分片的願景。

二級標題

看到了嗎？這是一場旅行，但是在此過程中會有很多收穫。

這麼多驗證器

二級標題

這就是使分片變得不可思議且同時又困難的原因。首先，我們必須有足夠的驗證器以確保此隨機抽樣的安全：這意味著eth2預計比大多數（我認為是）其他權益證明協議具有更多的驗證器。這在流程的每個階段都帶來了挑戰——從研究到共識機制規範，網絡，資源消耗和客戶端的優化。每個附加的驗證器都會在系統的每個步驟中引起系統負載，必須對此加以考慮。 Eth2客戶端團隊已經完成了艱鉅的任務，即管理成千上萬驗證者的共識，以便我們可以安全地集成階段1中的許多分片。

二級標題

• 這麼多分片

• 二級標題

• 使我們難以構建的另一個基本設計決策是，在以太坊中，我們選擇獲得可擴展性的同時又不影響去中心化。

• 如果我們不在乎用戶實際上是否能夠自行驗證鏈，也不保證網絡實際上可用的數據多少，那麼將區塊鏈擴展到每秒處理成千上萬的交易並不難。分片共識機制的複雜性是必須的，以便可以將系統分解為字節大小的可驗證塊。制定和實施這樣的共識機制非常困難。

• 二級標題

• 這麼多客戶端

• 以太坊的核心宗旨是以太坊是協議優先。以太坊是組成協議的抽象規則集，而不是這些規則集的任何特定實現。為此，以太坊社區從第0天開始就鼓勵開發許多客戶端實施。今天在以太坊主網上，已經有了besu，ethereumJS，geth，nethermind，nimbus，open-ethereum，trinity和turbo-geth等很多客戶端實施。在eth2中，客戶端有cortex, lighthouse, lodestar, nimbus, prysm, teku,和trinity。

各個客戶端通常有不同的設計目標。隨著時間的推移，這將促使用戶和應用更加多樣化。客戶端可能或多或少地專注於以下任何方面：性能，安全性，水平擴展，UI / UX，輕客戶端，瀏覽器，資源受限的設備等。

客戶端

N個客戶端的協調充其量僅會導致單個客戶端發生線性開銷（overhead），但在某些情況下可能會導致一種二次開銷（N ^ 2）。我們採用了一些技術來減少這種開銷——例如共識（和快速網絡）測試套件——但它總是會以某種形式存在。

二級標題

客戶端

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測試網

在過去的兩年中，階段0 eth2客戶端已經成為非常複雜的軟件，它能夠處理數千個節點中成千上萬個驗證器的分佈式共識。我們目前正處於測試網階段，並且每天都會逐漸接近啟動。我預計最後的一英里會很長。事實證明是這樣。README）。

二級標題

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測試網

二級標題

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我們目前正在運行小型公共開發網絡（devnet），大約每隔一到兩週就會重新啟動一次。我之所以說“ devnet”，是因為它們首先是客戶端團隊開發人員研究錯誤，優化等工作的方式。它們是公開的，歡迎您加入，但是要注意，它們還沒有像Goerli或Rinkeby存在很長時間。由Afri Schoedon領導的最新發布版本是運行v0.11規範的Witti測試網（如果要運行某些節點，請在此處查看

• 二級標題

• 客戶端團隊正在積極升級到v0.12規範，該規範集成了最新版本的IETF BLS標準。從那裡開始，隨著我們繼續擴大網絡規模，在客戶端上增加越來越多的負載，我們將把devnet過渡到v0.12。在有2-3個客戶端可靠地啟動成功的v0.12網絡並在高負載下運行之後，我們將進行更公開的測試網，在其中您將運行大多數節點和驗證程序。這裡的目的是創建一個長期存在的多客戶端測試網，它盡可能地模仿主網（用戶可以在其中可靠地練習運行節點並測試他們想要的其他任何東西）。理想的做法是將啟動運轉起來，並在維護網絡的同時對所有故障進行分類。但是，根據故障的存在和嚴重程度，我們可能需要運行幾次才能到達我們想要的地方。

• 除了普通的測試網之外，我們還將提供激勵性的“攻擊網”，客戶端團隊可以在其中運行穩定的測試網，並邀請您嘗試以多種不同方式對其進行破壞。對於成功的攻擊，以太坊基金會將提供ETH獎勵。很快會發布更多信息——請繼續關注！

• 二級標題

• eth2工具的當前情況

• 雖然eth2 工具（tooling）尚處於起步階段，但這是一項令人興奮且不斷發展的努力。如上所述，工具（tooling）通常來自客戶端代碼庫和客戶端團隊的努力，但是每天都有越來越多的人參與其中。為了更好地與eth2進行交互，理解，保護和增強eth2，我們作為一個社區需要擴展並建立在基本eth2工具上。我想對已經為其eth2工具提供了巨大價值的團隊和個人大聲疾呼，並希望歡迎其他所有人開發新工具並擴展和增強現有工具。

• Eth2工具是一個全新的機會。這是一個難以置信的機會，可以挖掘，提供真正的價值並取得成功。

• 以下是進行中的工作的示例，但還有很多工作要做！

• 資源管理器：Beaconcha.in，Etherscan，Eth2stats

• 網絡工具：Prrkl，Rumor，Pyrum，Stethoscope

密鑰庫和錢包：ethdo，deposit cli，EIP 2335和其他新標準

API設計和原型綁定

Slashing檢測：Prysm“哈希slinging slasher”

以下是一些開放式工具創意的示例：

通過代理保護驗證者：使用代理跟踪驗證器消息，以確保您的客戶端不會發送不安全的消息

您可以在此處這些問題的分離使eth1和eth2客戶可以完美地配對。

您可以在

此處

• 您可以在

• 此處

• 目前，geth（以太坊基金會）和TXRX（ConsenSys）團隊的成員正在將兩者合併。這項工作包括（1）定義eth1和eth2客戶端之間的通信協議，（2）向eth1客戶端添加可以通過通信協議控制的共識引擎，以及（3）原型化和模擬eth2階段1的行為以測試耦合。我們希望今年夏天在這些方面能看到一些具體結果。

• 您可以在

• 此處

• 閱讀更多關於高級eth1 + eth2客戶端關係以及合併技術範圍的信息。

分片之間的執行和通信情況

如前所述，實現跨多個分片執行的確切路徑是一個受到廣泛研究和爭論的領域。有很多問題要回答。例如：

執行應啟用多少個分片？

對於其他分片，我們是否將EVM或eWASM用作虛擬機？

我們如何有效地組織和處理跨分片交易？

一般而言，執行和帳戶結構是否可以擴展？

最後

在過去的12個月中，eWASM（EF）和Quilt（ConsenSys）團隊在這些領域進行了大量研究。事實證明，解決方案領域非常龐大，儘管我們現在可以很好地處理該領域的廣度，但最近的重點是挖掘簡單，切實的解決方案，以便能夠測試，建立原型並真正建立對話。由此產生了eWASM的Eth1x64計劃（了解該項目的高級視圖，並查看正在討論的一些最新規範）。

無狀態以太坊與eth2的關係

最後

對於用戶而言，這意味著一個世界，您可以跟著區塊鏈，甚至可以關注自己關心的狀態部分，而無需存儲所有狀態。一些網絡參與者可能會存儲所有狀態（區塊生產者，區塊瀏覽器，按需收費的狀態提供者），但是絕大多數參與者將只需要一部分狀態。

最後