V神演讲干货全送上！关于以太坊2.0，你想知道的都在这里！

编辑 | 晋兆雨、Carol

8月8日 ，「2020以太坊技术及应用大会·中国」顺利举行。CSDN 创始人&董事长、极客邦创投创始人蒋涛、以太坊创始人Vitalik Buterin 、Unitimes、独角时代创始人姜英英、CSDN 副总裁、通证经济发起人孟岩、DeFi Labs创始人代世超、PChain 创始人曹锋、万向区块链实验室负责人杜宇、原力协议CEO&ForTube联合创始人雷宇等26位重磅大咖出席本次大会，吸引了数千名开发者共同关注，齐聚线上共同参与这场技术盛宴。以太坊创始人、以太坊核心研究员及数位行业顶尖创始人对 DeFi、智能合约、行业应用等方面进行了深刻解析，为开发者们带来了一次别开生面的技术论道。 

大会中，以太坊创始人 V 神针对以太坊2.0 现状及上线问题进行了回应，并基于以太坊1.0发展至今的历程，梳理了以太坊生态系统在过去的五年中所取得的进步及优化。不只如此，这次演讲还深度分析了以太坊1.0到 以太坊 2.0面临的挑战及将来发展计划。 

演讲中，V神也呼吁更多的开发者去了解和学习以太坊相关技术，共同参与到建设中，让以太坊成为一个对开发者更具价值的平台。

为了可以更深刻了解以太坊创始人 V 神对以太坊生态的规划，本文总结了 V 神在「 2020 以太坊技术及应用大会·中国」直播中的演讲精华。以太坊如何用 5 年时间从一个极客社区成长为「公链之王」？以太坊2.0 究竟进行到哪一步？以太坊接下来有何规划？将如何与开发者一块儿成长？带着这些问题，让咱们一块儿走近以太坊，听听V神怎么说。

 

5年历程，创新是坚持的方向

2020 年7月30日，以太坊迎来了它的第5个生日。以太坊项目始于2013年末，V神首次发表了以太坊的初版白皮书，组建以太坊团队；2014年，进行ETH众筹。经历了一段漫长的发展过程以后，以太坊区块链最终在2015年7月30日正式发布，从那时起，以太坊有了第一个创世区块、发布了链上的第一个智能合约，包括一些游戏和简单的应用。

智能合约不只能够完成各类各样的小事，也能够支撑完成很是重要的项目，例如预测市场平台Augur最近在以太坊上发布了其V2版本。以太坊由此开始。

伴随着快速发展而来的，还有市场的考验。2016年3月，以太坊经历了第一次硬分叉——“Homestead Fork”，这是以太坊协议经历的第一次重要改变，虽然带来的实际变化并不大，主要是针对协议进行了几项优化，但这代表了以太坊协议仍保持创新的态势并不断向前发展。

而现实远比预估更加残酷，以太坊面临的挑战接踵而至，DAO曾是以太坊上的第一个大应用，基本上，任何人均可以把他们的ETH放入该智能合约。同时，把ETH放入智能合约的人都可以对资金的去向进行投票，这就是规模庞大的DAO——去中心化的自治组织。

然而如何保障智能合约的安全性，对技术人员来讲还是一个难题。刚好此时DAO遭受恶意攻击被黑，面对巨大的损失和无数的质疑，为了一次性就扭转了DAO被黑的影响，一个月后有了DAO分叉。不得不说，区块链分叉从根本上拯救了全部人的代币。

2017年，ETH和ETC都做为独立区块链而存在，当时许多人都对Ico很感兴趣，lco价格上涨引发了公众的极大关注，可是从技术角度来看，最使人兴奋的是以太坊“大都会”版本和硬分叉。“大都会”和硬分叉对一些高级加密操做提供了支持，由椭圆曲线到椭圆曲线配对，隐私解决方案开始获得发展。

此时，以太坊上创建了一个名为Zcash的演示项目，第一次尝试在以太坊上寻求隐私解决方案；此外，Aztec项目也在试图经过零知识协议Plunk将隐私和可扩展性相结合。硬分叉使这一切成为可能。

 以太坊扩展

2017年末市场出现了巨大的泡沫，ETH价格开始上涨，公众兴趣也愈加高涨，链上Gas价格也开始上涨，但以太坊区块链空间不足，所以你们开始经过各类技巧参与到交易中去。人们开始抬高Gas价格和交易费用。这样一来，在以太坊上进行交易就变得极其昂贵，实现扩展的重要性和迫切性开始体现出来。

首先，要加快进行以太坊1.0 扩展，好比经过无状态客户端提升ETH1.0链的可扩展性；此外，还要加快进行更为完全的改变，即始于2018年的以太坊 2.0，包括权益证实和分片。通过2018年和2019年两年的发展，最终在2020年6月30日，表明着第一个多客户端以太坊2.0测试网——Altona测试网正式启动。

不管是做为单纯的研究项目，仍是做为开发项目，其都具备重要的里程碑式意义。可是工做远远没有结束，好比将于8月4日发布的Medella网络项目已经取得了很大进展。若是测试网运行顺利的话被称为Phase 0的以太坊2.0的第一阶段主网将会在几个月以后面世。

以太坊项目面临的主要挑战就是可扩展性问题，能够从Uncle Charts中看到可扩展方面的挑战，「叔块」是指以太坊网络中不属于主链的区块，Uncle Charts的出现是因为：一个矿工发布了一个区块，而后另外一个矿工在此以前发布了另外一个区块，有其余矿工发现了第一个区块。叔块的数量能够指明出块效率低下以及以太坊网络的延迟等问题。研究发现，叔块率一开始是比较低的，但自2016年的某个时候起它开始增高，这是因为网络上出现了持续了一个多月的拒绝服务攻击。

 

提高效率

 

直至2017年末，人们对使用以太坊网络产生了极大的兴趣，交易量骤升，日交易量首次超过100万，伴随快速发展的是网络处理能力逐渐力不从心。此时，日区块量约为6000，而日叔块量增至2000。这意味着叔块的数量是总区块量的1/3或1/4，可见效率很是之低，此后客户端在效率方面进行了一些重大改进。所以，即便如今的网络使用量是从前的10倍，叔块率也已经降低至几年前同样低了。

现在， 以太坊链上亟待解决的问题是以太坊规模增加问题——链的大小，即以太坊区块链的总大小以及其状态。智能合约数据即每一个帐户都对应的智能合约代码，以太坊链正在持续不断地增加，最近，Gas限额从1000万增长到了1200万，而且增加速度仍在加快。虽然咱们有办法可让用户减小存储数据，但其整体发展趋势不会改变，严峻的挑战依然存在。

目前，1.x项目的任务之一就是要解决这个问题，准备一个可扩展性的项目，由于不能持续增长现有ETH 1链上块的大小，一旦开始这样作很快就会出现各类中心化产生的安全问题。短时间内的办法被称为roll-ups技术。roll-ups技术是一种可扩展性技术，2018年，在研究论坛上的一篇文章中首次提出了这个概念。简单来讲，roll-ups是介于ETH第一层系统和第二层系统之间的混合解决方案，其想法基于第二层系统，例如闪电网络、状态通道、plasma，它们将全部数据都放在链下，全部操做都在链下进行，以此来提升可扩展性尽可能减小使用区块链。

然而，这些第二层项目会致使各类复杂的问题，由于处理各类应用程序远比处理简单交易要复杂得多。这带来了更多挑战，Roll-up仍需使用区块链，在Roll-up中恢复重要数据，链上每笔交易约占10到20个字节，这已是很是小的数字了，由于目前交易大多超过100字节。

此外，在运算方面，交易的验证过程发生在链下而不发生在链上，用户经过zk-snark来保存知识证实、欺诈证实或其余复杂技术，并在链下进行交易验证。所以，区块链存储能够代替以太坊上的节点来储存大量数据并进行大量运算。以太坊上的节点只需存储少许的数据也不须要进行任何运算。这项技术可以将可扩展性提升到每秒处理2500笔交易，已经有项目在主网上使用此技术了。其中，Loopring和Zksync是目前规模最大的两个项目，未来还会推出更多此类项目。

 

以太坊2.0

 

以太坊 2.0，自2014年以来对以太坊 2.0的定义经历了屡次演变改进和提高，最核心的是以太坊 2.0分片和权益证实：权益证实是一种共识机制，是工做量证实的代替方案，其目标是增长以太坊协议的能源效率从而消除发行大量ETH做为奖励的须要，为了增长以太坊区块链的安全性，当今再也不须要经过每一个节点来处理区块链上的每笔交易，一个简单的分片便可实现以太坊的须要，在分片系统中每一个节点只需处理约1%的交易未来可能还会更少，可能将来能达到0%、1%或者5%，这极大地增长了区块链的容量。

以太坊权益证实基于Casper FFG协议和LMD GHOST扩展，若是想了解Casper FFG的话，能够观看相关论文；若是想了解GHOST的话，能够到网站vitalik.ca上V神发表的篇名为《A Casper CBC Tutorial》的文章，其中提到了LMD GHOST是什么，以及其工做原理。其核心是将两种不一样共识的优势相结合。

在过去的20到30年中间，已有大量关于采用拜占庭容错共识、1/3容错是PBFT此类协议的学术研究。这种共识自己具有不少好处，但若是在比特币和当前以太坊这样的协议中使用基于链的共识的话还具备额外的优点，能尽量地将以链为基础的共识和传统BFT共识的优点相结合。

以太坊 2.0于2014年开始了此类研究并做为2.0的一部分，首先提出的是一个罚没（slasher）协议，针对权益证实算法的最先期提议。有关于分片的第一篇论文发表于2016年，此后，于2017年发表了关于目前实际使用的权益证实Casper FFG的论文。因而可知，在2014年到2017年间，已经有了不少有关权益证实的分片的理论研究。

2018年，正式开始研发ETH 2，包括编写ETH 2规范、ETH 2客户端进而在软件方面实现以太坊 2协议，包括Prysmatic项目、Lighthouse Nimbus Teku项目和其余的一些客户端。既要编写ETH2规范，又要编写2020年运行的代码，经过将Gasper论文、LMD以及GHOST和Casper FFG结合。

 

ETH2的阶段发展

 

在2020年6月，Phase0多客户端测试网发布，这是首个包含了更多不一样的客户端的测试网，以太坊 2.0全部的不一样实现协议，至少Phase 0，以太坊 2协议的第一阶段，可以率先实现顺利运行。期待在今年晚些时候，能够推出以太坊 2协议主网，ETH 2的优点在于其更高的TPS，即更高的每秒交易量。

ETH 2能够实现约5000交易量，外加以其为基础的roll-ups扩展和分片扩展合计，能够实现每秒处理高达100000笔交易的目标。若是ETH发行量减小，那么权益证实的安全性则更高，所以，每一个区块中发布或发行的ETH数量为每一年470万。在权益证实后，将会下降为0-200万，通常会维持在50万左右。

任何拥有32个ETH以上的人都可以参与staking质押，成为权益证实节点。ETH 2分为多个阶段，若是第一阶段phase 0是权益证实更改则没有分片，只有权益证实链，而且与现有的ETH 1链相分离。

在第一阶段，权益证实链增长了数据分片，所以其尚不支持交易的分片处理，只支持数据发布；在1.5阶段，ETH 1和ETH 2在此处进行合并，合并后，再也不须要工做量证实，中止工做量证实链，在phase 2中，切分添加到交易流程中是以太坊的长期路线图。

目前能够经过1.x来实现以太坊的短时间扩展性升级，ETH 1.x对于ETH 2，以及ETH1链与ETH2链的合并来讲都相当重要。待准备phase 0，以及多客户端和测试网络都完成以后。更多安全审核和存放ETHer的智能合约将移至ETH 2网络，实现优化而后到Phase 1进行合并。

在这个阶段，经长期努力，最终将实现以太坊 2.x，提供可扩展性改进、安全性改进以及在ETH 2推出后对其进行的其余改进，其中大部分研究已经启动了，可是仍面临各类挑战。

 

挑战

 

对于面临的挑战，V 神首先表示，测试过程很是艰难，想找到并消除全部的bug，想在启动主网以前尽量多地发现全部问题，但愿Phase 1能比Phase 0更简单，须要实施Phase 0、开发并测试Phase 1。

同时，合并ETH 1和ETH 2时还存在许多问题，将二者结合须要将ETH 1上现有的应用程序和ETH 2链结合，并将全部的应用程序从ETH 1链转移到ETH 2链上是一个十分复杂的过程，须要将该过程完全细化，并对可能出现的问题进行完整测试。

不幸的是，在权益证实的经济意义方面还有不少事情是未知的，常规技术和经济学之间的不一样之处在于常规技术能够进行测试，但经济原理没法进行测试。由于经济学研究的是人们的行为方式，咱们惟一能作的是创建一个系统，系统里存在具有经济动机的人，并令其严格按照但愿的ETH 2运做方式进行运转。

在权益证实系统正式启动以前，有不少事情是没法预测的，只有当人们参与其中时，咱们才能看到其运做方式，这也是为何要分阶段进行的缘由。为了下降风险，首先要确保权益证实有效，再肯定分片有效，而后将ETH 1 和 ETH 2结合在一块儿，再彻底启用分片。所以，要认真对待每一个阶段中ETH 2和以太坊带来的好处。

 

结语

 

最后，V神告诉广大以太坊开发者：若是你正在构建应用程序的话，那么必定也正面临可扩展性方面的问题，每笔交易都要消耗Gas，在过去的一个半月里，以太坊的价格一直居高不下，若是你在在寻找优化应用的方法强烈推荐Roll-ups和Zk Roll-up，就目前而言，阶段0若是想质押，能够质押Phase 1，Roll-up扩展必定会走得更远。以太坊内部都知道应用程序正面临严峻挑战，而他们也在积极努力地想办法解决。 

对于以太坊 2.0 的进展，V 神表示到：“Phase 0 staking即将开始，我很是兴奋期待着可以参与其中，但愿大家也和我同样抱有期待，即便两年后咱们已经可以轻松构建具有更高可扩展性的应用程序了，也必定会遇到其余挑战，若是您正在使用ETH 二、或在ETH 2上构建应用、或在使用以太坊，那么能够去了解一下相关进展，想想未来的发展方向，以及如何将其为己所用。”

随着愈来愈多核心开发人员加入与区块链生态系统的发展，期待将来以太坊能与开发者们共同建设，继续成长为一个更具价值的平台及社区。

长按二维码或点击「阅读原文」观看直播回放

彩蛋

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• 8月9日-8月11日 以太坊之夏 · 全球以太坊社区开发者大会EDCON2020

  不只有Vitlaik、Karl、Hsiao-Wei Wang，Danny Ryan等老牌EDCON嘉宾，还有Aave，Uniswap，Compound，Synthetix以及Curve等顶级DeFi项目全明星阵容，陪你畅聊DeFi！大会网站：http://edcon.io/

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