[区块链]行业迫切需要以太坊2.0，但想要“可用”至少还要2年？( 二 ) |虚拟机|技术|文

以太坊 2.0 打算如何解决这个问题?
对于经典的区块链不可能三角问题，以太坊 2.0 打算借助于三项改进来解决：

分片
PoS 权益证明共识机制
新的虚拟机

等等，这些术语是什么意思？
分片

本文插图

分片（Sharding) 是一种技术手段，在多个服务器上切割数据库，换句话说，就是对它们进行分区。就像一台计算机的同一块硬盘上有多个分区一样，也可以将区块链分割成几个部分，而不会损害数据一致性。分片(Shard)跟整个系统具有同样的安全性，而不会因为分片而出现风险。
权益证明机制(Proof of Stake)
在 PoS 共识机制下，不再需要矿工来创建区块。在以太坊 2.0 中，质押验证人(Staker)将承担起来出块的责任：这些节点需要质押一定数量的 ETH 。相比于 PoW 共识机制，PoS 的方式不仅节能，更能够提升交易速度，也让区块链上质押验证人的分布更为去中心化。
多年来，以太坊的区块链开发者一直致力于实现一个独特的共识机制，既能够确保交易快速完成，又能够确保参与者遵守规则。借助于 PoS 权益证明机制，以太坊的交易能够在几秒内完结，并且可以抵抗 51% 攻击。
新的虚拟机设计
借助于新的虚拟机设计，开发人员可以创建自己的执行环境。这允许在分片上引入其他区块链的规则。例如，开发者可以将 BTC 或 Zcash 的规则引入到以太坊上。因此以太坊可以成为一套通用架构，供不同的区块链所使用。
不得不说，分片、PoS 共识机制、新虚拟机这三个目标，每一个都是很远大的设想。到目前为止，区块链分片功能还没有实现，社区许多睿智的思考者们也在争论 PoS 共识机制是否真的有效。
以太坊人员正在着手解决区块链开发的多个挑战，致力于创建一个合适的架构，突破现有区块链开发所面临的约束和妥协，让这些问题成为历史。
二、以太坊2.0发展进程接下来，我们一起梳理下以太坊进化到以太坊 2.0 ，所需要经过的几个阶段。

本文插图

阶段 0 : 信标链（Beacon Chain）
信标链是以太坊 2.0 的核心，这个新的区块链上线之后初期阶段，最多可以协调多达 64 条分片链的运作。信标链是整个以太坊 2.0 网络的“指挥和控制中心” 。
信标链管理着 “ Caspar 权益证明”协议，会记录质押见证人(Staker/Validator)及其抵押的代币量，并且随机选择质押验证人，也通过随机分配的方式，将分片链分配给验证者。信标链会采用共识规则，制裁不诚实的质押验证人，并充当不同分片之间的链接枢纽。
以太坊 2.0 的验证人通过权益证明机制投票，即使用他们所持有的代币，在被称之为“证书”的结构上投票。一旦分片链获得足够的“证书” ，就会在信标链上获得关联(crosslink)关系。从这一刻起，区块获得最终稳定性，不可再被撤销或篡改。在分片链上，区块与主链即信标链上的区块一样，获得了相同的安全性。这个过程，似乎让我们想到 Ripple 的共识机制和 IOTA 的计划：让网络上的节点通过某种方式对区块进行投票。
质押验证人付出了劳动，也会获得相应的奖励：他们会得到 ETH2 作为回报，这是信标链的本地代币。长期看， ETH2 会取代 ETH 代币， ETH2 代币没有总量限制，通过这种方式分配代币给维护区块链运行的验证人，为区块链带来长期的安全性保障。
信标链计划在 2020 年第二季度或第三季度上线。这将启动向 ETH2 过渡的第 0 阶段。用户可以运行一个信标链客户端并且将 ETH (现在称为 ETH1 )支付给信标链，在信标链上，会被切换到 ETH2 。这是一种单向兑换方式， ETH1 会被销毁。