以太坊:V神演講干貨全送上！關于以太坊2.0，你想知道的都在這里！_區塊鏈用大白話解釋

文章來源：CSDN

8月8日，「2020以太坊技術及應用大會·中國」順利舉行。CSDN創始人&董事長、極客邦創投創始人蔣濤、以太坊創始人VitalikButerin、Unitimes、獨角時代創始人姜英英、CSDN副總裁、通證經濟發起人孟巖、DeFiLabs創始人代世超、PChain創始人曹鋒、萬向區塊鏈實驗室負責人杜宇、原力協議CEO&ForTube聯合創始人雷宇等26位重磅大咖出席本次大會，吸引了數千名開發者共同關注，齊聚線上共同參與這場技術盛宴。以太坊創始人、以太坊核心研究員及數位行業頂尖創始人對DeFi、智能合約、行業應用等方面進行了深入解析，為開發者們帶來了一次別開生面的技術論道。

大會中，以太坊創始人V神針對以太坊2.0現狀及上線問題進行了回應，并基于以太坊1.0發展至今的歷程，梳理了以太坊生態系統在過去的五年中所取得的進步及優化。不僅如此，此次演講還深度分析了以太坊1.0到以太坊2.0面臨的挑戰及未來發展計劃。

演講中，V神也呼吁更多的開發者去了解和學習以太坊相關技術，共同參與到建設中，讓以太坊成為一個對開發者更具價值的平臺。

為了能夠更深入了解以太坊創始人V神對以太坊生態的規劃，本文總結了V神在「2020以太坊技術及應用大會·中國」直播中的演講精華。以太坊如何用5年時間從一個極客社區成長為「公鏈之王」？以太坊2.0究竟進行到哪一步？以太坊接下來有何規劃？將如何與開發者一起成長？帶著這些問題，讓我們一起走近以太坊，聽聽V神怎么說。

5年歷程，創新是堅持的方向

V神發布新版以太坊發展路線圖:11月5日消息，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin在社交媒體發布新版以太坊發展路線圖，其中主要變化包括：1、合并已經完成，不僅僅是關于“verkle trees”，也關于“驗證”，結論是“完全SNARK”的以太坊；2、新增“The Scourge”，確保可以和公平可信的中立交易、解決MEV問題；3、作為第2階段合并程碑的單時隙確定性（single-slot finality）。[2022/11/5 12:19:55]

2020年7月30日，以太坊迎來了它的第5個生日。以太坊項目始于2013年底，V神首次發表了以太坊的第一版白皮書，組建以太坊團隊；2014年，進行ETH眾籌。經歷了一段漫長的發展過程之后，以太坊區塊鏈最終在2015年7月30日正式發布，從那時起，以太坊有了第一個創世區塊、發布了鏈上的第一個智能合約，包括一些游戲和簡單的應用。

智能合約不僅可以完成各種各樣的小事，也可以支撐完成非常重要的項目，例如預測市場平臺Augur最近在以太坊上發布了其V2版本。以太坊由此開始。

伴隨著快速發展而來的，還有市場的考驗。2016年3月，以太坊經歷了第一次硬分叉——“HomesteadFork”，這是以太坊協議經歷的第一次重要改變，雖然帶來的實際變化并不大，主要是針對協議進行了幾項優化，但這表明了以太坊協議仍保持創新的態勢并不斷向前發展。

而現實遠比預估更加殘酷，以太坊面臨的挑戰接踵而至，DAO曾是以太坊上的第一個大應用，基本上，任何人都可以把他們的ETH放入該智能合約。同時，把ETH放入智能合約的人都能夠對資金的去向進行投票，這就是規模龐大的DAO——去中心化的自治組織。

然而如何保障智能合約的安全性，對技術人員來說仍是一個難題。恰好此時DAO遭受惡意攻擊被黑，面對巨大的損失和無數的質疑，為了一次性就扭轉了DAO被黑的影響，一個月后有了DAO分叉。不得不說，區塊鏈分叉從根本上拯救了所有人的代幣。

V神：馬斯克領導下的Twitter可能面臨更多市場競爭:11月15日消息，以太坊創始人Vitalik Buterin在新加坡金融科技節上發表講話稱，Musk在推動更好的社交媒體體驗的過程中，可能會出現更多Twitter的競爭對手。并表示，他“希望在未來5到10年內，會出現某種更好的社交媒體平臺，無論是Twitter本身，還是其他替代平臺的大量涌現，我們甚至可以同時看到兩者”。

V神還表示：“Musk可以讓Twitter變得非常棒或非常糟糕，而后一種情況可能為其他人提供了創造真正偉大事物的機會”。他補充道，Twitter也可能最終介于這兩個極端結果之間。（彭博社）[2022/11/5 12:19:02]

2017年，ETH和ETC都作為獨立區塊鏈而存在，當時許多人都對Ico很感興趣，lco價格上漲引起了公眾的極大關注，但是從技術角度來看，最令人興奮的是以太坊“大都會”版本和硬分叉。“大都會”和硬分叉對一些高級加密操作提供了支持，由橢圓曲線到橢圓曲線配對，隱私解決方案開始得到發展。

此時，以太坊上建立了一個名為Zcash的演示項目，第一次嘗試在以太坊上尋求隱私解決方案；此外，Aztec項目也在試圖通過零知識協議Plunk將隱私和可擴展性相結合。硬分叉使這一切成為可能。

以太坊擴展

2017年底市場出現了巨大的泡沫，ETH價格開始上漲，公眾興趣也越發高漲，鏈上Gas價格也開始上漲，但以太坊區塊鏈空間不足，因此大家開始通過各種技巧參與到交易中去。人們開始抬高Gas價格和交易費用。這樣一來，在以太坊上進行交易就變得極其昂貴，實現擴展的重要性和迫切性開始體現出來。

首先，要加快進行以太坊1.0擴展，比如通過無狀態客戶端提高ETH1.0鏈的可擴展性；此外，還要加快進行更為徹底的改變，即始于2018年的以太坊2.0，包括權益證明和分片。經過2018年和2019年兩年的發展，最終在2020年6月30日，代表著第一個多客戶端以太坊2.0測試網——Altona測試網正式啟動。

V神：距以太坊2.0信標鏈啟動還有不到12小時:以太坊創始人V神剛剛發推稱，距以太坊2.0信標鏈啟動還有不到12小時，我們現在正處于epoch -106 階段。[2020/12/1 22:40:52]

不論是作為單純的研究項目，還是作為開發項目，其都具有重要的里程碑式意義。但是工作遠遠沒有結束，比如將于8月4日發布的Medella網絡項目已經取得了很大進展。如果測試網運行順利的話被稱為Phase0的以太坊2.0的第一階段主網將會在幾個月之后面世。

以太坊項目面臨的主要挑戰就是可擴展性問題，可以從UncleCharts中看到可擴展方面的挑戰，「叔塊」是指以太坊網絡中不屬于主鏈的區塊，UncleCharts的出現是由于：一個礦工發布了一個區塊，然后另一個礦工在此之前發布了另一個區塊，有其他礦工發現了第一個區塊。叔塊的數量可以指明出塊效率低下以及以太坊網絡的延遲等問題。研究發現，叔塊率一開始是比較低的，但自2016年的某個時候起它開始增高，這是由于網絡上出現了持續了一個多月的拒絕服務攻擊。

提升效率

直至2017年底，人們對使用以太坊網絡產生了極大的興趣，交易量驟升，日交易量首次超過100萬，伴隨快速發展的是網絡處理能力逐漸力不從心。此時，日區塊量約為6000，而日叔塊量增至2000。這意味著叔塊的數量是總區塊量的1/3或1/4，可見效率非常之低，此后客戶端在效率方面進行了一些重大改進。因此，即使現在的網絡使用量是從前的10倍，叔塊率也已經下降至幾年前一樣低了。

如今，以太坊鏈上亟待解決的問題是以太坊規模增長問題——鏈的大小，即以太坊區塊鏈的總大小以及其狀態。智能合約數據即每個賬戶都對應的智能合約代碼，以太坊鏈正在持續不斷地增長，最近，Gas限額從1000萬增加到了1200萬，并且增長速度仍在加快。雖然我們有辦法可以讓用戶減少存儲數據，但其總體發展趨勢不會改變，嚴峻的挑戰依然存在。

聲音 | V神：將對Brave瀏覽器進行研究:V神在Twitter發文表示，最近很多人在說關于Brave瀏覽器的事情，他承認還沒有對它進行適當的調查，他會把對Brave瀏覽器的研究提上日程。他還表示，火狐在過去的幾年里發展迅速，極力推薦。[2018/9/24]

目前，1.x項目的任務之一就是要解決這個問題，準備一個可擴展性的項目，因為不能持續增加現有ETH1鏈上塊的大小，一旦開始這樣做很快就會出現各種中心化產生的安全問題。短期內的辦法被稱為roll-ups技術。roll-ups技術是一種可擴展性技術，2018年，在研究論壇上的一篇文章中首次提出了這個概念。簡單來說，roll-ups是介于ETH第一層系統和第二層系統之間的混合解決方案，其想法基于第二層系統，例如閃電網絡、狀態通道、plasma，它們將所有數據都放在鏈下，所有操作都在鏈下進行，以此來提高可擴展性盡量減少使用區塊鏈。

然而，這些第二層項目會導致各種復雜的問題，因為處理各種應用程序遠比處理簡單交易要復雜得多。這帶來了更多挑戰，Roll-up仍需使用區塊鏈，在Roll-up中恢復重要數據，鏈上每筆交易約占10到20個字節，這已經是非常小的數字了，因為目前交易大多超過100字節。

此外，在運算方面，交易的驗證過程發生在鏈下而不發生在鏈上，用戶通過zk-snark來保存知識證明、欺詐證明或其他復雜技術，并在鏈下進行交易驗證。因此，區塊鏈存儲可以代替以太坊上的節點來儲存大量數據并進行大量運算。以太坊上的節點只需存儲少量的數據也不需要進行任何運算。這項技術能夠將可擴展性提高到每秒處理2500筆交易，已經有項目在主網上使用此技術了。其中，Loopring和Zksync是目前規模最大的兩個項目，將來還會推出更多此類項目。

V神宣布：以太坊擴容方案漸趨成熟:以太坊聯合創始人Vitalik Buterin本周在推特上提到，通過分片技術（sharding），以太坊的交易處理能力即將得到大幅提升。分片技術能夠提升區塊鏈的交易處理量。這種“鏈上”解決方案通過多個網絡計算機來分配交易負載，允許更多的交易在同一時間得到確認。他介紹，通過多個計算機同時處理shard區塊的方式，可以使得單個區塊的處理時間縮短到10秒鐘。[2018/5/3]

以太坊2.0

以太坊2.0，自2014年以來對以太坊2.0的定義經歷了多次演變改進和提升，最核心的是以太坊2.0分片和權益證明：權益證明是一種共識機制，是工作量證明的代替方案，其目標是增加以太坊協議的能源效率從而消除發行大量ETH作為獎勵的需要，為了增加以太坊區塊鏈的安全性，當今不再需要通過每個節點來處理區塊鏈上的每筆交易，一個簡單的分片即可實現以太坊的需要，在分片系統中每個節點只需處理約1%的交易將來可能還會更少，可能未來能達到0%、1%或者5%，這極大地增加了區塊鏈的容量。

以太坊權益證明基于CasperFFG協議和LMDGHOST擴展，如果想了解CasperFFG的話，可以觀看相關論文；如果想了解GHOST的話，可以到網站vitalik.ca上V神發表的篇名為《ACasperCBCTutorial》的文章，其中提到了LMDGHOST是什么，以及其工作原理。其核心是將兩種不同共識的優點相結合。

在過去的20到30年中間，已有大量關于采用拜占庭容錯共識、1/3容錯是PBFT此類協議的學術研究。這種共識本身具備很多好處，但如果在比特幣和當前以太坊這樣的協議中使用基于鏈的共識的話還具有額外的優勢，能盡可能地將以鏈為基礎的共識和傳統BFT共識的優勢相結合。

以太坊2.0于2014年開始了此類研究并作為2.0的一部分，首先提出的是一個罰沒協議，針對權益證明算法的最早期提議。有關于分片的第一篇論文發表于2016年，此后，于2017年發表了關于目前實際使用的權益證明CasperFFG的論文。由此可見，在2014年到2017年間，已經有了很多有關權益證明的分片的理論研究。

2018年，正式開始研發ETH2，包括編寫ETH2規范、ETH2客戶端進而在軟件方面實現以太坊2協議，包括Prysmatic項目、LighthouseNimbusTeku項目和其他的一些客戶端。既要編寫ETH2規范，又要編寫2020年運行的代碼，通過將Gasper論文、LMD以及GHOST和CasperFFG結合。

ETH2的階段發展

在2020年6月，Phase0多客戶端測試網發布，這是首個包含了更多不同的客戶端的測試網，以太坊2.0所有的不同實現協議，至少Phase0，以太坊2協議的第一階段，能夠率先實現順利運行。期待在今年晚些時候，可以推出以太坊2協議主網，ETH2的優勢在于其更高的TPS，即更高的每秒交易量。

ETH2可以實現約5000交易量，外加以其為基礎的roll-ups擴展和分片擴展合計，可以實現每秒處理高達100000筆交易的目標。如果ETH發行量減少，那么權益證明的安全性則更高，因此，每個區塊中發布或發行的ETH數量為每年470萬。在權益證明后，將會降低為0-200萬，一般會維持在50萬左右。

任何擁有32個ETH以上的人都能夠參與staking質押，成為權益證明節點。ETH2分為多個階段，如果第一階段phase0是權益證明更改則沒有分片，只有權益證明鏈，并且與現有的ETH1鏈相分離。

在第一階段，權益證明鏈增加了數據分片，因此其尚不支持交易的分片處理，只支持數據發布；在1.5階段，ETH1和ETH2在此處進行合并，合并后，不再需要工作量證明，停止工作量證明鏈，在phase2中，切分添加到交易流程中是以太坊的長期路線圖。

目前可以通過1.x來實現以太坊的短期擴展性升級，ETH1.x對于ETH2，以及ETH1鏈與ETH2鏈的合并來說都至關重要。待準備phase0，以及多客戶端和測試網絡都完成之后。更多安全審核和存放ETHer的智能合約將移至ETH2網絡，實現優化然后到Phase1進行合并。

在這個階段，經長期努力，最終將實現以太坊2.x，提供可擴展性改進、安全性改進以及在ETH2推出后對其進行的其他改進，其中大部分研究已經啟動了，但是仍面臨各種挑戰。

挑戰

對于面臨的挑戰，V神首先表示，測試過程非常艱難，想找到并消除所有的bug，想在啟動主網之前盡可能多地發現所有問題，希望Phase1能比Phase0更簡單，需要實施Phase0、開發并測試Phase1。

同時，合并ETH1和ETH2時還存在許多問題，將兩者結合需要將ETH1上現有的應用程序和ETH2鏈結合，并將所有的應用程序從ETH1鏈轉移到ETH2鏈上是一個十分復雜的過程，需要將該過程徹底細化，并對可能出現的問題進行完整測試。

不幸的是，在權益證明的經濟意義方面還有很多事情是未知的，常規技術和經濟學之間的不同之處在于常規技術可以進行測試，但經濟原理無法進行測試。因為經濟學研究的是人們的行為方式，我們唯一能做的是建立一個系統，系統里存在具備經濟動機的人，并令其嚴格按照希望的ETH2運作方式進行運轉。

在權益證明系統正式啟動之前，有很多事情是無法預測的，只有當人們參與其中時，我們才能看到其運作方式，這也是為什么要分階段進行的原因。為了降低風險，首先要確保權益證明有效，再確定分片有效，然后將ETH1和ETH2結合在一起，再完全啟用分片。因此，要認真對待每個階段中ETH2和以太坊帶來的好處。

結語

最后，V神告訴廣大以太坊開發者：如果你正在構建應用程序的話，那么一定也正面臨可擴展性方面的問題，每筆交易都要消耗Gas，在過去的一個半月里，以太坊的價格一直居高不下，如果你在在尋找優化應用的方法強烈推薦Roll-ups和ZkRoll-up，就目前而言，階段0如果想質押，可以質押Phase1，Roll-up擴展一定會走得更遠。以太坊內部都知道應用程序正面臨嚴峻挑戰，而他們也在積極努力地想辦法解決。

對于以太坊2.0的進展，V神表示到：“Phase0staking即將開始，我非常興奮期待著能夠參與其中，希望你們也和我一樣抱有期待，即使兩年后我們已經能夠輕松構建具備更高可擴展性的應用程序了，也一定會遇到其他挑戰，如果您正在使用ETH2、或在ETH2上構建應用、或在使用以太坊，那么可以去了解一下相關進展，想一想將來的發展方向，以及如何將其為己所用。”

隨著越來越多核心開發人員加入與區塊鏈生態系統的發展，期待未來以太坊能與開發者們共同建設，繼續成長為一個更具價值的平臺及社區。

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