POW:讀懂以太坊升級：了解最新路線圖，消除對合并轉PoS的誤解_CPOS

作者：Allen

公鏈之首以太坊的“一舉一動”都受到整個加密圈的關注，以太坊升級自然是大家最關心的話題之一。以太坊計劃于2022年第二季度進行“合并”，即實現由PoW轉向PoS，此共識機制的轉變也成為近期討論的熱點。

PANews經研究以太坊官網后發現，以太坊升級路線圖已經做出更改，同時相關的部分術語也進行了調整，目前還有不少文章仍引用此前的舊信息，這將對用戶帶來誤導，本文將根據最新路線圖詳細介紹以太坊升級以解決目前困境的技術方案、此次合并升級的意義以及未來升級的相關內容等。

技術方案

在了解以太坊升級的具體內容之前，我們先簡單回顧下以太坊為什么要升級。以太坊的愿景是在保證去中心化的前提下，具有更好的可擴展性和安全性，以更好服務于現有的和潛在的用戶，同時支持可持續性發展。但目前以太坊正面臨著網絡擁堵、運行節點的門檻越來越高、PoW機制引起的能量損耗等諸多困境，其一系列升級正是為了解決這些問題，從2014年以來以太坊升級就已經成為一個研究和開發的活躍領域。

大連市發布工業元宇宙創新發展三年行動計劃:6月21日消息，近日，大連市制定并印發《大連市工業元宇宙創新發展三年行動計劃(2023—2025)》，爭取到2025年，工業元宇宙產業生態初步形成，產業創新集群初具規模，技術創新活力不斷提升，企業數量穩步增長，成為東北乃至全國最具競爭力的元宇宙產業先行試驗區、集聚區之一。

按照《計劃》，大連市將以推進新型工業化為主線，以做大做強融合應用和產業生態為主攻方向，夯實工業元宇宙基礎設施，完善產業支撐體系，全面構建產業創新發展新優勢，實現工業元宇宙發展新躍升。圍繞工業元宇宙的技術儲備、應用培育和生態構建等重點目標，將建設30個以上典型應用場景項目，培育30家以上工業元宇宙領域的重點企業，建設30個以上元宇宙相關領域的賦能創新中心。[2023/6/21 21:52:23]

眾所周知，要想解決公鏈性能的“安全、去中心化和可擴展性”這三難困境，必定在設計上做一定的犧牲，比如有些自稱高性能公鏈的解決方案就是犧牲去中心化，而一旦特許節點們出現問題就會造成網絡宕機。以太坊開發團隊計劃通過以下技術方案來攻克這個三難問題：

美聯儲梅斯特：預計今年的通脹率將下降到3.75%左右:金色財經報道，美聯儲梅斯特：我預計今年通脹會有實質性的改善，今年的通脹率將下降到3.75%左右，明年將繼續改善，并在2025年達到2%的目標。[2023/4/21 14:16:48]

利用分片鏈來解決可擴展性問題；利用信標鏈隨機分配驗證者來保證安全；利用PoS機制降低節點門檻，實現去中心化；

具體而言，分片鏈將通過減輕節點驗證者的工作量，以及支持以太坊同時創建多個區塊，來提高以太坊的可擴展性。信標鏈將為不同分片鏈隨機分配驗證者，作惡的概率低，以太坊網絡的安全性得以保證。PoS機制能有效降低運行節點的門檻，支持更多普通用戶成為節點驗證者，以最大程度地實現去中心化。

最新路線圖

通過不同解決方案的協同作戰，理論上以太坊升級可以同時保證去中心化、可擴展性和安全性。了解了技術方案后，我們再看看以太坊升級的最新路線圖以及目前的進展情況。

美銀證券：將Meta Platforms(META.O)目標價從218美元降至196美元:10月5日消息，美銀證券分析師Justin Post將Meta目標價下調至196美元，并保持買入評級，此外將Alphabet目標價下調至114美元。他降低了對Alphabet和Meta的預估，西方經濟可能出現的GDP衰退會對這些公司產生自上而下的潛在影響，也會對亞馬遜(AMZN.O)廣告增長和新的廣告支持流媒體競爭帶來潛在不利影響。Post表示，華爾街對Alphabet和Meta廣告收入的“2023年預期可能過高”，但預計由于2023年成本削減，兩家公司的每股收益都有強勁的彈性，這與2009年情況相似。分析師補充，Alphabet和Meta仍是“該行業中最具價值的股票”。(金十)[2022/10/5 18:39:43]

從最新路線圖中可看出，以太坊升級的主要節點是信標鏈上線、合并以及分片鏈上線，目前信標鏈已于2020年底上線，最近大家討論的升級是指“合并”。與舊版路線圖不同，最初計劃是在合并之前處理分片鏈以解決擴容問題，新路線圖中將合并升級提前到擴容之前。這一改變的主要原因是Layer2技術的快速發展，尤其是rollups，這給以太坊團隊解決可擴展性問題提供了另一種思路。將rollups作為安全可行的以太坊擴展方式的研究被證明是前景廣闊的，同時分片鏈上線還需要幾年時間才可以實現，難度大且不確定性高，所以優先事項轉向了通過合并實現PoW轉PoS。

數據：5月11日以來USDT流通供應量下降172.4億美元:8月8日消息，CoinMarketCap統計數據顯示，5月11日以來，USDT的流通供應量下降了172.4億美元，同期USDC供應量增加了73億美元，BUSD供應量也增加7億美元，DAI供應量減少了16億美元。此外7月20日左右USDT、USDC、BUSD、DAI四個穩定幣的總市值歷史上首次高于以太坊總市值。[2022/8/8 12:09:34]

除了路線圖更改外，部分術語也進行了調整，之前ETH1和ETH2的叫法已被棄用，從2021年底開始，核心開發人員已停止使用這些術語，分別以新術語“執行層”和“共識層”來代替。所以合并后現有以太坊主網將被視為一條具有執行交易和智能合約功能的分片鏈“Shard0”，不會被棄用，應用程序和用戶也不會遷移至新的權益證明鏈。

合并的意義

此次PoW轉PoS的合并升級，只涉及到共識機制的改變，以太坊網絡的可擴展性問題還需要依靠Layer2技術或分片鏈上線來解決。所以，這次合并升級也不會降低以太坊主網高昂的Gas費，這個問題需要分片鏈與Layer2技術相結合才得以有效解決，即交易過程在便宜的第二層協議上執行，最終的狀態存儲在分片鏈中。

美銀前瞻美聯儲利率決議：預計加息50個基點 下調經濟預期 上調通脹預期:6月14日消息，美國銀行分析師在周三FOMC會議前的一份報告中稱，美聯儲可能會堅持美聯儲官員自上次會議以來所暗示的加息50個基點的立場，但鑒于近期通脹和通脹預期意外上升，美聯儲主席鮑威爾很難拒絕美聯儲更激進的加息路線，該會議還將更新點陣圖。我們預計今年的點陣圖中值將升至2.50-2.75%，并預計將下調部分增長預期，上調部分通脹預期。(金十)[2022/6/14 4:24:06]

關于PoW和PoS的對比，業內已有非常多的資料，在此不再贅述。本文結合將以太坊愿景和升級所涉及的技術方案來談談信標鏈為什么要采用PoS機制。

1）支持分片鏈上線。分片鏈的安全性將影響著整個以太坊網絡，所以只有當安全性得到有效保障后，才能逐漸上線，此次合并升級也正是為最后的分片鏈上線做準備。分片鏈的驗證者將由信標鏈隨機分配，因為是隨機的，所以一條分片鏈上的驗證者難以進行串謀作惡，據以太坊團隊介紹，該作惡的可能性小于萬億分之一，分片鏈的安全得以保障。

分片鏈的這種保護機制，只有信標鏈在PoS共識下才能實現，PoW共識無法做到。PoW共識下，只要礦機算力強，任何人都可以成為礦工，所以協議無法控制礦工。沒有掌控權，就無法隨機分配，而礦工有了自主權，可串謀選擇對同一條分片鏈作惡，自然分片鏈的安全性得不到保證。PoS共識下，成為驗證者的前提條件是質押32枚ETH，通過這個準入門檻，協議可以控制驗證者，通俗來講就是“不聽從我的安排你就退出”。因為對驗證者有了掌控權，所以協議可以隨機分配驗證者到分片鏈上，通過隨機性來保證安全。

2）降低節點門檻以實現去中心化。PoW機制下，成為驗證節點的門檻較高，需要專業礦機等硬件設備，隨著以太坊生態的發展和礦機的更新迭代，普通用戶更難進入，如目前BTC礦工的現狀。采用PoS機制，以太坊可以有效降低驗證節點的準入門檻，任何用戶只要質押32枚ETH即可加入驗證者隊伍。驗證者的工作包括創建新區塊，以及檢驗新區塊，是由信標鏈隨機分配的，不需要比拼算力，對硬件設備的要求大大降低，支持更多用戶參與。參與驗證的節點越多，以太坊網絡也更加去中心化和分散，面臨攻擊時將會更加安全。

3）支持可持續性發展。PoW需要消耗電力資源，目前電力供應本身就不足，比如近年我國一直存在工業限電現象，同時目前發電主要還是依靠火力發電，對環境不太友好，環保型的水力發電、太陽能發電、風力發電等一直未成為主力軍。在全球減碳環保的大背景下，選擇不消耗任何能源的PoS機制更符合以太坊網絡可持續性發展的愿景。

未來升級——分片鏈

區塊分片是水平分割數據庫以分散負載的過程，以太坊網絡致力于通過分片鏈技術來緩解網絡擁堵并增加每秒的交易處理量。通俗來講，分片就相當于把一個任務拆解成多個，每個小任務可以同時進行，這樣就能有效提升完成該任務的速度。此外，如果組織內的成員較多，一個任務分拆給多人后，還有部分人是空閑的，那么組織就可以再派其它任務給剩下的人，達到多任務同步進行，所以分片鏈支持以太坊同時創建多個區塊。通過任務拆解和多任務同步進行，分片鏈成為以太坊擴容的關鍵一環，通過與rollups技術相結合，可使以太坊網絡的TPS達10萬左右。

除了提升以太坊TPS外，分片鏈也為其實現去中心化做出貢獻。現有以太坊主網的驗證者需要存儲和運行整個網絡的數據，而分片后，驗證者只需要管理他們負責驗證的分片鏈上的數據，這不僅加快驗證速度，也降低了對硬件設備的需求，讓更多用戶可以成為驗證節點，據官網介紹分片后將最終讓個人在筆記本或手機上運行以太坊。

關于分片鏈未來的最終版本，目前社區也沒有統一定論。一種是分片鏈只作為數據層，僅向網絡提供額外的數據，不具有處理交易或智能合約的功能，所以升級后只有現有的以太坊主網作為執行層。另一種是部分分片鏈變得智能，可以像現在的以太坊主網一樣執行智能合約和交易，對此社區仍在在辯論中，當然未來可以根據需要重新考慮分片鏈的相關決定。

小結

從2021年的公鏈大戰，到今年多鏈共存的火熱討論，以及Layer2技術的展望，關于基礎設施公鏈的討論就一直是圈內熱點話題。以太坊作為加密行業最成熟的公鏈，其地位不可言喻，能否有效實現升級將對整個行業產生一定影響。而主打高性能而崛起的新公鏈，將如何應對未來以太坊升級，屆時整個公鏈格局又會發生哪些變化？未來PANews還將持續關注以太坊升級的相關情況，歡迎下載APP，關注作者持續關注。

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