以太坊:科普 | 小白也能懂——以太坊2.0測試網_區塊鏈

這個月早些時候，PrysmaticLabs團隊發布了目前最接近完成態的以太坊公開測試網絡，測試網使用Prysm客戶端，開發至以太坊2.0的第一階段。

本次發布受到以太坊社區的歡迎，許多人立即著手運行客戶端并向開發團隊報告問題。測試網的驗證節點數量很快超過了800個。這表明，以太坊社區興致昂揚地希望為萬眾矚目的以太坊2.0的升級作出貢獻。

趁熱打鐵，在此有必要向廣大的以太坊社區闡述什么是以太坊2.0測試網、為何說它的發布是一個關鍵的里程碑、為何花了那么久才達成此次發布？本文將嘗試用通俗的語言來闡述技術細節。首先我們會討論以太坊2.0和當前以太坊在協議上的區別，其次會概括性地解釋此次測試網絡的功能。

為何以太坊2.0升級要等待如此之久？

為回答這個問題，我們先闡明一個簡單卻重要的概念：

以太坊2.0并不是對現有以太坊網絡的升級，而是一次全面的修訂和重新設計。

許多人并不知道，甚至不同意這一點，因此有必要澄清下。

人民數字FINTECH推出區塊鏈科普動畫:人民日報數字傳播發布微博稱，人民數字FINTECH出品《趣味科普|區塊鏈動畫》。[2020/3/31]

新的以太坊2.0網絡將移除PoW共識機制，轉而使用共識機制）Casper共識機制。

在PoW鏈上，可以用一種很簡單的方法來決定在分叉中應該選擇哪一條鏈、如何驅動鏈生長。該方法就是始終跟隨擁有最大累積工作量的鏈，換句話說，選擇耗費了最多算力的鏈。但因為以太坊2.0使用PoS，我們必須引入一系列新的分叉選擇規則，來決定鏈的生長方向。

當前的以太坊網絡只有一條單鏈。以太坊2.0網絡則使用1024條并行鏈，這是以太坊雄心勃勃的擴容計劃的核心。這些不同的鏈可以互相通信，并統一由單一主鏈Beacon鏈進行控制和驗證。Beacon鏈就像植物的枝干，掌控著1024個平等的分支。

這些激進的改變，使得ETH持有者無法在新的以太坊2.0網絡中使用ETH。而是需要先燃燒當前的ETH，然后作為回報，在Beacon鏈上獲得相同數量的ETH。這個交換機制由以太坊1.0上的智能合約完成，并受Beacon鏈的監控。

現場 | 火幣中國推出數字經濟及區塊鏈產業科普新書:金色財經現場報道，12月6日，由海南省工業和信息化廳主辦，南南合作金融中心協辦，海南生態軟件園、火幣中國承辦的“海南自貿港數字經濟和區塊鏈國際合作論壇”在海口舉行，這是全球首次區塊鏈部長級論壇。

在本次論壇上，火幣中國舉行了“數字經濟及區塊鏈產業科普系列新書發布”儀式，希望通過教材、專業教育、培訓等多種方式，幫助從業者、高校、研究機構深入了解區塊鏈，從而建立起區塊鏈全局性知識模型，真正推動區塊鏈應用落地。火幣中國CEO袁煜明介紹，將聯合機械工業出版社面向普通高等教育推出《區塊鏈導論》、《區塊鏈系統設計與應用》和《區塊鏈新商業模式分析》系列教材，這是國內最早推動的區塊鏈教材之一；火幣中國還積極參與數字經濟的研究，由中信出版社出版的新書《讀懂Libra》已經上市；由火幣中國負責編寫的區塊鏈技術科普讀物《區塊鏈技術進階指南》將于12月面世；首本行業內最全的區塊鏈應用案例集《區塊鏈產業應用100例》在本次論壇進行了首次刊印。[2019/12/6]

雖然以太坊1.0和2.0之間有太多的不同，在這里我們只討論主要部分。這將有助于說明完成以太坊2.0的工作量。

動態 | 央行官微舊文重發“再科普”：范一飛詳解數字貨幣:據中國經濟網消息，今日，央行官微公眾號頭條重新發布央行副行長范一飛在2018年1月25日題為《關于央行數字貨幣的幾點考慮》的文章，對央行數字貨幣再次進行科普。同時，微信公眾號第二條發布支付司副司長穆長春8月10日在第三屆中國金融四十人伊春論壇上的演講。近年來，各主要國家和地區央行及貨幣當局均在對發行央行數字貨幣開展研究，新加坡央行和瑞典央行等已經開始進行相關試驗，人民銀行也在組織進行積極探索和研究。[2019/8/21]

為何以太坊2.0測試網的發布如此重要？

從上述討論的1.0和2.0網絡之間的不同點來看，以太坊2.0還需要做許多功能的整合和調整工作才能正常運行。而且以太坊2.0的許多概念是全新的、從未被其它已公開的區塊鏈測試過，比如Casper共識機制。

相要實現與以太坊2.0類似目標的Cosmos和Polkadot協議，都用了超過2年的時間才能實現一個工作正常的設計。更何況，這些項目無需擔心如何將ETH和其它ERC-20代幣從舊鏈轉移到新鏈，也無需擔心如何降低對dApp開發者帶來的影響。因此，以太坊社區需要看到新舊網絡遷移過程中的切實而具體的步驟，以提振堅持執行路線圖的信心。

聲音 | 中科院姚建銓：要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普 培訓:據新華網消息，日前，在區塊鏈與物聯網融合發展峰會上，中國科學院院士姚建銓說，關注區塊鏈技術里面的大數據，跟區塊鏈技術結合起來進行測量和檢測，能更好地提升激光清洗技術。姚建銓建議，無錫今后要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普、培訓，正確引導廣大人民群眾對技術的認知；同時，建立專業、權威，但又普適、成套的理論體系和標準，以此切入區塊鏈的實際應用。[2018/9/18]

以太坊2.0藍寶石測試網實現了哪些功能？

回顧下上面提到的以太坊1.0和2.0的4個不同點，測試網實現了#1、#2和#4，部分實現了#3。具體來說，藍寶石測試網實現了CasperPoS共識機制；實現了Beacon鏈；實現了將ETH1.0代幣轉移為測試網的ETH2.0代幣。測試網沒有實現1024個分片以及分片間的通信機制。

測試網中，另一個值得注意的功能缺失是智能合約，該功能計劃在路線圖的第三階段實現。為完成智能合約功能，需要移植以太坊虛擬機到以太坊2.0中或者在以太坊2.0協議中重新實現一種虛擬機作為EVM的替代。

科普時報：區塊鏈與云計算長期發展目標不謀而合:據《科普時報》今日報道，區塊鏈與云計算兩項技術的結合，從宏觀上來說，一方面，利用云計算已有的基礎服務設施或根據實際需求做相應改變，實現開發應用流程加速，滿足未來區塊鏈生態系統中初創企業、學術機構、開源機構、聯盟和金融等機構對區塊鏈應用的需求。另一方面，對于云計算來說，“可信、可靠、可控制”被認為是云計算發展必須要翻越的“三座山”，而區塊鏈技術以去中心化、匿名性，以及數據不可篡改為主要特征，與云計算長期發展目標不謀而合。[2018/5/4]

以太坊2.0測試網是如何工作的？

以太坊2.0是一個PoS網絡，由質押代幣的驗證節點來生產區塊并維持網絡運行。因此，首先要解決的問題是如何將代幣分配給驗證節點以運行網絡。

以太坊2.0網絡中，最終將使用與我們1.0網絡同樣有價值的ETH代幣，因此ETH代幣需要被轉移到新的以太坊2.0網絡中。為了實現和測試該轉移功能，PrysmaticLabs開發了一個叫作Goerli的以太坊1.0的測試網絡和一個叫做存款合約的智能合約，在Goerli網絡上任何人都可以獲得任意所需的偽ETH，而存款合約可以儲存不限量的ETH代幣。當充幣到存款合約后，測試網的Beacon鏈將生成等量的ETH2.0代幣。為了簡化，我們將ETH2.0代幣稱作：Beacon鏈ETH。

-ETH在以太坊1.0和2.0之間轉移的示意圖-

從ETH1.0到bETH的步驟：

首先，驗證節點安裝支持以太坊2.0網絡的Prysm軟件，并創建賬戶。創建的賬戶將生成“存款數據”，用來打通以太坊1.0錢包和以太坊2.0賬戶

在以太坊1.0測試網Goerli上，用戶發送3.2個ETH到存款合約中，以參與以太坊2.0的驗證工作。這實際上就是燃燒ETH1.0代幣。

當以太坊2.0的Beacon鏈發現存款合約中有幣打入時，將在驗證節點的賬戶中生成相同數量的bETH代幣。現在，驗證節點已經準備好參與驗證，只需再等待一段安全延時即可，該延時用來增強Beacon鏈的安全性。

驗證客戶端開始參與共識機制并獲得驗證獎勵，如果不遵循協議規則，他們的bETH就會被罰沒。

驗證節點到底做什么？

在以太坊2.0中，每6秒會產生一個新塊。每一次，都會由驗證節點池中的一個節點來提議生成新區塊。一定數量的其它驗證節點則檢查該區塊并驗證正確性。到下一次出塊時，則換另一個驗證節點提議生成區塊，同時換另一組不同的驗證節點驗證正確性。

每產出64個區塊，所有的驗證節點會重新洗牌，為新一個epoch選擇新的區塊提議者和區塊驗證者。驗證節點的選舉過程在隨機數生成算法的幫助下，從根本上避免了驗證節點間的勾結串通，提高了協議的安全性。

驗證節點需要一直在線以完成分配給它們的任務。如果它們誠實工作，將獲得bETH代幣獎勵。如果他們行為不端、勾結串通或離線，他們所質押的代幣將被罰沒。如果驗證節點的余額減小到驗證閾值以下，則將被踢出驗證節點池，無法繼續參與驗證工作。

后續的發展方向？

藍寶石測試網只是漫長的抵達以太坊2.0的征程中的一步。它實現了以太坊2.0路線圖中的Phase0。距離實現以太坊2.0的完整功能還有2個階段。

但即使是階段0，想要上主網，仍有巨大的工作量。首先，我們尚在測試網的早期階段，有眾多的問題、bug和優化項需要解決；其次，目前測試網上只有Prysm一個客戶端可以使用。其它團隊也在開發支持以太坊2.0網絡的客戶端，比如Nimbus和Lighthouse。兼容不同的客戶端，是完成一個支持多客戶端的測試網的前提條件；再次，階段0的設計要求bETH能夠在不同賬戶間轉帳，當前的測試網并不滿足；最后，階段0的設計仍處在細節的修訂中。這些設計需要在眾多的以太坊2.0客戶端中最終確定、完整實現和審計通過，才有望于2019年底主網上線階段0。

總之，測試網上線是以太坊2.0發布路線圖中的關鍵一步。它的重要意義在于以太坊社區的公眾都能參與到測試中來，提出問題發現瓶頸，以引導以太坊2.0的開發者們解決。測試網的發布有效提振了社區對以太坊2.0路線圖的信心。另外，以太坊基金會宣布將投入1900萬美元來支持以太坊2.0的開發及其它以太坊擴容方案的開發。此舉將有效加加快開發和測試工作的進度。

原文鏈接:https://www.tokendaily.co/blog/eli5-explanation-of-the-ethereum-2-0-testnet

作者:MohamedFouda

翻譯&校對:Wuwei&阿劍

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