以太坊2.0（Eth2）是当前以太坊公共主网的重大升级，旨在通过提高其性能来加速以太坊的使用和采用。
以太坊2.0的历史
以太坊2.0在以太坊社区中并不是一个新想法。自从区块链的起源以来，以太坊的基本共识机制就发生了变化，以解决工作量证明区块链的限制。在2015年7月发布Mainnet Frontier之后，以太坊2.0计划对以太坊主网进行许多计划的升级，即：
- 宅基，2016年3月
- 大都会：拜占庭，2017年10月
- 大都会：君士坦丁堡，2019年2月
- 伊斯坦布尔，2019年12月
与以前的升级相比，以太坊2.0的推出尤其重要，因为实施了权益证明共识机制，使网络脱离了现有的工作量证明架构。
有关以太坊升级历史的更多详细信息，请阅读以太坊简史。
权益证明
股权证明（PoS）是以太坊2.0中最重大的变化，因为它改革了用于验证区块链的加密经济激励结构。以太坊当前的体系结构由工作量证明（PoW）共识机制维护。工作量证明的组成部分是区块链社区众所周知的：它是迄今为止使用最广泛的区块链所使用的架构，包括比特币，以太坊，莱特币等。在工作量证明中，矿工运行节点并消耗计算能力来解决复杂的数学问题，以竞争开采下一个区块。
矿工在PoW链上运行硬件和消耗电力所需的时间和金钱由区块奖励来验证，奖励分配给成功开采区块的矿工。PoW链非常安全；个人要破坏像比特币或以太坊这样的行之有效的PoW区块链所需的综合计算能力将花费不菲的金钱，甚至可能根本不存在。
尽管PoW区块链非常安全，但仍存在可扩展性和可访问性问题。
可伸缩性：由于每个块都是按顺序开采的，并且每个块中可以记录的数据量有限（称为块大小的度量），因此以太坊只能在给定的时间内处理有限数量的信息。如果未决事务的数量超过一个块可以容纳的数量，则其余事务必须等待下一个块，依此类推。此可扩展性问题将通过在PoS网络上实施分片[请参见下文]来解决。
可访问性： PoW矿工对于创建和维护我们在过去十年中目睹的去中心化技术激增至关重要。尽管PoW区块链具有功能，但是成为矿工的壁垒很高。个人必须购买并设置所有必要的硬件。为了从整体奖励中获得可观的回报，该个人还可能必须生活在电力成本较低的地区。
再往下看，企业和公司的电力成本通常会降低，这意味着寻求最大获利能力的矿工还需要组建公司并购买足够的采矿硬件以证明其努力的合理性。几家最大的矿业集团在实际参与网络维护方面要胜过大多数常规区块链用户，从而导致矿工的集中化。在以太坊2.0中，目标之一是PoS可以为更多个人验证者提供公平的竞争环境，并在维护网络真相的同时获得共同的回报。
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桩证明替换战俘与（矿工电力）的两个主要组件验证和桩上复仇2.0。广义上讲，验证者将矿工替换为维护网络商定状态并因随机选择下一个数据块而获得奖励的个人。在PoW中，矿工通过燃烧电力来确认区块来消耗物理能量（称为哈希功率），而PoS系统中的验证者则将32 ETH称为“游戏中的皮肤”。
在以太坊2.0上，验证者通过将资金存入以太坊基金会制定的官方存款合同中，将至少持有32 ETH的股份。验证程序将下载并运行以太坊2.0客户端软件。在运行客户端软件时，将随机选择它们以提议并证明以太坊2.0区块链上的区块。正确提出并证明区块的验证者将获得ETH奖励，占其所持股份的百分比。
以太坊基金会Eth2存款合同：https : //github.com/ethereum/eth2.0-specs/tree/dev/deposit_contract
在以太坊2.0上，如果验证者未能保持在线状态并无法履行其应尽的计算职责，则其整体奖励将适度降低，以激励验证者尽可能保持在线状态。如果验证者恶意尝试破坏网络（即验证不正确的数据历史记录），则将削减其全部或部分32个抵押ETH。
在PoS网络上，针对恶意行为者的加密经济激励措施更加强大。在PoW中，失败攻击的经济风险等于获得所需哈希功率的电力成本，而在PoS中，发起攻击的成本等于抵押ETH的数量，因此罚款也是如此。与更抽象的电力成本相比，个人更愿意以有风险的加密货币形式直接冒险冒钱发动攻击。PoW攻击失败会导致电力成本损失，而削减验证者的股份等于PoS相当于矿工在一次攻击失败时烧毁整个PoW服务器场。简而言之，为了网络的最大利益而采取行动的经济动机就更强了。
尽管仅由于消除了硬件成本，成为验证者比成为矿工的进入门槛更低，但事实是，拥有32 ETH或愿意冒险下注近6,000美元（当时约为190美元/ ETH）的人并不多本文）。而且，在技术上足够了解并能够运行和管理客户而不会造成停机风险和潜在的资金削减的有兴趣的人员数量并不广为人知。
目前，Eth2预期有两种解决进入壁垒的方法。为了克服经营自己的客户的技术知识，公司开始提供抵押服务，通过这些服务，他们将为拥有32 ETH股份的个人管理客户操作，以换取少量费用。如果以太坊持有人只希望或能够投资少于32 ETH，她可以加入一个权益池，在那里她的资金将与其他人汇集以达到所需的32 ETH。那么，她的报酬与她的总贡献成正比。
权益证明将在以太坊2.0升级的第一阶段（即阶段0）中启动。
下载以太坊2.0抵押生态系统报告
阶段0
Eth2将从2020年的第0阶段开始分阶段推出。第0阶段将启动以太坊2.0网络的信标链。信标链将实施权益证明，并将管理验证者的注册表，验证者将开始证明以太坊2.0上存在区块。
为了使信标链启动其创世块，必须在网络上至少抵押524,288个ETH，并分配给至少16,384个验证器（确定这些数字以确保足够的安全性和分散性）。在达到此阈值之前，不会分配奖励，这就是为什么在阶段0的早期参与者中需要采取一些利他行为的原因。[有关ETH持有者在决定是否对自己的ETH进行抵押时正在考虑什么的报告，请参阅ConsenSys Codefi以太坊2.0权益报告]。
随着信标链上线并实施了权益证明，原始的以太坊PoW区块链将继续存在。实际上，信标链在阶段0中对大多数以太坊用户而言并不是特别有用。它将无法处理交易，执行智能合约或托管dapp。这是设计使然，可确保在Dapps和用户开始每天进行数百万交易之前，权益证明经过了有效的测试，作为一个实时运行的网络。为了确保以太坊2.0的发布不会破坏现有的以太坊生态系统，因此，原始的以太坊1.0区块链将继续并行运行并在第0阶段进行升级。在1.5阶段，两个区块链将合并以确保连续性和一个以太坊网络。
阶段1
目前尚无阶段1的确切启动日期，但预计在阶段0的信标链启动后的一年。阶段1的主要改进是分片链的实现，即本文前面提到的可伸缩性解决方案。 。对于以太坊2.0，分片将导致以太坊区块链被分成64条独立的链（称为分片链），这些链彼此平行并无缝地互操作。分片通过允许以太坊同时处理多个事务来解决可伸缩性：理论上一次可处理64个块。
目前，以太坊（和其他PoW链）一次只能处理一个连续的区块，这意味着如果存在交易备份，则这些交易必须等到一个区块被处理后才能在下面进行确认。由于数十个同时链相互协作，因此数据负担可以分散在同时处理的块之间。
1.5阶段
第一阶段的重要时刻是将原始PoW以太坊区块链与新PoS链合并。此刻在以太坊社区被称为1.5阶段。具体来说，PoW以太坊区块链将被引入以太坊2.0并与信标链一起作为64个分片链之一存在，这意味着连续性或数据历史不会中断。
这也意味着以太坊持有人将不必在以太坊1.0和2.0之间进行任何形式的代币转移或交换; 相反，他们将能够无缝地在以太坊2.0上使用ETH，而无需进行额外的工作，也不会担心ETH被淘汰。尽管原始PoW链的历史将仍然存在，但将不再需要维护PoW共识机制。它可以与以太坊2.0上的任何其他PoS分片相同。
阶段2
目前，阶段2的定义比阶段0或阶段1的定义少。但是，我们确实知道，只要成功实施了权益证明和分片，阶段2将（其中包括）实现以太坊账户，交易，转移和取款，以及智能合约的执行。
超越第二阶段
在第二阶段之后，以太坊区块链将无法完成其演进。在第二阶段之后的几年中，将会有更多的机会来扩大以太坊网络的覆盖范围和功能。要了解以太坊的长期前景，请查看Vitalik Buterin关于以太坊路线图的帖子。
以太坊1.x
尽管上面已指出，值得再次强调的是，以太坊2.0预计要到阶段2才能全面运行。在此期间，区块链生态系统将继续增长，以太坊仍将需要响应开发者dapp的需求建筑物，企业，*等。因此，以太坊PoW链将继续存在，直到至少第1阶段以俗称的形式被称为以太坊1.x. 即使构建以太坊2.0的未来，开发人员仍将致力于改进以太坊1.x。
结论
以太坊2.0在区块链生态系统中早已被期待并进行了大量讨论。权益证明和分片证明将极大地提高可伸缩性，安全性和可访问性。对于以太坊持有者来说，以太坊2.0提供了一个新的机会来参与并获得维护网络的奖励。对于那些希望使用32 ETH运行自己的验证器，使用第三方提供商抵押其32 ETH或与他人共同筹集资金的人，以太坊生态系统将托管许多产品和解决方案，包括ConsenSys PegaSys和Codefi小组。