以太坊2.0会带来哪些变化？

1. 什么是以太坊 2.0

(1) 以太坊存在的问题

在以太坊早期，以太坊很好地为数百万用户处理交易和智能合约结算。

随着DeFi领域的兴起，目前约有70%的DeFi项目运行在以太坊平台上。 有超过一百万的 DeFi 用户和以太坊钱包用户。 高需求导致了以太坊上的 Gas。 开支猛增。 从 2020 年 8 月到 2020 年 9 月，当 DeFi 爆发时，以太坊的费用飙升了约 600%。 目前，以太坊的实时Gas费用在200 GWEI左右波动。

从性能参数TPS来看以太坊2，以太坊最高可以达到每秒15笔交易，仅略好于比特币的每秒7笔交易。 TPS（Transactions Per Second），也称为“系统吞吐量”，是指系统每秒可以处理的事务数。 每秒TPS并发量过低，容易造成网络严重拥堵，限制高并发业务（大部分DeFi应用）的发展。

(2) 以太坊2.0的改进点

从以上问题可以看出，以太坊网络急需升级。 以太坊 2.0 引入了两项重大改进：权益证明 (PoS) 和分片链。 因此，以太坊 2.0 的目的是提高以太坊的交易性能和扩展性。

1.权益证明

以太坊 1.0 基于工作量证明 (PoW) 共识机制。 PoW 依靠物理计算能力（矿工）和电力（工作负载）在区块链上生成区块。 PoW规定，当一笔交易产生时，每个想要记账的节点都需要依靠自己的算力与其他节点竞争记账权。 为了保证网络的去中心化性强，PoW机制付出了很多代价以太坊2，比如浪费了大量的资源，处理性能低下。

股权证明 (PoS) 是一种升级，可带来更高的安全性、可扩展性和节能。 PoS规定每个人都可以自由成为节点，但只有抵押一定数量的token节点才有资格成为验证者。 成为验证人后，系统会通过算法选出一部分人作为出块人。 时间将被重新选择。 PoS 不依赖实体矿工和电力，而是依赖验证者（虚拟矿工）和 ETH (ETH2) 存款。

2. 分片链

分片链是一种可扩展性（扩展）机制，可以大大提高以太坊区块链的吞吐量。 目前，由连续区块组成的单一区块链确实非常安全，信息也很容易验证。 然而，快速处理交易的能力受到每个完整节点处理和验证连续区块中每笔交易的需求的限制，尤其是在主网活动频繁的时候。

分片链是一种“分裂”以太坊区块链的机制，将数据处理责任分配给多个节点。 这允许并行处理事务而不是串行处理。 每条分片链就像增加一条新车道，将以太坊从单车道升级为多车道高速公路。 更多的通道和并行处理导致更高的吞吐量。 分片链预计将在以太坊 2.0 的第一阶段推出。

2. 以太坊2.0的发展路线

以太坊 2.0 计划至少分三个阶段推出：阶段 0、1 和 2。

Phase 0：以太坊2.0第一阶段将于2020年12月1日正式上线（需要质押524,288个ETH），上线信标链。 信标链是整个以太坊2.0网络的“指挥与控制中心”，意味着在通往以太坊2.0的道路上迈出了关键一步。 信标链存储和管理验证者的注册信息，并将实现以太坊 2.0 的 PoS 共识机制。 根据以太坊2.0的设定，成为信标链的网络验证者需要质押32个ETH，验证者数量需要超过16384个，即至少需要将524288个ETH存入相关智能合约作为质押验证者担保，信标链即可正式上线，目前质押总量为4,363,571 ETH。 在此阶段，以太坊原PoW链将继续与以太坊PoS新链并肩运行，并肩前行，确保数据的连续性不被中断。

第一阶段：以太坊 2.0 第二阶段，2021 年上线。第一阶段的主要改进是与分片链的集成。 分片链将以太坊区块链分成 64 条不同的链，允许并行交易、存储和处理信息。 根据最保守的估计，其吞吐量将是以太坊 1.0 的 64 倍，但其设计目标是使数据处理能力比以太坊 1.0 高出数百倍。

Phase 2：以太坊2.0的第三阶段，根据Vitalik在5月8日以太坊全球峰会上的表态，可能会在2022年开始。这个阶段将涉及增加ETH 2账户，开启转账和提现功能，实现跨芯片转账和合约调用，构建执行环境，使得可扩展的应用程序可以构建在以太坊 2.0 上，并将以太坊 1.0 链整合到以太坊 2.0 中，让 PoS 机制完全取代 PoW 机制。

3. 以太坊解决性能问题的其他方案

以太坊 2.0 的扩容依赖于分片，但分片的实现并非一蹴而就。 这种情况促使大家去探索其他的扩展方案。 Layer 2（二层扩展方案）是扩展的主要方式，同时保持Layer 1的功能。 在足够简单、强大和稳定的前提下，将一些原本在 Layer 1 进行的计算和操作转移到链下进行。

简单来说，以太坊分片是以太坊内部扩展的性能解决方案，而 Layer 2 是以太坊区块链外部扩展的解决方案。 在实现以太坊 2.0 的路上，Layer 2 是非常必要的。

V神对于以Rollup为代表的Layer 2解决方案也持积极态度。 分片的实现需要几年时间。 目前在1.0上可以直接使用Layer 2，如Plasma、Rollup、ZK-Rollup、Optimistic-Rollup等。 尽管存在这些解决方案以提高以太坊的工作效率，但仍然存在优点和缺点。

总结

以太坊2.0的发展无疑充满了探索和困难。 Phase 2 之后，以太坊 2.0 将进一步完善研发工作。 但可以肯定的是，随着以太坊生态成为一个庞大的生态系统，在实现Gas费率的降低和交易处理速度的提升之后，以太坊2.0的推出对整个区块链生态来说是一件大好事。 积极的东西。

例如，以太坊2.0将实现更高的安全性和可用性，证明以太坊可以承载更大的应用和更成熟的商业模式。 DeFi 将有机会与 CeFi 竞争。 目前来看，DeFi 各方面的表现仍然无法与 CeFi 相提并论。 原因之一是底层事务处理太慢，易用性赶不上互联网产品。 随着以太坊2.0的落地，我们可以预见未来基于以太坊的DeFi等应用的发展空间将会更加广阔。