什么是“以太坊 2.0”，它会解决加密货币的问题吗？
已发表: 2022-06-25
以太坊加密网络的下一次重大修订，通常称为“ETH 2.0”，有望解决其一些最大的批评，从高 GPU 价格到环境污染。 让我们看一下提议的更改以及它们对加密货币的未来可能意味着什么。
什么是以太坊 2.0，什么时候到来？
以太坊 2.0 是一个常用术语，通常代表以太坊备受期待的从工作量证明到权益证明的转换，这有望使以太坊挖矿消失。 自 2022 年 1 月 24 日起，以太坊基金会不再将此升级称为“Eth2”或“以太坊 2.0”。 相反，基金会称其为“合并”和“对接”。
正如我们将在下面解释的那样，以太坊网络依赖计算能力来提供共识（“工作量证明”）导致 GPU 价格高企和环保主义者的批评。 随着 NFT 的主流采用，这些问题最近变得更加紧迫，其中许多使用以太坊智能合约来验证与艺术品链接的代币。 过渡到不再需要 GPU 挖掘的权益证明有望解决其中的一些问题。
向以太坊 2.0 的过渡已承诺多年，该基金会现在声称最终将在 2022 年第二季度实现。
以太坊 1.0 的简要回顾
如果你对以太坊不太熟悉，你可以通过想象一个运行在互联网上的巨型分布式虚拟计算机来概念化它。 如果您曾经使用模拟器运行旧的 MS-DOS 游戏或使用虚拟化在 Mac 上运行 Windows，那么您会遇到类似的原理。 在这两种情况下，可编程虚拟计算机都作为软件（而不是硬件）在另一个平台上运行。
与运行在单台 PC 上的虚拟机不同，以太坊是一个分布式虚拟机，由数千台计算机（称为节点）组成，通过区块链链接。 这些节点可以执行“智能合约”，即在以太坊虚拟计算机上运行的程序。 而且由于以太坊是动态的和分布式的，虚拟机的大小可以随着节点加入或离开网络而随时缩小或增长。
以太币支付（一种在以太坊网络上作为应用程序之一运行的加密货币）激励人们运行这些节点并提供计算能力（称为“挖矿”）来执行智能合约并验证交易的时间顺序在以太坊区块链上。 该验证过程称为“共识”。
今天以太坊的问题
要了解以太坊升级的必要性，你需要了解以太坊目前的缺点。 以太坊的架构师和专家都指出了以太坊如何运作的一些主要问题，他们普遍认为这些问题阻碍了以太坊应用程序的更广泛发展。 这里有几个关键问题：
- 高 Gas 费： “Gas”是以太坊网络发展的原因。 这是支付给提供计算能力来运行网络的矿工的费用。 天然气价格是基于以太坊网络资源需求的可变市场价格。 需求越高，gas费用越高。 某人愿意支付的gas越多，交易执行的速度就越快。 这意味着当以太坊应用程序的受欢迎程度飙升时，gas 价格可能会变得高得令人望而却步，有时执行交易的成本比交易代币的价值还要高。 例如，在某些时候，购买低成本 NFT 的 Gas 费可能比 NFT 本身的价格还要高。
- 电力使用：目前，在以太坊区块链上建立共识是基于必须由以太坊网络上的节点解决的密码难题，这被称为“工作量证明”。 以太坊越受欢迎，验证其区块链所需的计算工作就越多，这使得网络上的节点使用更多的电力。 这反过来又引发了频繁的批评，即运行以太坊网络会产生污染，破坏我们的自然环境。
- 磁盘空间使用：随着以太坊网络规模的增长，运行节点变得更加困难，因为以太坊区块链历史占用了更多磁盘空间。 这限制了谁可以运行一个完整的节点（通过提高运行一个节点的价格），从而限制了网络上的节点数量。
- 网络拥塞：在计算需求高的时候，以太坊的工作效率低下会导致节点之间的通信出现网络拥塞，从而减慢智能合约的执行速度。 这种拥塞限制了可以在以太坊网络上合理运行的应用程序的复杂性。
- GPU 价格：以太坊的共识算法（称为“Ethash”）经过专门设计，可在消费显卡上进行盈利。 以太坊网络对计算的需求越高，矿工获得的报酬就越多（gas 费），这使得他们想要购买更多的 GPU 来赚更多的钱。 反过来，这可能会导致 GPU 短缺，从而导致显卡价格飙升。 高 GPU 价格对 GPU 的其他应用（例如游戏和神经网络）产生了巨大影响。
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建议的解决方案
自以太坊于 2013 年成立（并于 2015 年推出）以来，以太坊基金会和以太坊创建者 Vitalik Buterin 就知道上面列出的一些缺点。然而，随着网络越来越受欢迎，实施升级和改进变得困难。 对网络的更改需要至少 51% 的以太坊节点同意（如果所有节点不同意，则网络分叉或分裂成多个网络）。 以下是“合并”和其他升级将改变以解决其中一些问题。
切换到权益证明
在“合并”之后，以太坊将不再通过工作量证明来达成共识，这需要矿工的计算能力和电力。 相反，它将使用权益证明算法，该算法要求验证者节点冒险（或“质押”）一定数量的以太加密货币来验证以太坊区块链上的区块。
将随机选择验证者在链上创建新块（验证交易和执行智能合约。）如果他们断开中间流程或提供不正确的值，他们可能会失去部分或全部质押的以太币，这就是风险所在风险提供了做正确事情的动力，验证者仍然会因为他们在以太坊中的工作而获得报酬。
在权益证明下，验证者仍需要进行一些计算以在以太坊区块链中创建区块，但不会像被迫解决密码难题那样多。 这就是为什么权益证明有望显着减少以太坊网络的能源使用并降低进入门槛（你不需要昂贵、强大的 GPU 来赚取加密作为验证者。）它还可能导致更多节点出现在以太坊网络上。网络，因为它更容易成为节点池的一部分。 更多的节点意味着更多的计算能力和更少的中心化，这增加了网络的安全性。
将以太坊转换为权益证明有望缓解对 GPU 的需求，尽管它们可能仍被用于挖掘加密货币，因为以前开采 Ether 的矿工将其现有的采矿硬件和方法适应其他加密货币。 如果 GPU 需求下降，显卡价格可能会有所下降，但目前显卡短缺还有其他因素在起作用。
将以太坊转换为权益证明是一个多阶段的过程，该过程已经从建立信标链开始——一种基于质押以太币的并行共识层——最终将与以太坊主网络合并。 因此得名“合并”。
分片的采用
在“合并”之后，以太坊的开发人员计划引入另一个名为“分片”的重大升级，它将以太坊主区块链分解成更小的链，称为“分片”。
目前，整个以太坊区块链历史占用了 4 TB 的空间。 全节点不必托管全部数量，但在新计划下，活动链将分成 64 条，因此每个节点只需托管以太坊区块链常规大小的 1/64。
分片有望通过降低硬件要求来降低运行节点的准入门槛。 反过来，这可能会导致更多节点，从而允许网络容量增长。 分片还将通过将负载分散到更多节点来增加以太坊网络可以处理的交易数量，这可能有助于降低汽油价格。
分片预计将在 2023 年的某个时候进入以太坊网络，目前还没有确定的日期。
以太坊 2.0 会降低 Gas 费吗？
由于“以太坊 2.0”现在意味着不同的东西，并且随着时间的推移被分成不同的目标，它是否会降低 gas 费用是一个很难有信心回答的问题。
以太坊社区有很多人怀疑转向股权证明（“合并”）会降低汽油费，而以太坊基金会并没有承诺会这样做。 天然气价格基于需求，每个以太坊区块中都有有限的计算空间。 相反，分片可能会通过增加以太坊网络的计算能力来降低费用，但预计至少要到 2023 年才会出现在以太坊主链上。
相反，一些专家预计，以太坊汽油费的降低可能必须归结为建立在以太坊网络之上的所谓“第 2 层”应用程序，这些应用程序将完成一些自己的独立计算工作，但依赖以太坊进行共识和验证的基本水平。
可以说，以太坊升级及其影响的整个问题是复杂的，它基于一组动态条件——包括网络规模、以太币价值、对 NFT 的需求以及节点运营商的情绪——这种情况每天都会发生巨大变化。 只有时间才能证明这一切将如何发展，以及以太坊的变化将对更广泛的加密世界产生什么影响。
但如果我们不得不猜测的话，人们普遍认为将以太坊转换为权益证明将是一个开创性的举措。 如果它被未来的加密货币模仿，这种转换甚至可能消除阻止某些组织或政府完全接受加密货币的障碍。 反过来，这可以极大地扩大它们的采用范围，并使未来成为一个对加密货币非常友好的地方。