什麼是“以太坊 2.0”，它會解決加密貨幣的問題嗎？
已發表: 2022-06-25
以太坊加密網絡的下一次重大修訂，通常稱為“ETH 2.0”，有望解決其一些最大的批評，從 GPU 價格高到環境污染。 讓我們看一下提議的更改以及它們對加密貨幣的未來可能意味著什麼。
什麼是以太坊 2.0，什麼時候到來？
以太坊 2.0 是一個常用術語，通常代表以太坊備受期待的從工作量證明到權益證明的轉換，這有望使以太坊挖礦消失。 自 2022 年 1 月 24 日起，以太坊基金會不再將此升級稱為“Eth2”或“以太坊 2.0”。 相反，基金會稱其為“合併”和“對接”。
正如我們將在下面解釋的那樣，以太坊網絡依賴計算能力來提供共識（“工作量證明”）導致 GPU 價格高企和環保主義者的批評。 隨著 NFT 的主流採用，這些問題最近變得更加緊迫，其中許多使用以太坊智能合約來驗證與藝術品鏈接的代幣。 過渡到不再需要 GPU 挖掘的權益證明有望解決其中的一些問題。
向以太坊 2.0 的過渡已承諾多年，該基金會現在聲稱最終將在 2022 年第二季度實現。
以太坊 1.0 的簡要回顧
如果你對以太坊不太熟悉，你可以通過想像一個運行在互聯網上的巨型分佈式虛擬計算機來概念化它。 如果您曾經使用模擬器運行舊的 MS-DOS 遊戲或使用虛擬化在 Mac 上運行 Windows，那麼您會遇到類似的原理。 在這兩種情況下，可編程虛擬計算機都作為軟件（而不是硬件）在另一個平台上運行。
與運行在單台 PC 上的虛擬機不同，以太坊是一個分佈式虛擬機，由數千台計算機（稱為節點）組成，通過區塊鍊鍊接。 這些節點可以執行“智能合約”，即在以太坊虛擬計算機上運行的程序。 而且由於以太坊是動態的和分佈式的，虛擬機的大小可以隨著節點加入或離開網絡而隨時縮小或增長。
以太幣支付（一種在以太坊網絡上作為應用程序之一運行的加密貨幣）激勵人們運行這些節點並提供計算能力（稱為“挖礦”）來執行智能合約並驗證交易的時間順序在以太坊區塊鏈上。 該驗證過程稱為“共識”。
今天以太坊的問題
要了解以太坊升級的必要性，你需要了解以太坊目前的缺點。 以太坊的架構師和專家都指出了以太坊如何運作的一些主要問題，他們普遍認為這些問題阻礙了以太坊應用程序的更廣泛增長。 這裡有幾個關鍵問題：
- 高 Gas 費： “Gas”是以太坊網絡發展的原因。 這是支付給提供計算能力來運行網絡的礦工的費用。 天然氣價格是基於以太坊網絡資源需求的可變市場價格。 需求越高，gas費用越高。 某人願意支付的gas越多，交易執行的速度就越快。 這意味著當以太坊應用程序的受歡迎程度飆升時，gas 價格可能會變得高得令人望而卻步，有時執行交易的成本比交易代幣的價值還要高。 例如，在某些時候，購買低成本 NFT 的 Gas 費可能比 NFT 本身的價格還要高。
- 電力使用：目前，在以太坊區塊鏈上建立共識是基於必須由以太坊網絡上的節點解決的密碼難題，這被稱為“工作量證明”。 以太坊越受歡迎，驗證其區塊鏈所需的計算工作就越多，這使得網絡上的節點使用更多的電力。 這反過來又引發了頻繁的批評，即運行以太坊網絡會產生污染，破壞我們的自然環境。
- 磁盤空間使用：隨著以太坊網絡規模的增長，運行節點變得更加困難，因為以太坊區塊鏈歷史佔用了更多磁盤空間。 這限制了誰可以運行一個完整的節點（通過提高運行一個節點的價格），從而限制了網絡上的節點數量。
- 網絡擁塞：在計算需求高的時候，以太坊的工作效率低下會導致節點之間的通信出現網絡擁塞，從而減慢智能合約的執行速度。 這種擁塞限制了可以在以太坊網絡上合理運行的應用程序的複雜性。
- GPU 價格：以太坊的共識算法（稱為“Ethash”）經過專門設計，可在消費顯卡上進行盈利。 以太坊網絡對計算的需求越高，礦工獲得的報酬就越多（gas 費），這使得他們想要購買更多的 GPU 來賺更多的錢。 反過來，這可能會導致 GPU 短缺，從而導致顯卡價格飆升。 高 GPU 價格對 GPU 的其他應用（例如游戲和神經網絡）產生了巨大影響。
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建議的解決方案
自以太坊於 2013 年成立（並於 2015 年推出）以來，以太坊基金會和以太坊創建者 Vitalik Buterin 就知道上面列出的一些缺點。然而，隨著網絡越來越受歡迎，實施升級和改進變得困難。 對網絡的更改需要至少 51% 的以太坊節點同意（如果所有節點不同意，則網絡分叉或分裂成多個網絡）。 以下是“合併”和其他升級將改變以解決其中一些問題。
切換到權益證明
在“合併”之後，以太坊將不再通過工作量證明來達成共識，這需要礦工的計算能力和電力。 相反，它將使用權益證明算法，該算法要求驗證者節點冒險（或“質押”）一定數量的以太加密貨幣來驗證以太坊區塊鏈上的區塊。
將隨機選擇驗證者在鏈上創建新區塊（驗證交易和執行智能合約）。如果他們斷開中間流程或提供不正確的值，他們可能會失去部分或全部質押的以太幣，這就是風險所在風險提供了做正確事情的動力，驗證者仍然會因為他們在以太坊中的工作而獲得報酬。
在權益證明下，驗證者仍需要進行一些計算以在以太坊區塊鏈中創建區塊，但不會像被迫解決密碼難題那樣多。 這就是為什麼權益證明有望顯著減少以太坊網絡的能源使用並降低進入門檻（你不需要昂貴、強大的 GPU 來賺取加密作為驗證者。）它還可能導致更多節點出現在以太坊網絡上。網絡，因為它更容易成為節點池的一部分。 更多的節點意味著更多的計算能力和更少的中心化，這增加了網絡的安全性。
將以太坊轉換為權益證明有望緩解對 GPU 的需求，儘管它們可能仍被用於挖掘加密貨幣，因為以前開採 Ether 的礦工將其現有的採礦硬件和方法適應其他加密貨幣。 如果 GPU 需求下降，顯卡價格可能會有所下降，但目前顯卡短缺還有其他因素在起作用。
將以太坊轉換為權益證明是一個多階段的過程，該過程已經從建立信標鏈開始——一種基於質押以太幣的並行共識層——最終將與以太坊主網絡合併。 因此得名“合併”。
分片的採用
在“合併”之後，以太坊的開發人員計劃引入另一個名為“分片”的重大升級，它將以太坊主區塊鏈分解成更小的鏈，稱為“分片”。
目前，整個以太坊區塊鏈歷史佔用了 4 TB 的空間。 全節點不必託管全部數量，但在新計劃下，活動鏈將分成 64 條，因此每個節點只需託管以太坊區塊鏈常規大小的 1/64。
分片有望通過降低硬件要求來降低運行節點的准入門檻。 反過來，這可能會導致更多節點，從而允許網絡容量增長。 分片還將通過將負載分散到更多節點來增加以太坊網絡可以處理的交易數量，這可能有助於降低汽油價格。
分片預計將在 2023 年的某個時候進入以太坊網絡，目前還沒有確定的日期。
以太坊 2.0 會降低 Gas 費嗎？
由於“以太坊 2.0”現在意味著不同的東西，並且隨著時間的推移被分成不同的目標，它是否會降低 gas 費用是一個很難有信心回答的問題。
以太坊社區有很多人懷疑轉向股權證明（“合併”）會降低汽油費，而以太坊基金會並沒有承諾會這樣做。 天然氣價格基於需求，每個以太坊區塊中都有有限的計算空間。 相反，分片可能會通過增加以太坊網絡的計算能力來降低費用，但預計至少要到 2023 年才會出現在以太坊主鏈上。
相反，一些專家預計，以太坊汽油費的降低可能必須歸結為建立在以太坊網絡之上的所謂“第 2 層”應用程序，這些應用程序將完成一些自己的獨立計算工作，但依賴以太坊進行共識和驗證的基本水平。
可以說，以太坊升級及其影響的整個問題是複雜的，它基於一組動態條件——包括網絡規模、以太幣價值、對 NFT 的需求以及節點運營商的情緒——這種情況每天都會發生巨大變化。 只有時間才能證明這一切將如何發展，以及以太坊的變化將對更廣泛的加密世界產生什麼影響。
但如果我們不得不猜測的話，人們普遍認為將以太坊轉換為權益證明將是一個開創性的舉措。 如果它被未來的加密貨幣模仿，這種轉換甚至可能消除阻止某些組織或政府完全接受加密貨幣的障礙。 反過來，這可以極大地擴大它們的採用範圍，並使未來成為一個對加密貨幣非常友好的地方。