以太坊 2.0 旨在将网络从 PoW 协议过渡到一种称为 Casper 的 PoS 协议，该协议旨在办理以太坊网络的效率和可一连性问题。这一转变将变得越来越重要，因为 2017 年的拜占庭进级在当前的以太坊网络中引入了挖矿难度炸弹，该难度炸弹将使得以太坊挖矿变得越来越难，知道最后无矿可挖 。这一计策是为了实现将以太坊网络从 PoW 过渡到 PoS 而引入的，也是为何此次更新对付以太坊社区来说如此重要。

阶段 1 将引入根基的分片结构，网络数据将被支解到各个分片中，但网络状态将继承存储在当前的以太坊旧链之中。阶段 2 将实现完全的分片，此阶段将实近况态执行和智能合约成果。此时，以太坊 2.0 将具备上文中接头的所有主要特性。阶段 3 及今后将包罗迭代、改造和其他技能 。有关以太坊 2.0 各阶段的详细信息，请参阅 Unitimes 此前宣布的文章《》

2019 年 6 月 30 日，以太坊开拓者 Danny Ryan 公布，以太坊 2.0 的第一个阶段 (信标链阶段) 的类型已经冻结，这标着这一版本的类型将为实施人员们朝着信标链多客户端测试网进发，为正在举办的形式化验证、恍惚测试和审计事情等方面提供一个不变的方针。

PoW 协议很是重要，因为它们支撑了早期建设的区块链网络，可是这些区块链网络的效率很是低，也容易受到挖矿把持的影响，因为这种机制地赋予了拥有更多计较资源的参加者不公正的优势。有钱有势的小我私家和组织可以或许承担得起数量更多、速度更快、成果更强大的计较机硬件，这使他们有更大的时机乐成地办理每一个加密困难并得到嘉奖。譬喻，约莫 65% 的比特币挖矿是由 5 家挖矿团体完成的，理论上他们可以连系起来节制高出 50% 的算力市场。比特币矿工利用昂贵的 ASIC (专用集成电路) 矿机，这导致了比特币挖矿的家产化和部门会合化。

出格感激 Aidan Hyman、Greg Markou 和 Cayman Nava 审阅本文并提出很多有代价的发起。感激 Michael Karnjanaprakorn, Darren Langley, William Suberg, Bisade Asolo, Justin Drake，虽然尚有 Vitalik Buterin。还要感激 Digiconomist 和 Cryptofacts 的编辑和内容建设者。

我们知道，Serenity 是独立于当前的以太坊主链而正在被开拓，其一开始将与当前的以太坊主链并行运行。在将来，当前的以太坊旧链将被整合到以太坊 2.0 新链之中。我们还知道，以太坊 2.0 将分四个阶段连续推出。阶段 0 将推出信标链 PoS 网络，此阶段尚不能支持智能合约或 Dapp 开拓，但将为接下来几个阶段打下基本。

PoW 系统涉及到很多通过计较机硬件毗连至区块链网络的矿工。矿工们将他们的硬件投入到网络中以获取回报。算法为每个新区块配置一个方针值，矿工们竞相通过本身的硬件设备使本身成为第一个计较出方针值并添加新区块的人。为此，他们需要通过一个哈希函数来运行被提议区块的区块头数据和一个随机的「nonce 值」，该哈希函数将返回一串牢靠长度的混乱数字。假如这串数字与方针值不符，则变动 nonce 值并从头运行哈希函数。

由于以太坊挖矿凡是利用普通家庭电脑就配备的 GPU (图形处理惩罚器) 就可以举办，因此以太坊挖矿的会合化风险并没有比特币那么高。然而，ASIC 最近宣布了针对以太坊的协议，并且由于 ETH 挖矿今朝所依赖的 PoW 协议，因此以太坊挖矿仍然存在把持和会合化的风险。这就造成了比特币、以太坊和其他区块链网络不像最初设想的那样去中心化，从而危及这些区块链网络的独立性和实用性。

当以太坊网络于 2015 年启动时，该项目标恒久蹊径图被设想为四个阶段。每个阶段都由一组以太坊改造提案 (EIPs) 界定。这些都是以太坊社区提出和核准的提案。这些提案为各类以太坊客户端和开拓人员建设了需要遵循的指南。譬喻，以太坊当前处于第三阶段的 Constantinople (君士坦丁堡) 版本，此版本是通过四个 EIP 建设的，旨在提高以太坊网络的安详性、隐私性和扩容性。1

Byzantium 版本也对「挖矿难度」举办了调解，从而使以太坊网络挖矿会跟着时间的推移而越发坚苦，这主要是为了使网络在将来将凭据预期过渡到 PoS 机制 (下文将深入接头这一点)。

在介入 2018 年的 Devcon 4 集会会议期间，以太坊 2.0 研究者 Justin Drake 阐释了以太坊 2.0 团队如何但愿以太坊 2.0 网络可以或许在「第三次世界大战」中幸存下来，可能对面对高出 80% 的节点同时离线时幸存下来 。这个方针在其他不那么极度的环境下也很重要。好比，一场或多场与气候变革有关的重大灾害大概在数小时内摧毁大部门节点，可能像中国或美国这样的大国大概抉择克制以太坊和其他区块链网络，并试图消除处于其国度的节点。

由于 Casper 和 sharding (分片) 的引入将发生很多全新的、巨大的体制，因此以太坊 2.0 的主要设计方针之一是尽大概地低就逮络的巨大性，纵然这会导致一些效率方面的损失。

当这些阶段都实现了，以太坊 2.0 估量将具备以下特性：成为完全分片的区块链、运行 PoS 共鸣机制、更快的同步确认时间 (约 8-16 秒) 和 「经济上简直定性 (economic finality)」时间 (约 10-20 分钟) 4 。Vitalik 将 Serenity 视为「真正

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