一文图解以太坊发展路线

以下内容改编自 4 月 9 日 (周五) 的演讲

本文讲的是通往以太坊的未来之路。Eth2 开发者团队将当前的以太坊称为 “eth1”，也就是现在我们所熟知的 PoW 链。而未来的以太坊既不是 eth1，也不是 eth2，而是...以太坊：

让我们来梳理一下现在的以太坊：

图：当前以太坊 (eth1链) 的运作方式

用户想要做一些事情 (“进行交易”)，因此将其交易发送给矿工，矿工把它们打包成块并添加至一条不断增长的链中。矿工运行 PoW 共识机制 [1]，以决定谁来添加下一个区块， 并执行区块中的交易，以确保交易是有效的。

图：PoS 机制代替 PoW 机制

PoW 也不全是糟糕的，但我需要一个吸引人的题目

PoW 需要大量硬件运行密集的计算，造成了过高的能量消耗。我们并不会像大多数加密货币批评者那样谈论资源浪费 (他们通常的说辞是“为什么我们要用一种消耗国家资源的支付系统”？)，我们所倡导的是，既然我们能够以相对较小的消耗去做同样的事情，那我们就应该这样做。

所以我们选择向 PoS 过渡，仅用一个小型服务器代替大量的挖矿设备，用验证者代替矿工。

图：如果他们没有做好第二步的验证工作，他们将会损失资产

那第二步是怎样运作的？验证者到底在验证什么？

图：将以太坊的活动分为两部分 (共识层和执行层)

共识层确保每个人就某个正确的数据达成一致。而执行层实际上会解释这些数据，使其有意义。“数据”即与区块链任何形式的交互，如，部署一个合约、在交易所进行交易、发送支付交易等等...

区块链的核心是在链中添加新的区块。当有新的区块添加时，该区块之前的状态会向区块后的状态迁移。这个状态汇总了从区块 0 到 N 的所有数据。

例如，如果该状态保存着记录 Alice 和 Bob 余额的账本，而新区块包含了 Bob 向 Alice 支付 10 代币的记录，那么这个新区块被添加至区块链之后，状态将会记录新的余额信息。“State after block N+1” (区块 N+1 之后的状态) 那个图中右边的虚线斑点就代表着添加了新区块之后的变化，这时可能会修改现有状态 (例如，Alice 和 Bob 的余额)，或创建新的状态 (部署一个新的合约，或将 Carol 添加到账本...)

第一步将共识层与执行层解耦；第二步从 PoW 向 PoS 转移

Rollups 和 eth2 主要为了解决上图计划中的第一点：去除共识层与执行层的相关性。那么这项工作的进展如何？

图：第一步已完成

自 2020 年 12 月以来，我们同时拥有着两条链在进行：

第一条，是 PoS-共识链 (又名，信标链)

第二条，是我们可靠的 PoW-共识+执行链 (又名，eth1)

他们同时运行，但他们也可以相互通讯。但是，目前还没有实现这种功能...

图：如何成为一名验证者

想要成为 PoS-共识的验证者，PoW-共识+执行链上的用户需要在存款合约中锁定 32 ETH，这会自动转移到 PoS-共识链中。一旦验证者被激活，他们就可以开始验证工作和获取奖励了。

图：合并

这种无法通讯的情况希望不会持续太久。“合并”将 PoS-共识链和 PoW-共识+执行链永久地桥接起来，也就是说验证者可以为执行层生产区块。合并后，我们拥有两种链：

PoS-共识链

一条基于 PoS 的执行链 (即 “eth1” 链)

合并之后，PoS-共识链的验证者将能够赎回以及提现他们的质押存款和奖励，并将其发送回到基于 PoS 的执行链中。[2]

因此我们需要从 PoW 环境中转向完全成熟的 PoS 环境。但是请注意，这一转变并没有怎么提高区块链的带宽 (一个区块打包多少执行交易)，这是分片要解决的问题。在此之前，让我们来讨论一下，当我们只有一条执行链时，有哪些方法可以提高执行的可扩展性。

图：将执行放在链下；将数据放在链上

(颜色总结：共识=紫色，执行=绿色，数据=黄色)