阶段 1 (2020 年)：启动分片链

阶段 1 将加入分片链组件，实现 Beacon 链+分片链。但该阶段只是试运行分片结构，并不是真正的用分片实现扩展，Beacon 链将分片链区块视为没有结构或含义的简单比特集合。分片链此时依然没有账户、资产和智能合约。

Beacon 链将支持 1024 条分片链，每条链都有一组 128 个验证者组成的委员会来验证。Beacon 链为每个分片在每个周期随机选择分片验证者，分片验证者通过「交联」证明分片的内容和状态。

需要指出，在阶段 0 和阶段 1，以太坊 1.0 和以太坊 2.0 之间没有数据流通，以太坊依然运行在 PoW 链。

阶段 2 (2021 年)：启动虚拟机层

阶段 2 将加入虚拟机层，它是以太坊 2.0 的最后一个重要组件。实现 Beacon 链+分片链+虚拟机层的以太坊才是一个我们熟悉的完整的公链系统，以太坊 2.0 的可用性将在这个阶段正式实现。

此时，智能合约被引入系统，资产也能够在链上自由转移;分片链从单纯的数据标记器变成功能完整的区块链，交联操作支持跨分片的通信;一些最常用的开发工具也可能被移植到以太坊 2.0，以支持 EVM2。EVM2 是以太坊新的虚拟机 eWASM，基于 Web Assembly，支持多种编程语言实现智能合约。

虽然以太坊的分片技术路线图总共包括七个阶段，但在进入到阶段 2 后，以太坊就将从 PoW 链迁移到 PoS 链，从 1.0 时代真正进入到 2.0 时代。

32 ETH 的船票贵不贵

以太坊 2.0 中的新资产叫 BETH，它有两种生成途径，一是由以太坊 1.0 中的 ETH 转化而成，1ETH 生成 1 BETH;二是在以太坊 2.0 中质押 BETH 参与 Staking，作为验证奖励生成。

由于在阶段 0，用户可以在 Beacon 链存入 32 个 BETH 成为验证者，姑且可以理解为花 32ETH 买张船票，跟随以太坊前往以太坊 2.0 新大陆。问题是，你愿意上船吗?

鉴于在阶段 2 之前 BETH 是不能在账户间转移和交易的，以太坊及其各种应用也依然运行在 PoW 链上，所以当 Beacon 链上线后，用户会把 ETH 转化为 BETH 的唯一原因是用 BETH 参与 Staking，以获得更多的 BETH。

根据之前的资料，ETH 与 BETH 之间的转换是单向的，即只能通过合约用 ETH 生成 BETH，而不能把 BETH 重新换为 ETH。

这带来的一个问题就是 1 枚 BETH 的价格上限为 1 ETH，BETH 永远不会比 ETH 更值钱，因为 1ETH 还包含了一个从 ETH 转为 BETH 的权利;同时，转为 BETH 还意味着为期两年的锁仓期。

不过以太坊创始人 Vitalik Buterin 最近在一次讨论中提到了 ETH 与 BETH 双向兑换的可能性，以太坊联合创始人 Joe Lubin 近日在接受采访时也表示可能存在双向机制。但双向机制可能带来一个新的问题：BETH 通过 Staking 增发，但 ETH 不能参与这种增发，双向兑换对以太坊 1.0 链上的资产是不利的。

以上两种不同的方案会影响用户把资产从 ETH 转为 BETH 的动力，进而可能影响以太坊从 1.0 过渡到 2.0 的平稳性。用户是否愿意把资产转移到 Beacon 链这个问题会在阶段 2 到来后变得严峻，以太坊采用的解决方案也许会在这两年内根据情况不断地调整和变化。

既然转换方案未定，我们不妨先看看用户迁移资产的另一种决定性的动力：抵押 BETH 参与 Staking 的收益。

至少在目前阶段，用户并不能通过加入权益池以任意数量的 BETH 参与进以太坊 2.0 的 Staking，用户只有在 Beacon 链上质押 32 BETH (2^5)才可以获得验证者资格：用户在当前的以太坊 PoW 主链上发送 32ETH 至一个注册合约，合约会生成一个「验证者委员会成员名片」，让用户成为以太坊 2.0 的验证者。

BETH 的质押回报率如下表所示，这是 Vitalik Buterin 今年 4 月发布在 Github 上的一份提案，并且已经被添加到以太坊 2.0 的规范中：

如果总共质押了 100 万个 BETH (2^20)，系统每年最多可增发约 18 万个 BETH，质押最大年回报率为 18.1%;如果质押 1000 万个 BETH，每年最多可增发约 57 万个 BETH，最大年回报率为 5.72%;质押上限为 1.34 亿个 BETH (2^27)，此时每年最多可增发约 209 万个 BETH，通胀率维持在 2% 以下，回报率为 1.56%。

以太坊基金会研究员 Justin Drake 认为 3000 万个 BETH (2^25)的质押是最有利于系统健康的，此时通胀率维持在 1%，回报率为 3.3%，假设每个分片每年平均消耗 1000 BETH 的 Gas，通胀率将降至 0.5%，质押者的回报率将达到约 5%(链闻注：Drake 预估的是以太坊正式运行在 2.0 上时的最优质押率)。

这里有两个指标可以用来做比较：一是如今以太坊上通过金融产品存入以太的回报率，二是 Tezos 与 Cosmos 等 Staking 项目的回报率。

验证者需要投入的另一个成本是运营成本，但它似乎在可接受的范围内。

Ethhub 创始人 Eric Conner 在深挖以太坊 2.0 相关规范并同相关研究人员对话后，对验证者年度运营成本的估计是：每个 Beacon 节点需要 120 美元，每增加一个验证器，即每多质押 32 BETH 时需增加 60 美元。

所以，从回报率的角度来看，用户在阶段 2 之前把 ETH 转为 BETH 的动力可能主要取决于三个因素：参与 Staking 的 BETH 数量、ETH 与 BETH 之间的转换方式、32ETH 的门槛。(链闻注：本文未涉及币价波动这一影响因素)

不过无论 32ETH 的「船票」贵不贵，有两类用户可能都会在第一时间参与进以太坊 2.0，他们为以太坊 2.0 的运行提供支撑，即使 2.0 还没有正式运行以太坊：

一类用户是区块链生态的参与者，尤其是以太坊生态的参与者，投入 32ETH 是有价值的;一类用户是以太坊一直以来的支持者，他们手中 32ETH 的「成本价」可能并没有那么高，同时作为在未来也会长期持币的用户，用 BETH 参与 Staking 可以让他们获得更多的 BETH。

如何保证 PoS 链的安全性?

Beacon 链是 PoS 共识，如果用户缺乏动力把 ETH 转为 BETH 参与 Staking，会不会影响以太坊 2.0 的安全性?

实际上，以太坊 2.0 通过机制设计保证了自身较高的安全门槛。

首先是惩罚机制。如果验证者有恶意行为，比如同时给两个区块投票，其质押的代币就会被罚没。

如果以太坊 2.0 共识失败，将意味着有 1/3 的活跃验证者违反了消减条件，也就是说，一次成功的攻击伴随着的是质押代币总量中的 1/3 被销毁，这是攻击者要付出的成本 —— 不同于 PoW，在 PoS 下「作案」是要把「作案工具」一并没收的。

另一个，是Beacon 链的「验证者集-委员会-证明者」的区块验证方式：活跃的验证者构成验证者集，该集的一个随机抽样子集形成委员会，委员会中的证明者对区块签名验证。

即使验证者集中有超过 1/3 的验证者是不诚实的，委员会被不诚实验证者掌控(即不诚实验证者超过 2/3)的概率也很低，并且随着委员会验证者数量的增加，委员会被掌控的概率迅速降低。

假设我们有 1000 位验证者，其中 333 位是不诚实的，当一个委员会由 1 名成员组成时，该委员会被不诚实验证者掌控的概率是 33.3 % ;当委员会由 13 名成员组成时，被掌控的概率则只有 10 %。

以太坊 2.0 在初始阶段的委员会验证者数量下限是 128 位，即使不诚实者控制了验证者集中的 1/3，攻击成功的概率也不到万亿分之一。

以太坊 2.0 如何实现随机性?

在有效的机制设计下，影响以太坊 2.0 安全运行的最重要的一个因素就是随机性，Beacon 链诸多协议的执行都是基于「随机数」来完成的。因此，我们简单介绍一下以太坊 2.0 中随机性的来源。

以太坊 2.0 是通过 RANDAO + VDF (Verifiable Delay Function，可验证延迟函数)来解决随机性问题的。

RANDAO是一种生成随机数的方式，它会内建在 Beacon 链的逻辑中，参与者(此处就是验证者)各自独立提供一个随机数，RANDAO 将这些随机数相加得到一个新的数字，并把该数字作为随机数输出。

但 RANDAO 有一个缺点：最后一个公开随机数的人是可以预测 / 操纵随机数结果的。因为他知道前面全部的值，所以能够通过自己出随机数还是不出来影响最终的输出。因此，我们需要在 RANDAO 之上加入 VDF。

VDF简化来讲是指在输入一个值后，需要运算很长的一段时间才能得出结果，但这个结果是可以轻易被验证的。VDF 把 RANDAO 产生出来的随机数作为种子去生成新的随机数，而系统使用的是 VDF 提供的新随机数。

因为 VDF 随机数的计算时间足够长(以太坊 2.0 中， VDF 为 102 分钟)，最后一个公开随机数的人是无法在自己提供随机数的时间内计算出结果的，也就无法通过自己的行为来影响最终的随机数(以太坊 2.0 中，RANDAO 每 6.4 分钟就完成一个随机数的输出，这个时间 / 过程也被称为一个 epoch)。

RANDAO 的周期是 6.4 分钟，VDF 的周期是 102.4 分钟，因此以太坊 2.0 中会有 16 个 VDF 同时运行，为系统每隔 6.4 分钟生成一个随机数，Beacon 链将以此为基础完成自己的工作。

需要注意的是，区块链上的随机数问题是个难题，RANDAO + VDF 同样也需要被进一步验证。

做个勇敢的探索者

以太坊 2.0 客户端 Nimbus 的测试网已经上线，它被称作 testnet0，运行了一条能够在节点间同步信息的 Beacon 链，并且节点可以分布在远程的设备上。

此版本设置了 400 个验证者节点来维护网络的运行，其中有 50 个验证节点是留给「勇敢的探索者」的，任何人都可以加入。这里我们提供一条小贴士：如果遇到问题，可以在 Status 的 #status-nimbus 频道进行询问。

使用 Go 开发的以太坊 2.0 客户端 Prysm 以及使用 Rust 开发的 Lighthouse 都即将发布测试网。如果一切顺利，Beacon 链，即阶段 0 的以太坊 2.0，会在今年年底上线，就如路线图中规划的一样。

几乎所有人都尊重和喜爱以太坊，但人们也会谈到它的「历史包袱」。如果说以太坊是一艘船，它似乎是一艘笨重的船，难以协调、行动迟缓。

但笨重的船也有它自己的优势，它有更完备、更安全的基础设施、它有更坚持、更彻底的分布式路线，如果把目光放长远，这种船或许才是能承载更多生态、承担更长旅程，最后到达未知大陆的船。

现在这艘船即将起航，海员招募就要开启。你，要一起来吗?

近段时间以来，以太坊社区已经正式发布了Casper的第一个版本Casper FFG，众所周知，一旦Casper FFG被实施，那就代表着以太坊将会先进入一个POW+POS混合挖矿的阶段，而这个阶段大多数的区块仍然是通过POW来产出，而有1%的区块则会开始交给POS节点，也正是因为这样的情况，让广大投资者对于以太坊POW转POS产生了兴趣，不过大多数投资者连以太坊POW转POS是什么意思都不了解，下面小编就给大家详细说说以太坊POW转POS是什么意思？

以太坊POW转POS什么意思？

以太坊POW转POS简单点说就是以太坊从原来的POW机制转POS机制，以太坊打算在未来转向POS机制(权益证明)。据推测，转向POS后可以将消耗的能量减少一百倍，即大约99%。

有专家声称加密货币消耗了太多能量，效率低并且对环境不友好。还有一些报告显示，挖掘加密货币比开采黄金消耗更多的能源。

以太坊创始人Vitalik Buterin承认，以太坊挖矿可能比冰岛消耗更多的电力。因此，为了增强其竞争优势，Vitalik表示：“最近的以太坊升级应该通过用PoS替换PoW，仅使用当前能耗的1%来完成交易。”

以太坊最初的目标是成为世界计算机，这个区块链在第一个引入智能合约的同时，也给它带来了一个蓬勃发展的开发社区。尽管以太坊的价格最近远远低于200美元，但它曾在2018年早些时候达到了大约1400美元的高位。

与比特币类似，以太坊的共识机制是PoW机制(工作量证明)，以确保区块链的安全。然而，Vitalik Buterin强调了为保护以太坊区块链而消耗能源的重要性。即使人们不关心基于PoW的区块链所带来的生态问题，也要考虑下有些人已被剥夺了电力等基本需求的情况。

在很大程度上是因为在基于PoW的区块链中，矿工互相竞争验证区块链网络上的交易，并获得相应的激励。这要求矿工们在计算能力方面具有优势，这将导致耗费数百万美元的电力，以及与挖矿有关的成本。

以太坊POW转POS的三大关键原因：

1.在相同成本条件下，PoS提供了更好的安全性

最简单的方法，就是把PoW和PoS放在一起，看看在区块奖励为每天1美元的网络中，进行一次攻击的成本。

(1)基于GPU的工作量证明

你可以便宜地租用GPU，所以攻击网络的成本只是租用足够的GPU功率以超过现有的矿工成本。对于每1美元的区块奖励，现有矿工的成本支出应接近1美元(如果他们支出更多，矿工将因无利可图而退出，如果他们支出较少，新的矿工可以加入进来并获得高额利润)。因此，攻击网络的花费并不会很高，而且只需要进行几个小时的时间。

总攻击成本：假设进行6小时的攻击，大约为0.26美元，当攻击者获得区块奖励时，有可能降低为零。

(2)基于ASIC的工作量证明

ASIC是一种资本成本：当你买了一台ASIC矿机，你就可以期望它能在2年内使用，直到它磨损或被更新、更好的硬件淘汰。如果一条区块链受到51%攻击，社区可能会通过更改PoW算法来响应，而你的ASIC矿机就会失去其价值。平均而言，在挖矿成本当中，持续成本约占1/3，资本成本约为2/3(请参阅这篇文章)。因此，对于每天1美元的区块奖励，矿工们将花费大约0.33美元/天的电力+维护费用以及约0.67美元/天的ASIC矿机费用。假设一台ASIC矿机的使用寿命为2年，那么一个矿工将需要花费486.67美元来购买这样的ASIC硬件。