以太坊|以太坊2.0方案及进展研究报告( 二 ) 交易

值得注意的是，本次合并将停止原链的 PoW 验证，且不会解锁此前质押到信标链的 ETH ，解锁将在合并后的第一次硬分叉中进行。这意味解锁前既没有 PoS 增发的 ETH 能够释放流通，也停止了通过 PoW 方式增发的途径，以太坊进入更强的通缩。此外，本次合并只是以太坊共识的改变，并不能实现性能的提升，因此 GAS 费并不会因为这次升级产生变化，需要等到之后升级中引入分片才能切实提升以太坊的可扩展性。
二、以太坊 2.0 方案2.1 以太坊 2.0 架构模型以太坊 2.0 方案模型图中从上至下分别为：
1.PoW Main Chain 是原以太坊主网。在以太坊 2.0 中，它将会作为信标链的一个分片继续运行。
2.Beacon Chain 是信标链，它是整个以太坊 2.0 系统的中枢部分。通过 Casper 共识协调管理所有独立并行的分片链，负责为分片链随机分配验证者，对整个系统的安全性起到至关重要的作用。通过交联作为各分片的锚定点以实现跨分片通信，并追踪每条分片当前的状态，为以太坊提供最终确定性保证。
3.Shard Chains 是分片链，以太坊 2.0 是可扩展性的来源，目前规划是建立 64 条分片链，每一个分片都有一组验证者委员会负责对区块进行打包和验证。它能在没有提高节点硬件要求且没降低去中心化程度的情况下，实现网络性能和容量的大幅提升。
4.VM 层是虚拟机，它是智能合约运行的基础环境，驱动着整个以太坊的运转。以太坊 2.0 将以 eWASM 将替代当前的 EVM ，这会提升智能合约的兼容性和执行效率。因为相比于 EVM ， eWASM 具有更好的性能以及更好的扩展性，可以支持 Solidity ， C++ ， Rust ， AssemblyScript 等编程语言，开发合约会更容易。此外， eWASM 也与当前的 Web 标准兼容，因而更容易在普通浏览器中运行，用户无需扩展程序即可访问 dApp 。

（以太坊 2.0 架构模型）

2.2 关键解决方案区块链有一个著名的不可能三角问题，即区块链系统无法同时在可扩展性、安全性、和去中心化程度这三项指标上做到最优，需要在这三者之间做一个取舍进行优化权衡。即使如 BCH 对区块大小进行扩容，效率提升的作用也很有限， EOS 通过 DPoS 共识牺牲去中心化来保证性能，但随之引来人们对安全的问题担忧。种种解决方案并不能完美解决不可能三角问题，目前公链无论是在扩展性、交易效率还是安全性能等多个方面都无法满足实际商业应用的需求。
定位于下一代分布式社会底层平台的以太坊，针对不可能三角问题提出了以下解决方案：
通过分片提升网络性能和容量，解决性能问题；
通过共识机制 PoW 转 PoS ，降低节点门槛，支持更多用户参与，解决去中心化问题；
通过信标链和 Casper 共识机制解决由分片和 PoS 引入的安全性问题。

（以太坊 2.0 解决不可能三角问题的具体方案，图片来源于欧易研究院）

2.2.1 解决性能问题——分片（Shards）分片（Shards）——提升网络性能和容量
分片是区块链扩容最佳方案，它能在没有提高节点硬件要求且没降低去中心化程度的情况下，实现网络性能和容量的大幅提升。物理空间上，分片是将公链网络中的所有节点划分为不同的分组，每一个分组叫做一个分片。原本公链中所有节点都要执行同样计算，在所有节点比对结果一致后写入区块数据中，整个网络严重受制于网络中单个节点所能处理任务的上限。现在将区块里的任务分组后分配给不同的分片处理，单个分片内的节点仅需承担全网的部分工作。假设分片数为 n ，则每个节点需要承担的工作量为全网工作量的 1/n 。于是各个分片可以并行工作，从而提升整个网络的承载能力。同理，全网容量也将变为原来的 n 倍。

（分片物理空间图，图片来源于 TokenInsight《分片技术研究报告》）

2.2.2 解决去中心化问题——共识机制 PoW 转 PoS共识机制 PoW 转 PoS——降低节点门槛，支持更多用户参与
PoW 机制下，成为验证节点的门槛较高，需要昂贵的专业矿机产生足够的算力来和同行竞争。采用 PoS 机制，以太坊可以有效降低验证节点的准入门槛。任何用户质押 32 枚 Eth 即有机会进入验证者委员会，这由信标链随机算法选出区块验证者和区块提议者，不需要比拼算力。其中区块提议者打包交易提议新区块，另外的区块验证者检验新区块，最终协作完成出块过程，对比 PoW 共识节点的工作大大简化。