以太坊|以太坊2.0方案及进展研究报告( 四 ) 交易

（跨分片通信过程，图片来源于欧易研究院）

2）共识机制 Casper——解决无利害攻击、长程攻击、简单攻击问题，以奖惩机制规范节点行为

Casper 是以太坊 2.0 的核心共识协议，负责管理系统节点，对验证者施行奖励和惩罚。
通过节点质押解决 PoS 无利害攻击问题，以奖惩机制规范节点行为
由于 PoS 存在\"无利害攻击\"问题，即在 PoS 机制下，恶意的节点验证者可以在没有任何损失的情况下把自己的币押在分叉链上推动硬分叉。因此在持币者需要向信标链抵押一定数量的 Eth（目前为 32Eth）申请成为节点，当被标记为\"active\" 之后，才能运行协议。
同时信标链也会跟踪和管理验证节点。节点们每成功打包一个区块，就会获得一个与他们所持有的 Token 成比例的以太坊系统奖励。节点负责出块、验证区块，还需要一直在线以完成系统分配给它们的任务。如果大多数验证者拒绝他们所建立的区块，节点将面临失去抵押 token 的风险；如果验证者没有履行对区块投票的责任，他们质押的 Eth 也会被罚没；如果验证节点的余额减小到验证阈值以下，则将被踢出验证节点池，无法继续参与验证工作。因此， Casper 迫使验证者诚实行事，并通过奖惩制度遵守共识规则。
确保链的最终确定性，避免 PoS 长程攻击、简单攻击
长程攻击指的是从创世区块开始，创建一条比原主链还要长的链，并篡改交易历史来代替原来的主链。简单攻击指的是分叉链在单位时间里面尽可能多的创造区块，以此来超过原主链长度所形成的攻击。对比 PoW ， PoS 没有两次出块之间强制延时的机制，攻击者可以短时间内让重写历史的链追赶上原本的主链，根据最长链原则来决定的话，很有可能出现真正的主链被篡位的情况。
以太坊将通过每 Epoch 周期一个的检查点实现链的最终确定性，避免这类风险。具体来看，以太坊将每个 Epoch 里的第一个 Slot 区块设置为一个检查点。参与共识的验证节点会对检查点投票。当检查点收到了超过 2/3 的的投票，且上一个检查点也是确定性检查点，那么这个检查点即是确定性检查点，这段区块就成为确定性不可更改的。所以 Casper 共识的一大改进是引入了显式的最终确定性只要是在最终性检查点之前的区块都是被确认的，区块信息无法再被篡改，没有被颠覆的可能，也无需后续的矿工用为已经确认的区块增加安全性。

（检查点，图片来源于欧易研究院）

三、展望和风险3.1 展望3.1.1 奠定行业地位以太坊 2.0 如果成功实施，将彻底解决以太坊的性能瓶颈。凭借其目前最大的生态规模，升级后更低的 Gas 费、更快的交易速度，加之 eWASM 更好的开发者体验和更高的可访问性，以太坊将成为公链领域不可颠覆的存在。
3.1.2 促进生态繁荣受限于底层公链的性能瓶颈，目前区块链无法服务于实体应用，超过千万月活用户的 Dapp 还没有出现。以太坊 2.0 如果成功实施，便可以支持大规模商业应用，届时，必定会将公链赋能于实体，助推 Web3 的腾飞，千万用户级的 Dapp 也将涌现。
3.2 风险3.2.1 落地风险以太坊 2.0 开发难度较大，虽然以太坊的框架已经确定了下来，但很多细节还在持续讨论和修改中，存在落地风险。由架构图可以看出，完成以太坊 2.0 需要有几个大的技术创新，实现智能合约分片与状态分片本身就有极高设计与开发难度，除此之外还需要考虑与原链的过渡与兼容，更进一步的增加了实现难度。以太坊作为一个发展几年的平台，代码结构已经变得非常复杂，底层重则修改难，对于原有架构的修改牵一发则动全身，需要考虑很多因素。
3.2.2 竞争风险根据公链 TVL 对比数据，虽然左边饼图中以太坊公链依然是以 55.4% 占比位居第一位，但右图面积图能清晰反映出以太坊上的 TVL 比例正在不断下降且被其他公链蚕食。

（公链 TVL 图，图片来源于 defillama）

许多公链致力于解决以太坊当前面临的扩展与性能问题，他们大都会在智能合约层兼容以太坊代码，可以最快速、最方便的让开发者能转移到自己的公链上来，所以以太坊面临的竞争压力是非常大的，如果以太坊不能及时的完成升级，将会给其他公有链超越的机会。高性能公链赛道里， Solana、Avalanche 和 Terra 等公链激烈角逐，地址数量迅猛增长，留给以太坊 2.0 的时间是紧迫的。