以太坊2.0 的上線將成為加密社區的重大里程碑事件，一定程度上會決定區塊鏈行業的發展走向，其中也將誕生許多參與機會，對整個加密生態的影響非常巨大。

以太坊2.0 的上線將成為加密社區的重大里程碑事件，一定程度上會決定區塊鏈行業的發展走向，其中也將誕生許多參與機會，對整個加密生態的影響非常巨大。

以太坊2.0 的上線將成為加密社區的重大里程碑事件，一定程度上會決定區塊鏈行業的發展走向，其中也將誕生許多參與機會，對整個加密生態的影響非常巨大。

以太坊2.0 的上線將成為加密社區的重大里程碑事件，一定程度上會決定區塊鏈行業的發展走向，其中也將誕生許多參與機會，對整個加密生態的影響非常巨大。

• 本文將試圖從參與者的角度理解以太坊2.0 的一些基本框架，以及展望一下隨之而來的市場機會。

• 以太坊的發展階段概要

• 以太坊的發展階段分成四個部分，分別是：

• Frontier 前沿-2015 年7 月上線；

Homestead 家園-2016 年3 月上線；

Metropolis 大都會-第一階段拜占庭2017 年10 月上線，第二階段君士坦丁堡2019 年2 月；

Serenity 寧靜–預計2020 年底上線。

以太坊的主網第一階段上線時，各方面功能都不完備，所以每一個階段的發展都試圖解決某一些問題，如可用性、性能提升，圖形界面優化等。前三個階段均使用PoW 型共識，而到了Serenity 寧靜階段，將轉為PoS 型共識。 Serenity 寧靜階段近兩年來被業內稱為以太坊2.0，代表了一次非常重大的升級。

以太坊2.0 的升級和前幾次的升級最大的不同，是在於這次升級不是一次傳統意義上的硬分叉，而是從Ether 從1.0 鏈向2.0 鏈的遷移開始。用戶遷移是自願的，所以會同時存在兩條鏈，一個是PoS 的Beacon 鏈，一個就是現在這條ETH1.0 鏈。根據路線圖，兩條鏈將分別繼續開發，然後會最終合二為一，是一種巧妙也是比較現實的方法（也是考慮到ETH1.0 巨大生態的可持續性的無奈之舉）。

Beacon 鍊主要的是完成PoS 和分片的實現，解決擴展問題，1.0 鏈要繼續進化到1.x, 到完成無狀態以太坊的實現，解決狀態爆炸問題。最終，是為了以太坊實現擴展性，如Vitalik 所說，ETH2.0 is all about scaling。

Consensys 描述的ETH2.0 的三個階段：

以太坊1.0 到1.X （無狀態以太坊的開發）

以太坊1.0 的歸宿-以1.x 狀態成為2.0 的分片鏈

ETH1.0 的留存目的之一繼續作為當前以太坊生態的基礎鏈繼續存在。 2.0 的升級過程中首要考慮的因素是，目前還有大量的Dapp 在1.0 鏈上，還有大量的開發者圍繞著1.0 進行各類產品/ 優化/ 底層/ 擴容的研究和開發。

而2.0 的Beacon 鏈在一開始是沒有辦法進行Ether 轉賬的，轉賬只能發生在分片鏈上，而分片在2.0 的Phase1 才可以實現，在Phase2 上才會重啟智能合約，所以這些智能合約只能在Phase2 階段遷移過來。因此1.0 也是保證以太坊目前的生態發展不受影響。

另一方面，1.0 將會繼續進化到1.x，這樣以太坊的兩條鏈在分別完成自己的任務之後，將開始合併。所以完整的ETH2.0，既包括了寧靜階段的三個Phase，也包括了當前ETH1.x 的研發結果，直至合二為一。

目前的方案是，ETH1.x 作為2.0 的一個分片鏈而被合併，狀態則完全遷移到2.0 上，這樣現在的生態可以不受影響的直接遷移。

以太坊1.x 肩負無狀態以太坊的研發

以太坊使用的是MPT （ Merkle Patricia Trie）數據結構，但是隨著區塊的增加，其次存儲數據量也在不斷增加，以後勢必造成狀態爆炸的狀態。

每一筆新的交易，都需要去遍歷一遍MPT 樹，這對於擴展性來講負擔較重。所以無狀態的概念被提了出來，就是當客戶端節點可以不保存狀態，但是仍然可以驗證交易。而之前的狀態通過狀態見證者就可以得到實現。

所以在1.x，將會出現有兩類重要角色，一類是區塊見證者（block proposer），包含了交易信息，和之前交易需要訪問的所有狀態和見證信息。另一類是狀態見證者（state provider），保存了所有之前狀態的信息，用以提供交易的驗證。

新的角色需要新的激勵，以太坊基金會研究員Sam Wilson 及Ansgar Dietrichs 一起探討了狀態見證者的三種激勵模型，還比較早期，這裡把三類模式的探討列在此處：

除了無狀態以太坊，開發者也討論過狀態租金的模式，以限製過於龐大的狀態增長，但是開發者也討論過狀態租金的模式，但可能對現有的智能合約和Dapp 影響較大（不交租金將導致合約停用），需要硬分叉實現，會引發較大爭議，所以目前對狀態租金的研究已經擱置，資源導向了還是無狀態或者半無狀態的開發。

簡要而言，無狀態以太坊的研究不僅是1.x 的問題，最後也會變成以太坊2.0 的的通用模式，以太坊基金會就認為未來以太坊2.0 的分片鏈一定是無狀態的。

以太坊2.0 要解決的問題

以太坊2.0 有四個需要解決的問題：分叉選擇、最終性、分片、驗證者責任。並分別用不同的技術和製度手段去實現。

分叉選擇-保證安全性

以太坊2.0 使用LMD GHOST (「Latest Message Driven Greedy Heaviest-Observed Sub-Tree」) 作為分叉選擇。這裡麵包含了兩個協議：LMD 和Ghost：

Ghost 是一個在PoW 鏈上就非常應用成熟的協議，是一種最長鏈的原則，和BTC 上的最長鏈原則相比，Ghost 選擇子樹最多的協議，所以最長的鏈未必是Ghost所選的鏈。相比最長鏈原則，Ghost 原則可以做到：1 收斂；2 抗51% 攻擊；3 TPS 和最長鏈差不多，但是安全性沒有下降。 Ghost 協議也是目前以太坊1.0 所使用的協議。

LMD 是在2.0 新加入的分叉原則，和Ghost 一起構成了LMD GHOST。 LMD 就是指最新的消息。由於在2.0 中採用PoS 加入了驗證者的角色，最新的消息就是指更多驗證者的證明，就是在Ghost 原則裡，再加入更多驗證者的證明(attestation)，這就使得最長的鏈變成權威鏈（canonical chain），根據Casper 協議擁有最終確定性。

最終性問題-不會被逆轉，解決長程攻擊

以太坊2.0 的最終性由Casper 協議來解決。

PoS 類型的共識有三類：中本聰類型的共識、PBFT 基礎的共識（Tendermint，Casper FFG）和以鍊為基礎的共識(Casper CBC)。但是只有後兩種可以達到最終性。

所謂最終性就是當一個區塊被確認過以後，就基本不會被逆轉。而中本聰類的共識，是依靠概率去「確定」最終性的，就是還可以被小概率事件所推翻。而PBFT 類或者CBC 類的最終性，即是100% 概率的最終性，除非1/4 （CBC）或者1/3 （PBFT）以上的驗證者站出來去反對，才可以翻轉這個結果。

Casper FFG 對PBFT 進行了改良，繼承了PBFT 的優點，並針對PBFT 不可抵抗共謀進行了設計，並加入了抽象的共識機制、抗長程攻擊、災難性崩潰等機制的設計，並開始整合分片方案，成為ETH2.0 phase0 階段的共識機制。

Phase0 會開始採用一個修改後的FFG，最終在Phase2 或以後部分完成CBC 的轉換，CBC 擁有更高的安全性和理論性質，但複雜度和效率較低，實現起來難度大。

分片是2.0 實現擴展的基本設計

為什麼要分片？共識協議改變成PoS 是對擴展性是沒有提升的，擴展性依靠的是分片。分片是計算機術語，數據庫的分片已經久已存在。分片的難點在於維護安全性，因為一旦分片，每個分片的安全性就要自己維護。

2.0 的主要做法是，通過洗牌Shuffle，通過偽隨機來選擇一批驗證者，隨機給分片鏈進行投票。如果沒有隨機，那可能大量的惡意驗證者被分配的到一個隨機驗證委員會，這樣通過洗牌，可以確定的是即便有1/3 惡意攻擊者存在的情況下，對分片鏈的攻擊成功概率仍然很低。

除了分片以外，Layer2 一直也是擴展的主要途徑。 2.0 下Layer2 仍然必要。目前來看2.0 下若分片可以順利實施，則Layer2 的必要性可能不大。但關鍵在於分片實現的時間和穩定性。

• Vitalik 自己都對以rollup 為代表的Layer2 的方案都很積極，分片的實現還需要好幾年，目前Layer2 就可以直接在1.0 上使用，那擴容在今後幾年都需要依靠Layer2，所以這是非常必要的一個方向。即便2.0 分片實現，Layer2 變得可能沒有那麼必須，但仍是可選方案，彼時其相比分片將非常成熟。

• 驗證者責任

• 驗證者validator 在Phase 0 階段有三項任務：

在每一個epoch 驗證attesting 信標鏈；

收集同一委員會驗證者證言attestations；

被隨機選入驗證者隊伍後，對信標鏈上出塊。

以太坊裡的時間間隔有兩個單位：一個slot 為12 秒，一個epoch 為32 個slot=6.4 分鐘。 1 個epoch 中，驗證者以驗證者委員會的方式去進行出塊，每一個驗證者委員會將以委任一個slot。

委員會裡面的驗證者驗證信標鏈的鏈頭並進行廣播。出塊者proposer 將從委員會中隨機選出。被隨機選上的驗證者將負責出塊並獲得獎勵，若是違反了出塊規則（如二次投票或者循環投票），或者不在線，則會被罰沒slashing。

關於slashing 的討論我們放在下一部分。

以太坊2.0 的Staking 問題

以太坊2.0 對於參與者來說最重要的特性就是可以進行staking 了，而且可以從Phase 0 就開始，這其中涉及質押回報、長期鎖倉、經濟獎懲等諸多問題，本部分嘗試就重要方面進行討論和解答。

• Beacon chain 質押參與率

• 就32 個Ether 就可以遷移到Beacon chain 這個限制，目前已經有接近11.7 萬個超過32 個Ether 的地址。雖然數量一直在增加，但是從斜率上看，增加的速度已經維持了2 年沒有什麼變化，而不是因為近期以太坊2.0 上線的消息。

• 因為轉移是自願的，用戶無非就是考慮幾個事情：

• 鎖倉收益率；

操作難度（獎懲機制）；

流動性風險；

機會風險。

鎖倉收益率並不完全確定，而是根據參與人數量最終確定，Vitalik 給過一個鎖倉收益率的測算，大概如下：

如果是最低限度的人參與質押，即剛剛好524,288 個Ether （或持有至少32 個Ether 的16,384 個賬戶）參與抵押，那收益率將非常高。但這似乎很難做到的，如上所示超過32Ether 的地址已經多達11.7 萬個，僅這樣計算，就高達3,740,000 個ether 要進行抵押。

補充：以太坊2.0 的Phase1 則需要至少262,144 個賬戶或8,388,608 個ether 參與

當然採取觀望態度的人會很多，但單地址中多於32ether 的用戶也會很多，很多大戶持有的Ether 量非常大，用戶可以進行多賬戶分配參與抵押，所以我們預計質押Ether 突破300 萬個並不困難，收益率很有可能下降到10% 以下（根據Vitalik 的測算表）。

另外就是那些不足32 個的想參與質押服務的，可以通過staking 服務商的類似「合併賬戶」的服務進行質押，所以最終的質押率不會太低。 Consensys 做了份調查，那些願意自己做validator 的用戶，預期自己跑的節點數量，可見一個用戶跑多節點的情況會很常見。

操作難度-獎懲機制

以太坊2.0 引入了懲罰機制，還細分成slashing （罰沒）和inactivity leak （不作為懲罰）兩類。

Inactivity leak 要求驗證者持續在線，不然會導致不作為懲罰。如果驗證者出現了雙重投票或者循環投票，那可能被罰沒，如果罰到低於16eth，會被踢出驗證者隊伍。

所以懲罰機制是抵押最關心的問題，這也使得很多用戶退而求其次，選擇staking provider，但即便如此，還是對slashing 最為關心。

用戶最關心的三大功能：1）非託管錢包；2）罰沒機制；3）複合收益率

因為懲罰和罰沒機制存在，ETH2.0 也提供對應的正向獎勵，下面進行一下介紹：

反向懲罰

不在線罰沒inactive leak：

不在線罰沒主要是針對驗證人不在線的情況，基本是兩種模式：

1）單純的錯過了一些出塊的驗證，這樣只是失去應得的出塊獎勵，正常的比如線下維護是可以接受的；

2）還有就是以太坊2.0 需要全體2/3 驗證者（資金）在線的需求，是為了保證整個網絡的安全性。所以當有大規模的驗證者在線下的時候（比如超過1/3），這樣系統就會自動減少不在線驗證者的資金餘額，直到線上驗證者的資金餘額超過全網2/3，這種情況可能發生，但是概率不大，比如出現世界災難的情況；

3）還有一種極端情況，是不在線和退出-加入的情況，可能會引發類似Cosmos 第一次slashing 一樣的懲罰，即兩個驗證者分別驗證不同的交易或塊，雖然並非故意，還是遭遇到了系統的slashing。

懲罰slashing：

重複投票double target vote。重複投票的極端情況可以變成PoW 型公鏈的雙花問題。主要是指驗證者在一個epoch 中分別投票給了不同的區塊，會造成一下出兩個塊的的情況。如果是一個驗證者用一個Ether 分別交易兩次，然後分別投票給兩個區塊，這就會變成雙花問題。但是防止二次投票主要不是為了雙花問題，而是防止被攻擊。

重複提議double proposal。重複提議是指提議者proposer 在一個slot 裡提出了兩個不同的區塊。

循環投票surround voting。循環投票有一些類似，但是可以是不在一個epoch，比如一個投票者在一個epoch 投給了一個鏈，但是在之後epoch 投給了另外一個鏈，表示他同時認同幾個鏈的事實。循環投票將導致長程攻擊的出現。這兩類懲罰在Phase0 就會出現，之後會根據分片出現更多的獎懲機制。

正向激勵

正向獎勵也分成三種，前兩種和slashing 相關，第三種分成五類，為一般驗證者獎勵：

舉報者獎勵：

• 當一個驗證者可以提供其他驗證者違規行為（該行為並被判定為slashing 行為）

• 出塊者獎勵：

那些驗證者會被隨機選為proposer，以獲得出塊獎勵。可以優良中獲取獎勵的方式：

加入有效舉報的證明；

加入其他驗證者的新的驗證attestations。舉報的獎勵會按照7/8 和1/8 分別分配給舉報者和出塊者，但是在Phase 0 階段，全部獎勵只會分配給出塊者。

• 舉報的獎勵

• 證明者獎勵：

• 證明者獎勵是指一個驗證者同意一個2.0 中的決議，這類獎勵也分成五類：

• 包含所有驗證；

• 指定正確的檢查點驗證；

制定正確的區塊鏈頭驗證；

鏈上迅速驗證；

在指定分片中指向正確的區塊。

這五類獎勵都和基礎獎勵base reward 掛鉤, 基礎獎勵的計算方法如下：

其中有效餘額為每個驗證者有效抵押餘額，基礎獎勵因子為一常數，總餘額為所有驗證者有效餘額之和，單epoch 基礎獎勵也為一常數並反映了一個epoch 內的獎勵之和。每種獎勵具體計算可參加CodeFi 報告。

為什麼需要懲罰和罰沒？

Slashing 是ETH2.0 中爭議比較大的一個設置，但是以太坊基金會在闡述CBC Capser 時也明確提到，啟用Slashing 的意義在於以下兩點：

抵禦攻擊。 Slashing 讓51% 的攻擊要消耗大量成本，而且攻擊後可以迅速恢復。這樣讓攻擊者的成本提升到比獲得更多，讓攻擊者選擇去做驗證者。

客服驗證者困境。驗證者的不作為是是驗證者困境中的最大的問題，對錯誤事項進行簽名進行懲罰可以有效緩解。

長期鎖倉的風險和解決辦法

長期且時間不確定的Ether 鎖倉是妨礙用戶質押ether 的一個比較重要的原因。在2.0 的Phase 0 階段，Beacon 鏈的質押是一種單向不可逆的過程，用戶質押的32 個Ether 將無法交易，雖然可以有staking 的補償，但是用戶沒有辦法自由轉賬，所以這也會妨礙大眾轉入Beacon 鏈的意願，因為這關乎Beacon 的啟動是否可以以最低限度開始16,324 個驗證者或者524,288 個ether 的抵押。

Consensys 的研究提到目前有像liquidity staking working group 這樣的組織在研究流動性質押的課題，將可以應用到Beacon chain 質押上，但是會面臨價值的可分離性，質押/ 流動比率，和驗證者轉換風險等問題，這都是值得探索的方向。

Liquidity staking，就是指用戶可以在staking 的同時，可以獲得staking 資產的流動性，並且可以把staking 作為一種質押資產。將有兩類方式進行流動性的質押，一類是中心化的方式，包括礦池、錢包或者交易所等，通過大量質押完成流動性的切換，用戶可以直接在場內就完成流動性的管理和交易。另一類就是去中心化的方式，通過智能合約完成，也就是到Phase2 才可以實現。所以目前來看中心化的方式先發優勢很大。

當然中心化礦池或者交易所如果做大，過於中心化也比較有問題，比如交易所利用質押Token 去做一些合約用戶意願相反的方向的投票，甚至大的礦池聯合賄選等（到了Eth2. 0 的CBC 階段才有反賄選的機制）。反倒是去中心化的方案基於Eth2.0，屬於生態內的一部分，有可能會受到社區的支持，只是看用戶到底選擇經濟利益還是治理權力罷了。目前大部分用戶更關心經濟（這也是目前區塊鏈治理的困境），但是不代表以後治理層面的因素不重要。

我們了解到目前可以解決流動性鎖倉的方法基本上只有一種，就是在Ether 鎖倉的時候，託管方(可以是驗證者也可以其他合作方) 同時發一個流動性的Token，將以太坊挖礦的權益賦予到這個Token 中，這個Token 也可以流通。因為將有很長時間的BETH 鎖定期，所以這個新發Token 的活躍時間會很長，不僅具備期貨屬性，還具備一定的債券屬性，類似一種2 年到期的國債期貨（以BETH 的超級信用來講），將成為一個很大的市場。

從服務的全面性來講，中心化的服務仍然是最有可能跑出的。會涉及到發Token、流轉、回收、對付以及staking 服務，所以中心化的交易所、錢包或者託管方，最有可能把這些服務集成起來，是相當大的一塊新增份額。

也有一些去中心的項目開始做2.0 的相應的流動性服務，比如Rocketpool，通過智能合約，發行代表BETH 的Token，連接用戶和node operator。相當於基於智能合約的一個流動性的插件，用戶和staking provider 都可以接過來，獲取Token 獎勵。但由於只有到2.0 才可以實現智能合約，所以市場節奏並不佔優。

以太坊2.0 的商業意義和機會

以太坊2.0 的上線對於整個區塊鏈生態，都是一件積極的事情：

第一，以太坊2.0 將實現更高的安全性和可用性（理論和實踐層面），證明了區塊鏈可以作為世界計算機去承載應用。以太坊的商業模式一旦證明是成熟的，整個區塊鏈將進入主流商業社會，VC/PE 的融資將加速。

第二，目前沒有看到以太坊達到2.0 以後還有什麼計劃，寧靜或許就是最終的階段。因為開發時間週期長，為整個區塊鏈提供了詳細的參照樣本，後起的新鏈可以持續吸取經驗。

第三，互操作性的鏈可以和以太坊直接交互，大規模的資產遷移和應用遷移成為可能。

第四，分片鏈有更大的包容性，各類鏈也可以選擇成為以太坊生態的一部分。

對於以太坊本身來講，可以實現更多商業層面的實現：

第一，DeFi 將可以在用戶層面和CeFi 競爭一下了。目前DeFi 各個方面的表現，仍然不可能和CeFi 相比，原因確實是底層太慢，導致應對極端事件不利，而且易用性還達不到互聯網產品的門檻。

第二，之前火過的Dapp 可以重新登上舞台了，甚至可以從分片鏈的角度重新建立專屬的應用鏈。

第三，以太坊2.0 可以變成資產上鍊的最佳選擇，絕對安全、全球通用的平台。預計以太坊上承載的鏈上資產將爆發，很大概率超過以太坊的市值本身。