800 多个验证节点！ 以太坊 2.0 测试网的启动到底意味着什么？

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前言：随着Nimbus、Prysmatic Labs等团队陆续发布以太坊2.0信标链测试网，以太坊2.0 Phase 0的开发进度不断取得新进展。 这些测试网的意义不仅仅是人们可以忘记的“一条新闻”，它们对以太坊这个保护数十亿美元资产的区块链网络的未来发展具有影响。 意义。 对此，加密货币研究人员 Mohamed Fouda 将基于 Prysmatic Labs 团队最新发布的 Sapphire 测试网，探讨其对于开启以太坊这场伟大革命的意义。

本月早些时候，Prysmatic Labs 团队使用 Prysm 客户端发布了 Sapphire，这是以太坊 2.0 网络第 0 阶段（信标链阶段）最完整的公共测试网。

Sapphire 测试网的推出受到了以太坊社区的热烈欢迎。 许多人立即开始运行该软件并向 Prysmatic Labs 团队报告相关问题。 以太坊 2.0 测试网上的验证者节点数量迅速超过 800 个。这表明以太坊社区非常希望为备受期待的以太坊 2.0 网络升级做出贡献。

“哇！我刚刚成为 ETH 2.0 测试网的验证者。@prylabs 太棒了！整个过程很顺利，除了我遇到了一个错误并重新启动了我的节点。您也可以通过以下说明参与：alpha .prylabs.net/参加”

虽然我们很兴奋，但重要的是让更广泛的以太坊社区了解以太坊 2.0 测试网：为什么 Prysm 测试网的发布是一个重要的里程碑？ 为什么花了这么长时间才达到这个里程碑？

本文将尝试通过揭开相关技术细节的神秘面纱并使用简单的语言来进行澄清。 我们将首先讨论以太坊 2.0 与当前的以太坊协议有何不同，然后深入解释该测试网的作用。

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为什么以太坊2.0升级时间长？

要回答这个问题，让我们从一个简单但非常重要的事实开始：

以太坊 2.0 不是对当前以太坊网络的升级。 相反，它是对以太坊的彻底改造和重新设计。

许多人不知道这个事实，甚至可能不同意这个描述。 所以澄清这一点很重要。

1. 全新的以太坊2.0网络不再使用PoW共识协议，而是使用了全新创新的PoS共识机制——Casper。 [1]

2. 目前基于PoW共识的区块链（包括目前的以太坊和比特币等网络）使用一种简单的方法来选择区块链如何运行，以及在出现分歧（分叉）时应该遵循哪条链——即遵循最长的链条。 PoW 链建立在积累工作量最多的链上，即使用算力最多的链上。 相比之下，由于以太坊 2.0 使用了 PoS 机制，它引入了一套分叉选择规则 LMD GHOST [2]，将用于确定哪条链是正确的链。

3、目前的以太坊网络是由区块（DAG数据结构）组成的区块链，而以太坊2.0网络将使用1024条并行分片链（shard chains）。 这是以太坊雄心勃勃的提高其可扩展性计划的核心，我们称之为分片。 这些不同的分片链将能够相互通信，所有这些分片链将由称为信标链的主链控制和验证。 这条信标链类似于植物的茎干，上面生长着 1024 个相同的分支（分片链）。

4. 由于这些根本性的变化，ETH 持有者将不再能够简单地在新的以太坊 2.0 网络上花费他们的 ETH 代币。 相反，他们必须首先销毁当前的 ETH（通过将 ETH 发送到以太坊 1.0 上的某个智能合约进行销毁），作为回报，他们将在信标链上获得相同数量的 ETH。 这种转账机制由当前以太坊 1.0 链上的智能合约处理，由信标链监控（以验证用户是否已将 ETH 发送到合约，防止双重支出问题等）。

以太坊 1.0 和 2.0 之间有很多差异，上面的讨论只是一些主要的差异。 这说明了交付以太坊 2.0 所需的工作量。

02

为什么以太坊 2.0 测试网的启动很重要？

从上面讨论的差异中可以看出，以太坊 2.0 的设计中有许多构建块需要组合在一起并进行调整才能使整个新网络正常工作。 以太坊 2.0 的很多概念都是全新的，之前从未在任何公链上测试过，比如 Casper 共识机制。

其他试图实现类似目标的协议（如 Cosmos 和 Polkadot）需要两年多的时间才能完成运营设计，同时它们具有从头开始的灵活性。 这些项目不必担心将 ETH 和其他 ERC20 代币从旧链转移到新链，或者需要减轻变化对 dApp 开发人员的影响。 以太坊社区需要看到以太坊从旧链迁移到新链的过程，以增加对这个发展路线图的信心。

03

Sapphire 测试网实现了哪些功能？

回到前面提到的以太坊 1.0 和 2.0 的四个主要区别，Sapphire 测试网实现了#1、#2 和#4，并部分实现了#3。 具体来说，Sapphire 测试网使用了新的分叉选择规则以太坊节点类型，实现了 Casper PoS 共识机制，实现了信标链，还实现了一种将 ETH 1.0 代币转换为将在测试网上使用的 ETH 2.0 代币的方法。 货币机制。 Sapphire 测试网还没有实现 1024 分片，也没有实现跨分片通信机制。

Sapphire 测试网另一个值得注意的缺失部分是以太坊智能合约功能的实现，该功能计划在路线图的第 2 阶段进行。 因为智能合约功能需要迁移以太坊虚拟机（EVM），或者在以太坊 2.0 协议中实现 WASM。 [3]

04

测试网如何运作？

以太坊 2.0 是一个 PoS 网络，验证者参与质押以运行网络并生产区块。 因此，第一个难题是向验证者分发代币以激励他们运行整个网络。

以太坊 2.0 网络最终会使用当前以太坊 1.0 链上发行的 ETH 代币，而这些代币需要转移到新的以太坊 2.0 网络中。

为了实现和测试这个转账功能，Prysmatic Labs 团队的开发者使用了一个名为 Goerli 的以太坊 1.0 测试网络（在 Goerli 测试网络中，任何人都可以获得任意数量的 ETH 测试代币），该团队还开发了一个用于测试的存款合约（deposit contract [4]），它将无限期地存储任何发送给它并存储在其中的ETH测试代币。

用户在本充值合约充值后，信标链将发行等量的ETH 2.0测试币。 为简单起见，我们将这些 ETH 2.0 代币称为：信标链 ETH (bETH)。

ETH测试代币从以太坊1.0测试网（即Goerli测试网）转移到以太坊2.0测试网示意图

转入ETH 1.0生成bETH的步骤如下：

1.首先，验证者为以太坊2.0网络安装Prysm软件，并在以太坊2.0上创建一个账户（验证者账户）。 创建账户将生成“存款数据”，用于将以太坊 1.0 钱包链接到生成的以太坊 2.0 账户。

2、在以太坊1.0歌尔力测试网，用户发送3.2个ETH测试代币到Deposit Contract（存款合约），参与以太坊2.0测试网的验证。 这个过程会烧掉这 3.2 ETH。 （注：在未来正式的以太坊2.0网络中，用户需要发送32个ETH才能成为验证者。）

3、接下来，以太坊2.0信标链会检查Deposit Contract合约中的存款，并在新创建的验证者账户中发行等量的bETH代币。 在等待安全时间延迟后，验证者现在可以参与验证过程。 这个延迟时间是为了增强信标链的安全性。

4. 之后，验证者客户端开始参与共识机制，通过验证获得奖励。 当然，它也会因为不遵守协议规则而被罚款（被罚没）。

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验证者的角色到底是什么？

在以太坊 2.0 中，每 6 秒产生一个新区块（当前以太坊 PoW 网络大约为 15 秒）。 在每个区块中，验证者池中的一名验证者将提议一个区块，许多其他验证者将查看提议的区块并证明其正确性。 在每个后续块中，不同的验证器将提议该块，并且一组不同的验证器将证明所提议块的正确性。

每生成 64 个区块（称为一个纪元），所有验证者（无论是信标链上的验证者还是 1024 分片链上的验证者）将重新洗牌，为下一个纪元的区块提议者和证明者分配一个新的区域。 区块提议者和证明者都可以称为验证者。 在重新分配验证人时，会使用随机数生成技术，本质上是为了防止验证人串通，从而增强协议的安全性。

验证者客户端需要保持在线才能执行分配给他们的任务。 当验证者诚实地完成这些任务时，他们将获得新铸造的 bETH 代币作为奖励； 如果验证人恶意、串通或离线，验证人之前质押的代币将被没收。 当验证者的余额低于最低阈值（本测试网中为 3.2 bETH）时，该验证者将被逐出验证者池，不能继续参与验证。

06

下一步是什么？

Sapphire 测试网只是迈向以太坊 2.0 的第一步，它只是实现了以太坊 2.0 路线图的第 0 阶段。 在以太坊 2.0 全面运行之前，还有两个阶段需要完成：第一阶段和第二阶段。

但即使是在 Phase 0 方面，在 Phase 0 在主网上启动之前还有很多工作要做。

首先，我们还处于这个测试网的早期阶段，还有很多问题、错误和优化需要解决。

第二，测试网只是单客户端测试网，即Sapphire测试网只能使用Prysm客户端。 其他以太坊 2.0 客户端开发团队（例如 Nimbus [5] 和 Lighthouse [6]）正在致力于实现以太坊 2.0 网络的其他客户端。 解决这些不同客户端之间的兼容性是实现多客户端测试网的先决条件。

第三，Phase 0 规范允许 bETH 在不同账户之间转移，这一功能目前尚不可用。

最后，以太坊基金会的研究团队仍在对 Phase 0 规范进行小幅改动。 预计 phase 0 主网启动有望在 2019 年底实现。在此之前以太坊节点类型，这些规范需要在多个以太坊 2.0 客户端中完成、全面实施和审查。

总之，Sapphire 测试网的启动是实现以太坊 2.0 路线图中的关键一步。 它的重要性源于以太坊社区的参与和测试，以发现问题和瓶颈，从而指导以太坊 2.0 开发者解决这些问题。 本次测试网的推出，大大增强了社区对以太坊2.0路线图的信心。 此外，以太坊基金会宣布将拨款 1900 万美元用于支持以太坊 2.0 和其他扩容解决方案的研发。 这些资源将使开发和测试工作取得更快的进展。

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