原文标题：《LightPaper 第二期：ETH2 来临但争议不断，从以太坊发展史看 ETH2 的必要性（上）》
撰文：LightPaper

前不久的 11 月 4 日，在 Ethereum Blog 上，官方发布了一篇博客，宣布 ETH2 推出了 1.0 版本，并公布了质押合约。一石激起千层浪，朋友圈被刷屏。大家纷纷响应，ETH2 终于要到来了！那么 ETH2 是什么？对区块链从业者和投资者有什么影响？最近 ETH 上涨和它有没有关系呢？本 LightPaper，与我和越哥一起聊聊。

以下内容是经过编译整理，适合书面阅读。如果想听播客的朋友，可以点击顶部的播放器收听。

以太坊分叉史

ETH2，口语化我们可以直接称为「以太坊 2.0」，它有一个专业的代号，叫「宁静」。而我们现阶段所使用的以太坊可以称为「以太坊 1.0」，从 15 年以太坊测试网上线到现在，「以太坊 1.0」一共经历了 4 次阶段升级，9 次分叉，几乎每次升级都是一次分叉，所以说以太坊的发展史也是一场分叉史。

我们重点回顾一下 4 个重要的阶段升级：

「奥林匹克」- 测试网的发布

「奥林匹克」是以太坊测试网时期的代号，其实在此之前已经有 8 个版本了，「奥林匹克」是第九个版本，用于进行概念证明。该版本还有另外一个代号 「Frontier Pre-Release」 - 「前沿先行版」。

「前沿」- 以太坊主网发布

2015 年 7 月 20 日，以太坊创世区块产生，进入「前沿」阶段。「前沿」的英文叫做「Frontier」，也有「边疆」之意。顾名思义，在该阶段，以太坊网络的参与者和开发者作为先驱，在不断的开疆扩土。为了进行压测，此时网络充斥着很多无意义数据。

值得一提的是，此时的以太坊网络引入了一种链上合约保护机制 -「金丝雀」。这是一种相对中心化的保护方式，用于及时制止网络中出现的错误操作和交易。而之所以被称为「金丝雀」是因为在 14~15 世纪的欧洲，由于木材减少，人们开始把煤炭作为燃料，开采「黑金」并不安全，地下充斥着大量瓦斯，所以每次矿工在下井前，都会用「金丝雀」来试毒，此手段虽然残忍，但颇为有效。所以我们回顾以太坊这段历史，不得不感叹用「金丝雀」命名合约保护机制的巧妙。

美国科罗拉多州煤矿博物馆里的金丝雀笼模型。

首次硬分叉 - 代号「家园」

2016 年 3 月 14 日，以太坊迎来首次硬分叉，代号「家园」。为什么强调是首次呢？因为没过多久，以太坊就迎来了第二次「意外的」硬分叉 - The DAO 硬分叉。

这里简单普及下何为「分叉」，想象一下，以太坊目前网络就像一条笔直的公路，大家一边铺路一边往前走。最开始没什么问题，后来有一个人比较聪明，发现这条路无法到达终点，所以号召大家开辟一条岔路，大家顺着岔路一直铺路，才能到达目的地。那么这里大概有三种情况：

1. 如果所有人都赞同他的做法，那么大家都会去走这条「分叉」路，分叉成功。
2. 情况二：如果一部分人赞同他的做法，那么这部分人会选择「分叉」路，而另外一部分人走「原路」，分叉成功。
3. 情况三：如果只有他一个人走岔路，其余人都坚持走原路，那么因为他形单影只（算力不够），分叉失败。

(以上类比无法完全解释分叉的复杂性，重在感受)

所以像「家园」就像 a 情况，而 TheDAO 就是 b 情况。此外，「家园」阶段，以太坊移除了「金丝雀」合约。

「宁静」前的最后一舞 - 「大都会」

「大都会」阶段分为两部分完成，代号分别为「拜占庭」和「君士坦丁堡」（是不是感受到了浓浓的中世纪风格）。作为「宁静」前的最后一个阶段，「大都会」中很多处理方式都在为 ETH2 做铺垫，比如激活「难度炸弹」。

何为「难度炸弹」，简单理解，它让 PoW 矿工费挖矿难度增大，直到挖不出新的区块。所以这是 ETH2 从 PoW 转 PoS 的必经之路。但因为种种原因，「难度炸弹」被一再推迟，PoW 和 PoS 争议之声也是不绝于耳。

（2019 年 12 月份，以太坊再次硬分叉，代号「伊斯坦布尔」，降低了 gas 消耗，可能也是为 Layer2 和 Rollup 埋下伏笔，这里没有做精细考究，不做赘述。）

ETH2 和当前以太坊的「趋」别

ETH2 和当前以太坊相比，最显著的改变是两个，一是共识算法的改变，即 PoW 改成 PoS 二是分片。

PoW 之前有提到这个词，简单理解就是矿机挖矿（虽不准确但易于理解），用矿机电力消耗成本、矿机成本、维护成本来作为工作量证明。所以如果在网络中作恶，虽然没有惩罚，但是平白消耗这些成本得不到奖励，对矿工也是一种损失。而 PoS 是质押代币挖矿，如果你在网络中作恶，质押的代币就会被惩罚（Slash）掉。我们今天不谈论哪个共识好，以介绍为主，针对 PoS 和 PoW 的话题，LightPaper 今后也会专门做一期专题。

而「分片」，它是一种提高以太坊扩展性的机制。所谓扩展性的意思是，比如以太坊目前是 15-20 秒一个区块，一个区块是 375 笔交易，那么平均下来是 25 笔 / 秒。也就是说以太坊网络的吞吐量是 25 或 25 TPS。但这个业务处理能力是远远不够的，要想提高它，就是提高扩展性。比如经过分片和 Layer2 之后，提高了 1,000 倍，那就是一秒 2.5w 笔交易，比 VISA 要高了。所以我坚信，当以太坊吞吐量到达一定层级之后，会承载更多应用（DeFi、DEX 等）区块链技术会发生一个质的变化。

谈完「趋」别之后，我们来谈谈 ETH2 的推进路线图：

(注：以下是 11.19 Reddit AMA 之前的规划，关于 AMA 内容，我们将在下半段文章给大家解释)

ETH2 改革内容比较多，所以也分为多个阶段发布，从今年的「阶段 0」开始，每个阶段都会以不同的方式改善以太坊的功能与性能：

阶段 0 （Phase0）: 通过启动信标链来启动 PoS 实现。但需要满足以下条件，才能启动第一个（genesis）区块：1. 网络上至少有 524,288 ETH 被抵押。2. 至少有 16,384 位验证者签名。（其实算下来就是每个验证者质押 32 个 ETH）

ETH2 的 PoS 机制允许用户质押 32 个以太坊成为验证人，这个质押是单向的，用户将 ETH1 的代币质押到 ETH2 中，就无法返回了，只能等大概 1~2 年之后才可以解锁（时间不确定），而且这个币是 ETH2 的代币，无法在当前的以太坊网络中流通。但是这个质押是有收益的。不过我提醒用户千万不要乱质押，比如直接给质押合约打钱，不然会造成永久性损失。

阶段 1(Phase1)：也就是 2.0 的第二阶段，ETH2 将引入分片链，通过构建分片并产生区块。（老提议）

阶段 1.5 （Phase1.5）：以太坊的 PoW 链将作为其中一个分片（ETH1 和 ETH2 的合并），这时候原始的 PoW 链的历史数据还是存在，但它将像其他分片一样存在，但不再运行 PoW 共识机制。

阶段 2 （Phase 2 ）：现在说不准。大概就是 eWASM 以太坊 2.0 的虚拟机启动，智能合约被引入系统。可以运行智能合约并与智能合约交互，并且实现跨分片通信。

这里说句题外话，11 月 16 日，Vitalik 在国内的微信社区说，「有了 Rollup，Phase 1 已经有了拓展性，所以 Rollup 可以理解为计算分片」。一石激起千层浪，我看很多人在社区里讨论，有说 ETH2 = ETH1 + Rollup，有说 ETH2 和 ETH1 比较的区别就是变成了 PoS 机制。其实在我看来，采用什么共识机制是其次的，区块链或者以太坊目前的问题就是吞吐量扩容问题，如果 Rollup 可以做到分片的效率，那我觉得现阶段 PoW + Rollup 就挺好。当然 Vitalik 从 14 年就提出了以太坊最终要转 PoS，我们也看到以太坊的发展在坚定的按照最初的路线图规划去走，我本人还是对 ETH2 有很大期待的！