以太坊挖矿教程2021 小白如何理解ETH2.0升级？

以太坊网络是世界上最大、使用最广泛的区块链网络之一。它也是世界上最大的开源项目之一，以太坊是 Github 上最大的项目之一。自 2015 年首次发布以来，以太坊一直朝着成为去中心化全球计算机的最终目标迈进，它有朝一日可以取代我们日常生活中使用的许多中心化应用程序。然而，要实现这一点，以太坊社区和网络还有很多工作要做。本文将简要概述以太坊迄今为止的进展，然后讨论该网络即将发布和期待已久的版本。也就是万众期待的ETH升级版2.0.

以太坊发展的四个阶段

根据ETH基金会官网发布的消息，ETH网络升级将达到906.9万小时的区块高度，预计升级时间为2019年12月7日。

当以太坊网络于 2015 年首次推出时，该项目的长期路线图分为四个阶段。每个阶段都由一组以太坊改进提案 (EIP) 定义。这些是由以太坊社区提出和批准的提案。这些提案为各种以太坊客户和开发人员创建了指导方针。例如，当前版本的以太坊被称为君士坦丁堡，它是通过总共四个 EIP 创建的，以提高网络的安全性、隐私性和可扩展性。

以太坊的第一阶段称为 Frontier。该版本于 2015 年发布，是该网络的第一个实时版本。 Frontier 允许用户和开发人员挖掘 Ether、构建 Dapps 和工具以及试验新平台。

以太坊开发的第二阶段是 Homestead。 Homestead 于 2016 年 3 月发布，是以太坊网络的第一个生产版本。它为协议提供了许多改进，这些改进将成为未来升级和提高交易速度的基础。

以太坊开发的第三阶段和当前阶段称为 Metropolis。大都会分为两个版本，拜占庭和君士坦丁堡。 Byzantium 于 2017 年 10 月发布，比以前的版本更轻、更快、更安全。一些特定的升级包括更可预测的汽油价格和更易于开发人员编程的程序。拜占庭还通过允许以太坊开发人员对 zk-SNARK（零知识简洁非交互式知识论证）执行有效的链上验证来改善隐私。尽管 zk-SNARKs 的首字母缩写词乍一看似乎很复杂，但该系统使用了一个相对简单的概念，称为零知识证明。这种方法可以证明一个陈述的真实性，而不会透露陈述试图证明的内容以外的任何内容。例如，我可以向朋友证明我知道我手机的密码，而无需实际向他们透露。拜占庭更新还更新了被称为“难度炸弹”的挖矿调整，随着时间的推移，随着时间的推移，挖矿将变得更加困难，预计会过渡到权益证明系统（稍后会详细介绍）。君士坦丁堡旨在进一步完善这些改进。尽管君士坦丁堡最初的发布日期定在 2018 年 11 月，但以太坊的领导和开发者决定将其发布推迟到 2019 年，最终于 2019 年 2 月 28 日发布，发行量为 728 万。

以太坊的第四个也是最后一个阶段被称为以太坊2.0 或宁静。这是迄今为止最雄心勃勃的升级，应该会改善网络的几乎所有方面。 Eth 2.0 计划在 2019 年至 2021 年之间分四个阶段发布，但该时间表可能会发生变化。为了充分理解Eth2.0的重要性和重要性，我们首先需要审视一下当前以太坊网络面临的主要问题，这也是Eth2.0试图解决的问题。

目前以太坊和ETH面临的问题2.0个解决方案

1. 当今以太坊网络面临的一个最重要的问题是可扩展性。

以太坊网络支持数百个去中心化应用程序，每秒需要处理大量交易。添加更多节点不会增加网络的可扩展性，因为每个节点都需要验证每笔交易。以太坊网络的使用增加，包括创建更多 Dapp 和执行更多交易，导致交易时间和成本持续增加。这使得以太坊网络更慢且使用起来更不方便。在最近的速度测试中，该网络每秒仅管理 20 笔交易（去年，各种消息来源表明每秒 12 到 45 笔交易）。相比之下，大规模提高可扩展性的努力对于以太坊2.0 的开发至关重要，以便网络被广泛采用。在研究了其他几个选项后，以太坊团队决定采用一种称为分片的过程，这是网络可扩展性的最佳解决方案。等离子链和状态通道等链下解决方案也可用于卸载主网络并进一步提高可扩展性。

2.Eth 2.0 另一个需要解决的主要问题是效率和环境可持续性。

与比特币和许多其他区块链网络一样，以太坊目前依赖工作证明 (PoW) 共识协议来确保其网络的安全性。 PoW 系统的主要优点是验证新块是否属于链是一个非常快速且相对简单的过程。但是，为了确保网络的安全性并防止欺诈，矿工要找到正确的哈希输入在计算上是昂贵的。只有一个矿工会找到正确的哈希值，因此实际上并没有使用其他所有矿工所做的工作，这一事实加剧了这种情况。结果也有明显的弊端，PoW共识需要大量的算力和电力，效率低。

PoW 协议需要大量能源，这会降低采矿的盈利能力，并对环境和系统的长期可持续性产生严重的负面影响。

PoW 协议很重要，因为它们可以创建早期的区块链网络，但效率低下。它们也容易受到市场垄断的影响，因为它们为拥有更多资源的行为者提供了不公平的优势。有钱有势的个人和组织可以买得起更多、更快、更强大的计算机，从而使他们有更大的机会成功解决每个密码难题并获得奖励。例如以太坊挖矿教程2021，大约 65% 的比特币挖矿是由 5 个挖矿集团完成的，理论上它们可以联合控制超过 50% 的市场。比特币矿工使用昂贵且专业的专用集成电路（ASIC），这导致了比特币挖矿的工业化和部分集中化。由于以太坊挖矿通常使用许多家用计算机中的图形处理单元 (GPU) 进行，因此集中式挖矿的风险不如比特币。然而，最近发布了针对以太坊的 ASIC，由于目前依赖的 PoW 协议，以太坊挖矿仍然面临中心化和垄断的危险。这造成了比特币、以太坊和其他区块链网络的去中心化程度低于最初预期的情况，从而危及它们的独立性和实用性。

Eth2.0 旨在将网络从工作量证明协议转换为称为 Casper 的权益证明 (PoS) 协议，该协议解决了效率和可持续性问题。由于 2017 年拜占庭更新引入的炸弹开采难度调整，这种转变将变得越来越重要。炸弹将使 POW 开采以太币变得越来越困难，直到最终变得不切实际。该设备是在 Serenity 从 PoW 过渡到 PoS 期间推出的，这也是该更新对以太坊社区如此重要的另一个原因。

3.Eth 2.0 最后要解决的主要问题是速度和可用性。

这与将通过分片解决的可扩展性问题相关但不相同。分片的引入应该消除最重要的交易速度和吞吐量瓶颈，但另一个瓶颈是由以太坊虚拟机（EVM）本身造成的。 EVM 本质上是以太坊的基础设施，它执行代码并允许网络正常运行。 EVM 负责以太坊网络的内部状态及其所有计算。 EVM 还确保以下信息是准确的：账户信息，例如余额、当前 gas 价格、地址和区块信息。此外，机器必须跟踪以下组件：区块信息、存储状态，并且虚拟机还处理所有写在 densities/Vyper 上并编译成唯一 EVM 字节码的 ETH 智能合约。然后合约由网络上的每个节点执行。

因为它负责以太坊网络的许多重要方面，所以虚拟机执行任务的速度对网络本身的整体速度和可用性有重大影响。针对这个瓶颈的 Eth2.0 高级解决方案称为 Ewasm（ETH WASM）。 Wasm 是 W3C 社区组开放标准指令集，目前由 Google、Mozilla、Microsoft 和 Apple 的工程师开发。除了提高速度和吞吐量之外，Ewasm 还可以提高以太坊网络的安全性和可用性，以及其他好处。

Serenity 发布的长期目标：抵御天灾人祸

2018 年的以太坊开发者 Justin Drake 在 Devcon 2019 上的演讲解释了团队如何希望 Eth2.0 能够“在第三次世界大战中幸存”或类似情况，其中多达 80% 的节点立即下线。这在其他不太极端的情况下也很重要。例如，与气候变化有关的一场或多场重大灾难可能会在数小时内摧毁大多数节点，或者像中国或美国这样的大国可能决定禁止以太坊和其他区块链网络，并尝试在其国家消除这些网络节点。

Eth 2.0 随着量子计算的到来，可能会遇到另一种情况。目前，美国、中国和其他大国和公司之间正在进行一场技术竞赛，他们将率先发明和生产量子计算机。在这一点上，问题不是是否，而是何时。无论何时出现，量子计算机都将比最先进的传统计算机强大得多。这将使大多数现有的网络安全以太坊挖矿教程2021，包括加密和区块链技术，相对没有防御能力并且容易被破解。因此，对于新的和未来的区块链网络来说，尽一切可能（在传统二进制计算的约束范围内）阻止量子计算机的出现是很重要的。

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