以太坊 2.0 是甚麼?(入門版)



簡介


以太坊2.0 (寧靜 (Serenity) 是個與以太坊1.0完全不同的項目,是全新的、提高了性能的以太坊。

以太幣是全球第二大加密貨幣。在實施網絡升級的以太坊將來會超越比特幣嗎?


對以太坊認識不多?希望以下這篇文章能為你解答疑難吧!



以太坊2.0歷史


以太坊2.0 對以太坊來說不是新的概念。


自2015年7月公開主鏈邊境 (Frontier) 上線開始,以太坊已經經歷了多次計劃升級,分別是2016年3月的家園 (Homestead)、2017年10月的大都會:拜占庭 (Metropolis: Byzantium)、2019年2月的大都會:君士坦丁堡 (Metropolis: Constantinople) 及2019年12月的伊斯坦布爾 (Istanbul)。這幾次升級改進了以太坊1.0,同時為以太坊2.0打好基礎。


甚麼是以太坊 2.0?


以太坊2.0 比先前的升級意義更重大,因為以太坊2.0從工作量證明 (Proof of Work, POW) 轉為權益證明 (Proof of Stake, POS),並引入分片 (sharding) 技術提高交易速度及擴容性。以太坊至少分三個階段:第0階段、第1階段及第2階段進行更新,每個階段會以不同方式改善性能。第1階段預計會在2021年發布,而第2階段及之後的改進計劃會在2021年或之後面世。



甚麼是工作量證明 (Proof of Work, POW)?


工作量證明,顧名思義就是透過工作成果來證明完成多少工作量。其中幾個具代表性的例子是比特幣、以太幣及萊特幣 (Litecoin)。以比特幣為例,礦工互相競爭,解決複雜的計算難題。當礦工解了難題,其他礦工會驗證該答案是否正確。


在 POW,大家比拼的是運算能力(算力)。礦工成功解題後會獲得奬勵,但不能預計會由誰生產下個區塊。 POS 有助保護網絡免受各種攻擊,但「挖礦」需要耗費大量功率的昂貴計算機硬件。


甚麼是權益證明 (Proof of Stake, POS)


權益證明是以太坊2.0最重大的轉變,不再需要浪費電力爭記帳權,減少為生產新區塊而進行「挖礦」的大量運算,也能提高安全性、可擴展性及效能。


在 POS,大家比拼的不再是算力,而是「權益」。權益越大的人就越大機會負責生產新區塊,所以能預計由誰生產下個區塊。每個人都可以生產新區塊,但挑選誰來生產區塊是以「權益」作參考。每個持有幣的人都有機會被挑選成生產新區塊的人,但權益越大的人被選中的機率就越高。簡單來說,假設這個系統裏有三個人,甲、乙和丙分別持有30、20及10個幣,那甲成功被選為生產新區塊的機率會比丙高3倍。最後被選中的人需在時限內產出新區塊。如果他無法在指定時間內產出,就要再選另一人。


POS 不需像 POW 要耗費大量算力解難題,所以不會被礦場壟斷算力,是低能源消耗、安全及中心化風險較低的共識機制。可是, POS 還有許多問題有待研究解決,其中最大的難題是「抵押代幣沒有外部稀缺性」。


開發人員會在以太坊升級過程中觀察礦工是否還有實際用處。如果 POS 於第0階段順利完成,以太坊2.0在正式上線後,礦工就會在以太坊消失。


代幣抵押 (staking) 沒有外部稀缺性


節點只需「抵押」代幣就可以獲得收益和驗證區塊,沒有任何成本。這樣會造成很嚴重的區塊鏈管理問題。作個比喻,就像一家公司的員工分紅是以年資而非實際努力決定。公司雖然能省下計算員工成果的成本,但因為員工無論工作表現如何都會得到同樣的薪金,所以他們沒有誘因努力工作。


甚麼是分片 (sharding)?


分片是種可擴展機制,能極大地提高以太坊區塊鏈的吞吐量。分片將以太坊區塊鏈節點 (node)「分組」,把數據處理工作分配給不同節點。這樣就能並行處理交易,而非串行。每增加一個分片,就能帶來更高吞吐量。


結語


現在,以太坊1.0的鏈會保持原狀,不斷改善。在第1階段上線後,以太坊1.0的鏈將會成為以太坊2.0的鏈的第一個分片。


希望大家看完這篇文章能對以太坊2.0有多點了解吧:)


Photos: from Internet


Sources:

https://www.blocktempo.com/ethereum-2-faq/

https://www.blocktempo.com/eth2-for-dummies/

https://consensys.net/blog/blockchain-explained/what-is-ethereum-2/

https://blockcast.it/2019/10/12/mica-research-ethereum-2-0-pos/

https://www.abmedia.io/ethereum-2-0-faq/

https://academy.binance.com/zt/blockchain/proof-of-work-explained

https://www.samsonhoi.com/386/blockchain-proof-of-stake

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