在过去一年多的时间里，“以太坊2.0”一直被人们关注和提及，成为长期的热议话题。随着时间的逼近，以太坊下一次的升级已经提上日程。 根据以太坊核心开发人员发布的推文，期待已久的伊斯坦布尔（Istanbul）硬分叉将在区块高度 9069000 进行，而根据Ethernodes.org的出块时间估计，预计硬分叉升级时间是12月8日早上7:32（具体时间会根据出块速度有所变化）。
作为加密货币领域中仅次于比特币的区块链平台，以太坊 (ETH) 自从推出以来，一直是最受关注的项目之一。以太坊区块链的每次技术升级都备受关注，而这次伊斯坦布尔升级被认为更加关键之处在于，它关乎到以太坊向2.0阶段的过渡。
很多人可能最近频繁地听到或看到“以太坊2.0”还有“伊斯坦布尔升级”这几个词，但还是不太明白到底是怎么一回事儿，和我们有什么关系，以及对区块链领域有什么影响，等等。今天我们就来一一解开这些疑问。
何为“伊斯坦布尔”升级？
“伊斯坦布尔”升级是本来就涵盖在以太坊技术路线当中的一次升级，只不过因为技术方面的问题，原本计划的升级时间一直被推迟。
我们知道，以太坊正式发布以后，创始团队将以太坊的发展路线分成了四个阶段：Froniter（边境）、Homestead（家园）、Metropolis（大都会） 和 Serenity（安静），每个阶段都会通过硬分叉的方式来升级过渡，四个阶段之后以太坊将完成从PoW共识机制向PoS共识机制的转换。今年年初，以太坊完成了君士坦丁堡硬分叉升级，也就是大都会阶段的最后一次升级。此次，伴随着即将到来的伊斯坦布尔升级，以太坊即将进入到宁静阶段。
以太坊每次的升级都是采纳和实施一些社区提出的以太坊改进协议（Ethereum Improvement Proposals），简称EIP。此次伊斯坦布尔升级包括14项EIPs，其中 6 项提案将在 12月8日伊斯坦布尔第一次升级中实施应用，主要内容包括：引入分片技术；降低 GAS 成本的措施；改进与隐私币 Zcash 的链互操作性；以及允许更多创造性功能的智能合约。剩余的8 项提案还需要核心开发人员商讨审议后，留在之后的柏林升级（计划于 2020 年 1 月进行）当中实施。
在操作方面，关于此次升级，以太坊的用户或者ETH的持有者不需要进行任何手动操作，除非交易所或者钱包服务商提示需要采取其他操作，只有节点运营者、矿工以及其他开发人员才需要进行更新以太坊客户端等操作。
在影响方面，预计升级完成之后，以太坊网络的速度会大大加快，根据V神的介绍，每秒能处理的交易量会从700TPS提升到大约3000TPS；Gas成本也会大幅降低，交易的数据成本将会从68 Gas每字节下降到16 Gas每字节。另外伊斯坦布尔升级之后，意味着以太坊网络从大都会阶段进入宁静阶段，以太坊也开始过渡到2.0阶段。
以太坊2.0即将到来
根据目前的最新消息，以太坊2.0初步的客户端正在测试当中，即将发布一个公共测试网，测试网至少需要运行三个月时间，如果一切顺利的话，将在2020年第一季度正式启动。
以太坊2.0是将会替代当前以太坊的网络的版本，是宁静阶段将要完成的升级。所有的升级会分阶段进行，与此同时，以太坊 1.x 也将不断完善，从而确保原 PoW 链的后续运行。（ps：以太坊1.x 是近期以太坊主网的一系列全面升级的代号）。在以太坊2.0阶段中主要涉及的技术包括分片（sharding）、Casper、状态租赁（state rent）以及 eWASM （Ethereum-flavored Web Assembly）虚拟机。
其中，最核心的就是“分片”和“信标链”概念，我们看看分别是什么意思。
分片是一种基于数据库分成若干片段的传统概念扩容技术，它将数据库分割成多个碎片，并将这些碎片放置在不同的服务器上。基于分片技术，将网络分割为碎片会使得更多的交易同时被处理和验证。
举个例子，假如现有的以太坊区块链就像一条繁忙的高速公路，这条高速公路的收费站只有一个收费口。这种布局的结果将是导致交通堵塞，因为人们将排着长队等待通过这唯一的收费站。而引入分片技术之后的区块链就像在高速公路上增加15或20个收费口，它将极大地提高汽车通过收费站的速度。因此，实现分片技术之后将显著提高区块链的交易速度。
而信标链（Beacon Chain）是以太坊设计的一条新链，算是一种“中心化”区块链。以太坊2.0的设计者们希望信标链成为以太坊2.0网络的中心，在预想的以太坊2.0网络中扮演协调其他数百个以太坊区块链（被称为分片）的角色，成为保障其他所有分片的安全性和对分片进行验证的根源。
在信标链里面，会有一种新的代币叫做BETH，其中BETH与ETH的兑换比例是1：1。当以太坊2.0真正启动以后，以太坊1.0的ETH就可以直接兑换成为BETH。创造 BETH 的方式有两种：1.作为验证信标链（以及阶段1以后的分片）的奖励而获得；2.所有以太坊1.X 用户均可通过以太坊1.X 合约以1个 ETH 的单价来购买 BETH。
在以太坊2.0的信标链上，你只要拥有32个BETH就可以申请成为一个“节点”来挖矿，当然你也可以把你的BETH委托给别人来“挖矿”。由于数量门槛不高，所以普通人也可以申请成为节点，这就为“去中心化”提供一定的支撑。
以太坊2.0，会带来什么？
大部分人关注以太坊2.0升级，主要是因为涉及到自身利益，或者说希望知道它对区块链网络会产生什么影响。
首先，根据 V 神所说，过渡到以太坊 2.0 仅需要 6 个小时，但实际实施可能需要两年左右的时间。在此期间，以太坊基金会将致力于 0-2 阶段的实施。它将从PoS（权益证明）算法的引入开始，以太坊1.0网络将像以前一样工作，但是在这个阶段不能提取资金。
从用户的角度来看，对于大多数用户来说，除了共识机制改变了，网络流畅度提高了，其它使用过程上可能感觉不到太大的差别。虽然用了十分不同的代码路径来打包和传播交易，但网络提供的功能是相同的。
另外，虽然会通过硬分叉升级进行，但不会有社区分裂或什么糖果产生。以太坊 1.0 将在一段时间内存在于 2.0 生态系统的“内部”。但是在过渡结束之后，以太坊 1.0 网络从技术上讲仍然存在，但已毫无价值；等到难度炸弹爆炸，冰河时代来临之时，1.0网络终将消亡。
在宏观意义的影响方面，V神认为，以太坊1.0 是一群人杂乱无章地尝试建立世界计算机；而以太坊2.0将是真正意义上的世界计算机。
总体来说，以太坊2.0将使以太坊网络实现更高程度的扩展性和去中心化。主要有这么几点重要的变化：
1.以太坊网络共识机制从PoW转向PoS
现在以太坊采用的是PoW（工作量证明共识机制），V神认为PoW只会越来越贵，效率越来越低，等以太坊转向PoS机制之后，就不再需要矿工挖矿，PoS 将衡量投票权的方式从算力的大小转移到了持币量的大小，即拥有资产越多的人就拥有越大的投票权。以太坊上的挖矿生态将发生巨大的转变，矿工权益将受到直接的影响，可能需要转变参与验证区块的方式。
2.网络性能和效率大大提高
分片技术引入之后，将会极大地提高 ETH 交易的速度和吞吐量，最终达到提高效率，增加网络的扩展性的目的。另外，以太坊2.0计划使用eWASM (Ethereum WebAssembly) 代替EVM虚拟机，将同时直接支持多种编程语言，大幅提升工作性能，解决效率问题。
3.带来新经济模型，提供动态收益
以太坊2.0上线之后，由于采用的是PoS机制，Staking（质押经济）模式也将会开启。前面提到，为了有资格执行主节点的功能，验证者需要满足质押ETH代币的要求，必须在网络上拥有32ETH。 根据以太坊的新经济模型显示，验证者有望获得4.6%到10.3%的年收益率。
总而言之，以太坊2.0如果顺利到来，以太坊区块链将迎来新的全面突破，我们可能会看到其带来的一系列“化学反应”。在这之后，它或许将带领我们进入区块链领域的新阶段，也将迎来新的机遇和挑战。
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