以太坊 1.0 ~2.0

以太坊 1.0 ~2.0

更新於 發佈於 閱讀時間約 5 分鐘

前言

2009年比特幣創世區塊產出,區塊鏈世界就此揭開序幕,並吸引了許多開發者關注,但比特幣網路上僅有轉帳比特幣的功能,應用較為單一且缺乏彈性。

2013年由Vitalik Buterin (a.k.a V神)首次提出以太坊的概念,Vitalik本身是比特幣社群的工程師,曾經提議希望比特幣平台也能有一套程式語言,讓人們在上面開發程式,但他的提議未被採用,於是他提出了以太坊來完成這項願景。))

以太坊創始人(Vitalik Buterin)(圖源:Google圖片)

以太坊創始人(Vitalik Buterin)(圖源:Google圖片)







以太坊1.0

  • 以太坊於2015年啟動,是「下一代智能合約與去中心化應用平台」,即可以讓開發者在上面開發程式(智能合約)和應用服務(Dapps)的開源平台,底層運行技術和比特幣同為區塊鏈技術,故享有區塊鏈去中心化、透明性、不可篡改等特性。
  • 以太坊是採用與比特幣相同的Proof-of-Work共識機制,透過礦工比拚算力來爭去記帳權,進而獲得以太幣作為獎勵。
  • 以太坊的出現,向世界展示了在區塊鏈上開發複雜應用的可能性,現在以太坊上的應用可以說是五花八門(Ex: DeFi, GameFi, NFT等等)。
  • 以太坊上的原生代幣為以太幣($ETH),除了作為交易用途外,主要用來當作與智能合約互動的手續費,該手續費又稱燃料費(Gas Fee)。
以太坊1.0

以太坊1.0









以太坊 RoadMap

以太坊Roadmap

以太坊Roadmap










以太坊1.0的問題

以太坊1.0已經發展得非常成熟了,但存在著以下嚴重的問題:

  • 可擴展性

目前以太坊每秒處理的交易數(TPS)為10~20筆,在用戶數量極其龐大的生態系下,這個速度是遠遠不夠的,當網路壅塞狀況出現,用戶為了讓交易快點記錄進區塊鏈,就會引發Gas War,這很顯然對一個生態系來說是非常不好的。

  • 安全性:

目前以太坊共識機制是PoW,礦工多為少數買得起礦機的人,所以算力較為集中,部分人控制網路的機率相對較高。

  • 可持續性:

以太坊PoW的挖礦機制是非常耗能的,這很顯然不是一個永續的作法,再加上近期環保意識抬頭,PoW更難被人們所接受。


以太坊2.0

  • 以太坊2.0又稱「寧靜」,以太坊2.0升級主要包括三大塊:
  1. 信標鏈(Beacon Chain) – 2020/12/01完成
  2. The Merge (PoW to PoS) – 2022/09/15完成
  3. 分片 (Sharding) – 2023~2024


  • 以太坊2.0升級完成,可有效解決以太坊1.0碰到的問題,透過分片技術增加擴展性,TPS可望達到10萬,再加上PoS共識機制,降低了成為驗證者的門檻,使得出塊節點增加,提升了去中心化程度,增加安全性。PoS並不用比拚算力耗費大量電力,故較為環保。
以太坊2.0架構圖

以太坊2.0架構圖












信標鏈(Beacon Chain)

  • 以太坊2.0的核心,採用PoS共識機制,它的存在就像是以太坊2.0的大腦,負責有效管控分片鏈及驗證者,與分片鏈彼此協作,以確保以太坊生態系的安全及效能。
  • 信標鏈會負責將參與出塊的驗證者,隨機分配至各分片鏈上協助驗證資訊及資料處理。
信標鏈示意圖

信標鏈示意圖

The Merge

  • 這階段主要是將信標鏈與主網合併,正式汰換掉主網的PoW共識機制,改為PoS共識機制
  • PoS共識機制的採用,使得出塊節點不用比拚算力來取得出塊權,只需要質押一定量以太幣(32 ETH),即可參與出塊,獲得獎勵。
  • 共識機制的轉變使得以太幣的年通膨大減,原PoW挖礦年通膨約為4.2%,而改為PoS後將縮減為0.4%,甚至負值,成為罕見通貨緊縮的主流加密貨幣。
The Merge示意圖

The Merge示意圖


分片(Sharding)

  • 分片鏈是獨立的區塊鏈,負責分擔鏈上待處理的資料,解決網路雍塞的狀況,而以太坊2.0規劃會有64條分片鏈,可以想成在升級前,車子只有一條路可行駛 (主鏈),現在共有64條路可以分散車流,使得網路更加順暢。
  • 分片鏈主要與信標鏈溝通,接收信標鏈的分發及指派,信標鏈會替分片鏈隨機分配驗證者,各分片鏈都由所分配的驗證者共同維護。
  • 原以太坊區塊鏈,未來將成為其中一條分片鏈
  • 以太坊網路壅塞通常是造成Gas Fee過高的原因,故分片鏈的導入可使網路壅塞問題得到解決,進而使Gas Fee舒緩。
分片鏈示意圖

分片鏈示意圖

以太坊2.0 RoadMap

以太坊2.0 Roadmap

以太坊2.0 Roadmap










PS: 本篇在The Merge發生前製作好的,當時是說預定9/19會合併,但最終在9/15就完成The Merge囉~所以最後一張Roadmap圖,上面才會有The Merge預定在9/19的標示,在這邊澄清一下XDD


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