以太坊转向权益证明是加密货币中最受期待的事件之一。
“合并”旨在将以太坊区块链从当前的工作量证明(PoW)共识机制转变为旨在更快、更节能的权益证明(PoS)模型。但是，将第二大区块链从一个系统调整到另一个系统是一个极其复杂的多步骤过程。对每个决定进行彻底评估是很重要的。我们将带您了解导致该协议新篇章的原因和各个阶段。什么是权益证明，为什么需要它？与要求矿工根据他们可以获得的计算能力来竞争奖励的工作量证明相比，权益证明机制相对于他们的以太(ETH)货币的总量和时间随机选择验证者已下注。与工作量证明不同，PoS验证者不需要挖掘块来维护网络。相反，他们需要在选择时创建新块，并在不选择时验证其他块。一旦参与者验证了最新的交易块，其他贡献者就可以证明该块是有效的。当做出足够的证明时，网络会添加一个新块。然后，网络按照每个验证者的股份比例以区块链的本地货币以太币分配奖励。然而，为了激励良好的行为，如果验证者离线或证明恶意交易，也会受到惩罚，这可能会导致验证者失去一部分质押的ETH。尽管成为验证者需要高超的技术知识和专业知识，但任何人只要满足32ETH的最低要求就可以加入。无法达到门槛的人仍然可以通过在池中质押以太币来做出贡献并获得部分奖励。虽然工作量证明可靠且安全，但权益证明的比较优势包括：无需采矿设备等先进且昂贵的硬件根据以太坊基金会的说法，能源使用效率更高网络中心化的风险较低，这是网络安全的障碍以太坊合并的历史正如他早期和后来的著作所证明的那样，以太坊联合创始人VitalikButerin长期以来一直是权益证明共识机制的支持者。与以太坊目前的资源密集型PoW治理体系相比，PoS预计可将网络的能耗降低至少99.95%。它还将为2023年的分片链铺平道路，预计将消除数据拥塞、高昂的气体费用，并支持下一代第2层扩展系统。据以太坊基金会称，分片链为应用程序和汇总提供了额外、更便宜的存储层来存储数据。与ERC标准或自上而下执行法规的传统公司不同，对核心协议的任何重大更改都需要全球节点社区的共识。由于所有以太坊更新和决策都经历了这个过程，一些批评者所说的过度延迟实际上是通过稳定、增量升级和几个核心元素的分叉来进行网络的费力和精心实施的整合：信标链、合并和分片链。它们中的每一个都相互依赖，以实现以太坊的更多可扩展性、安全性和可持续性的完整愿景。在撰写本文时，Buterin表示合并将在8月发生。届时，信标链将标志着其从工作量证明到权益证明的正式过渡。
信标链和以太坊合并的作用
为了增加验证者的数量并使用PoS处理交易，以太坊主网需要与信标链合并。信标链于2020年12月1日中午发货，目前拥有超过375,000个活跃验证者，是负责控制权益证明的组件。这对于以太坊为分片链的下一个多阶段升级做准备也至关重要，这将有助于扩大网络的扩展和存储数据的能力。尽管最初的计划是在Merge之前开发分片链，但由于Arbitrum、Optimism和Loopring等第2层扩展系统的加速增长，这种情况发生了变化。因此，大多数以太坊社区都认为合并和向股权证明的过渡是一个更高的优先级。虽然信标链的角色预计会随着时间而改变，但它将在很大程度上协调分片和质押者的网络。由于信标链无法运行智能合约或处理账户，与主网的合并将把这种能力带入权益证明生态系统。与2016年的DAO硬分叉不同，以太坊在合并后将继续作为一个单一的网络。本质上，整个以太坊PoW链变成了以太坊PoS链。合并不会影响以太坊的数据层，因此在此过渡中不会丢失任何交易。然而，由于不再需要挖矿，矿工们可能会用他们的资产进行质押并帮助验证以太坊主网。
以太坊更新和分叉的时间表：尽管考虑到活动部件的数量和以太坊的市场影响，这可能是一个漫长的过程，但这些软件升级需要社区和核心开发人员的严格测试，以减轻任何错误或漏洞。自信标链推出以来，作为向权益证明过渡的一部分，一些值得注意的测试、升级和分叉包括：
“伦敦”硬分叉：在信标链诞生之后，“伦敦”硬分叉在很大程度上决定了矿工通过EIP-1559等各种改进与以太坊互动和获利的方式。除了降低费用外，对矿工的财务激励的另一个重大变化是“难度炸弹”，它将迫使工作量证明共识停止生产区块，从而使其无利可图。伦敦硬分叉中包含的EIP-3554将定时炸弹推迟到2021年12月。然而，后来通过ArrowGlacier网络升级延长了几个月。可以在EthereumCatHerdersMedium帐户上找到与伦敦硬分叉相关的EIP提案的概述。
Altair升级：作为信标链的第一次计划升级，Altair升级没有对以太坊前端用户进行任何更改，但要求节点运营商升级其客户端。未进行任何升级的节点在合并后将面临无法参与网络的风险，并可能支付罚款。
箭冰川：ArrowGlacier网络升级将“难度炸弹”的发布日期推迟了几个月。这是升级中唯一的变化。
以太坊在Kiln测试网上合并：随着Klin测试网合并，以太坊在3月中旬达到了一个重要的里程碑。这涉及与权益证明信标链合并的工作量证明执行层。虽然合并在很大程度上是成功的，但开发人员TimBeiko发现一个客户没有像预期的那样生产区块。
Ropsten测试网合并：Ropsten测试网是三个公共测试网中的第一个，成功地将其工作量证明(PoW)执行层与信标链权益证明(PoS)共识链合并。根据以太坊开发人员的说法，在配置修复和重启后，参与率达到了99%。尽管存在一些小问题，但Ropsten合并通常被认为是一项重大成功，并标志着在PoS合并之前将在其他以太坊测试网上进行的类似试运行的开始。
灰色冰川升级：GrayGlacier升级发生在15,050,000块，并引入了网络难度炸弹参数的更改，将其推后700,000个块，直到9月的某个时候。作为灰色冰川的一部分，没有引入其他更改。
Sepolia测试网合并：三个公共测试网中的第二个，Sepolia，在TTD达到17,000,000,000,000,000时上线。合并分两步进行：首先，运营商需要一起更新他们的共识层和执行层客户端。然后激活了另外两个阶段：第一个阶段在信标链上的一个纪元高度，第二个阶段达到执行层的总难度值。没有遇到重大问题，合并被认为是成功的。
Goerli测试网合并第三个也是最后一个公共测试网完成了合并的“实践运行”，并在终端总难度超过10,790,000时成功转移到权益证明。这是在Bellatrix升级到Goerli的信标链Prater之后，该链于8月4日被激活。
主网影子分叉1-10：从本质上讲，影子分叉是Merge的一次试运行。在不实际影响网络的情况下，他们通过在少数网络节点上进行测试来模拟从PoW到PoS的转变会是什么样子。在其几个测试网上运行影子分叉后，以太坊开发人员开始在以太坊的主网上进行测试。主网影子分叉在以太坊的高流量主网络上模拟Merge，测试Merge在最现实的可能条件下如何工作。例如，根据以太坊基金会开发人员ParithoshJayanthi的说法，虽然Kiln合并测试网旨在“允许社区练习运行他们的节点、部署合约、测试基础设施等”，但主网影子分叉更进一步进行压力测试网络。归功于VanDerWijden，它被认为是一个历史事件，也是确定最终合并时间的关键。影子分叉上线后，开发团队注意到基于以太坊的软件系统提供商Nethermind和基于Java的开源以太坊客户端HyperledgerBesu存在一些问题。总体而言，从2022年4月到2022年7月，十个成功的主网影子分叉让以太坊开发人员乐观地认为，真正的合并可能最终指日可待。
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