什麼是權益證明，為什麼需要它？

工作量證明機制（proof-of-work）要求礦工根據他們可以獲得的計算能力來競爭獎勵，與此相反，權益證明機制（proof-of-stake）相對於他們的ETH被質押的總量和時間隨機選擇驗證者。

與PoW不同，PoS 驗證者不需要挖塊來維護網絡。相反，他們需要在選擇時創建新塊，並在不選擇時驗證其他塊。一旦參與者驗證了最新的交易塊，其他貢獻者就可以驗證該塊是有效的。當認證足夠多時，網絡會添加一個新塊。然後，網絡按照每個驗證者的股份比例以區塊鏈的本鏈幣ETH分配獎勵。然而，為了激勵良好的行為，如果驗證者離線（驗證失敗）或證明惡意（不良）交易，也會受到懲罰（削減），這可能會導致驗證者失去一部分質押的 ETH。

儘管成為驗證者需要高超的技術知識和專業知識，但任何人只要滿足 32 ETH 的最低要求就可以加入。無法達到這個門檻的人仍然可以通過在池中（由第三方管理）質押ETH來做出貢獻並獲得部分獎勵。

雖然PoW可靠且安全，但PoS相對優勢包括：

• 無需採礦設備等先進且昂貴的硬件；
• 根據以太坊基金會的說法，能源使用效率更高；
• 網絡中心化的風險較低，這是網絡安全的障礙。

以太坊合併的歷史

以太坊聯合創始人Vitalik Buterin的早期和後期著作證明，他長期以來一直是權益證明共識機制的支持者。與以太坊目前的資源密集型PoW治理系統相比，PoS預計將減少網絡能源消耗至少99.95%。

這也將為2023年的分片鏈鋪平道路，分片鏈有望消除數據擁塞、高昂的Gas(交易)費用，並支持下一代layer2擴展系統。以太坊基金會表示，分片鍊為應用程序和匯總存儲數據提供了額外、更便宜的存儲層。

與ERC 標准或自上而下執行法規的傳統公司不同，對核心協議的任何重大更改都需要全球節點社區的共識。由於所有以太坊更新和決策都經歷了這個過程，一些批評者所說的過度延遲實際上是通過穩定、增量升級和跨越幾個核心元素的分叉，對網絡進行費力而仔細的整合：信標鏈、合併和分片鏈。它們中的每一個都相互依賴，以實現以太坊的更多可擴展性、安全性和可持續性的完整願景。

信標鍊和以太坊合併的作用

為了增加驗證者的數量並使用 PoS 處理交易，以太坊主網（使用工作量證明）需要與信標鏈（也稱為共識層）合併。

信標鏈（與主網或實時區塊鏈版本並行運行）於2020 年12 月1 日中午（UTC）發布，目前擁有超過 37.5萬個活躍驗證者，是負責控制權益證明的組件。

這對以太坊為下一個多階段的分片鏈升級做準備也至關重要，這將有助於擴大網絡的擴展和存儲數據的能力。雖然信標鏈的作用預計會隨著時間而改變，但它將在很大程度上協調分片和質押者的網絡。由於信標鏈無法運行智能合約或處理賬戶，與主網的合併將把這種能力帶入權益證明生態系統。

與2016 年的DAO 硬分叉（發生在360 萬枚ETH 在The DAO 黑客攻擊中被盜後，促使創建了一個名為以太經典Ethereum Classic的單獨區塊鏈）不同，以太坊在合併後將繼續作為一個單一的網絡。本質上，整個以太坊PoW 鏈變成了以太坊PoS 鏈。合併不會影響以太坊的數據層，因此在此過渡中不會丟失任何交易。然而，由於不再需要挖礦，礦工們可能會用他們的資產進行質押並幫助驗證以太坊主網。

以太坊更新和分叉時間表

自信標鏈推出以來，作為向權益證明過渡的一部分，一些值得注意的測試、升級和分叉包括：

• London硬分叉（2021年8月5日）

在信標鏈誕生之後，“倫敦”硬分叉在很大程度上決定了礦工通過EIP-1559等各種改進與以太坊互動和獲利的方式。除了費用降低之外，對礦工的財務激勵的另一個重大變化是“難度炸彈”，它將迫使工作量證明共識停止生產區塊，從而使其無利可圖。

• Altair 升級（2021 年10 月27 日）：

作為信標鏈的第一次定期升級，Altair 的升級對以太坊前端用戶沒有任何影響，但要求節點運營商升級其客戶端。沒有進行任何升級的節點將有可能無法參與合併後的網絡，並可能支付罰款。

• Arrow Glacier（2021 年12 月9 日）：

Arrow Glacier 網絡升級將“難度炸彈”的發布日期推遲了幾個月。這是升級中唯一的變化。

• 以太坊在 Kiln 測試網上合併（2022 年3 月16 日）：

隨著Klin 測試網合併，以太坊在 3 月中旬達到了一個重要的里程碑。這涉及到工作量證明執行層與權益證明信標鏈合併。

雖然合併在很大程度上是成功的，但開發人員Tim Beiko 發現一個客戶端沒有像預期的那樣生產區塊。

• Ropsten 測試網合併（2022 年6 月8 日）：

Ropsten 測試網是三個公共測試網中的第一個，成功地將其工作量證明 執行層與信標鏈權益證明共識鏈合併。根據以太坊開發人員的說法，在配置修復和重啟後，參與率達到了 99%。儘管存在一些小問題，但Ropsten 合併通常被認為是一項重大成功，並標誌著在PoS 合併之前將在其他以太坊測試網上進行的類似試運行的開始。

• Gray Glacier升級（2022 年6 月30 日）：

Gray Glacier 升級發生在 15,050,000 塊，並引入了網絡難度炸彈參數的更改，將其推後700,000 個塊，直到9 月的某個時候。

• Sepolia 測試網合併（2022 年7 月6 日）：

Sepolia三個公共測試網中的第二個，在 TTD 達到17,000,000,000,000,000 時上線。合併分兩步進行：首先，運營商需要一起更新他們的共識層和執行層客戶端。然後激活了另外兩個階段：第一個階段在信標鏈上的一個epoch高度，第二個階段達到執行層的總難度值。沒有遇到重大問題，合併被認為是成功的。

• Goerli 測試網合併（2022 年8 月10 日）：

第三個也是最後一個公共測試網完成了合併的“實踐運行”，並在終端總難度（TTD）超過10,790,000 時成功轉移到權益證明。這是在Bellatrix 升級到Goerli 的信標鏈Prater 之後，該鏈於8 月4 日被激活。

• 主網影子分叉 1-10（從2022 年4 月12 日開始）：

從本質上講，影子分叉是 合併的測試運行。在不影響網絡的情況下，他們通過在少數網絡節點上進行測試來模擬從 PoW 到PoS 的轉變。在其幾個測試網上運行影子分叉後，以太坊開發人員開始在以太坊的主網上進行測試。主網影子分叉在以太坊的高流量主網絡上模擬合併，測試合併如何在最現實的可能條件下工作。

例如，根據以太坊基金會開發人員Parithosh Jayanthi的說法，雖然Kiln 合併測試網旨在“允許社區練習運行他們的節點、部署合約、測試基礎設施等”，但主網影子分叉更進一步對網絡進行壓力測試。 Van Der Wijden認為，這是一個歷史事件，也是確定最終合併時間的關鍵。

總體而言，從 2022 年4 月到2022 年7 月，十個成功的主網影子分叉（還有更多計劃）讓以太坊開發人員樂觀地認為，真正的合併可能最終指日可待。

編 譯：Tokenview

參考文章：www.coindesk.com/learn/what-is-the-merge-and-why-has-it-taken-so-long