作者：Mason Marcobello

來源：CoinDesk

原文標題：What Is 'the Merge' and Why Has It Taken So Long?

編譯：WebX實驗室

“合併”旨在將以太坊區塊鏈從當前的工作量證明(PoW) 共識機制轉變為旨在更快、更安全和更節能的權益證明(PoS) 模型。但是，將第二大區塊鏈從一個系統調整到另一個系統是一個極其複雜的多步驟過程。對每個決定進行徹底評估是很重要的。我們將帶您了解導致該協議新篇章的原因和各個階段。

什麼是權益證明，為什麼需要它？

工作量證明機制要求礦工根據他們能夠獲得的計算能力來競爭獎勵，與此相反，權益證明機制相對於以太幣的總金額和時間隨機選擇驗證器。

與工作量證明不同，PoS 驗證者不需要挖掘區塊來維護網絡。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，其他貢獻者就可以證明（確認）該塊是有效的。當做出足夠的證明時，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地貨幣以太幣分配獎勵。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。無法達到門檻的人仍然可以通過在池中（由第三方管理）質押以太幣來做出貢獻並獲得部分獎勵。

雖然工作量證明可靠且安全，但權益證明的比較優勢包括：

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

正如他早期和後來的著作所證明的那樣，以太坊聯合創始人Vitalik Buterin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治理體系相比，PoS預計可將網絡的能耗降低至少99.95%。

它還將為2023年的分片鏈鋪平道路，預計將消除數據擁塞、高昂的交易費用，並支持下一代第2層擴展系統。據以太坊基金會稱，分片鍊為應用程序和匯總提供了額外、更便宜的存儲層來存儲數據。

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來進行網絡的費力和精心實施的整合：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。

在撰寫本文時，Buterin表示合併將在8 月發生。屆時，信標鏈（控制PoS 的組件）將標誌著其從工作量證明到權益證明的正式過渡。

（以太坊的升級路徑ethereum.org)

信標鏈的作用和合併

為了增加驗證者的數量並使用PoS處理交易，以太坊主網（仍然使用工作量證明）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日中午發布，目前擁有超過375,000 個活躍驗證者，是負責控制權益證明的組件。

這對於以太坊為分片鏈的下一個多階段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。儘管最初的計劃是在Merge之前開發分片鏈，但由於Arbitrum、Optimism和Loopring等第2 層擴展系統的加速增長，這種情況發生了變化。因此，大多數以太坊社區都認為合併和向股權證明的過渡是一個更高的優先級。

雖然信標鏈的角色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ETH 在The DAO 黑客攻擊中被盜後，促使創建了一個名為Ethereum Classic的單獨區塊鏈）不同，Ethereum 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。

以太坊更新和分叉的時間表

儘管考慮到活動部件的數量和以太坊的市場影響，這可能是一個漫長的過程，但這些軟件升級需要社區和核心開發人員的嚴格測試，以減輕任何錯誤或漏洞。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：

“倫敦”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。除了降低費用外，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。倫敦硬分叉中包含的EIP-3554將定時炸彈推遲到2021年12 月。然而，後來通過Arrow Glacier 網絡升級延長了幾個月（見下文）。

可以在Ethereum Cat Herders Medium 帳戶上找到與倫敦硬分叉相關的EIP 提案的概述。

Altair升級（2021 年10 月27 日）

作為信標鏈的第一次計劃升級，Altair升級沒有對以太坊前端用戶進行任何更改，但要求節點運營商升級其客戶端。未進行任何升級的節點在合併後將面臨無法參與網絡的風險，並可能支付罰款。

箭型冰川（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。這涉及與權益證明信標鏈合併的工作量證明執行層。雖然合併在很大程度上是成功的，但開發人員Tim Beiko 發現一個客戶沒有像預期的那樣生產區塊。

主網影子分叉（從2022 年4 月12 日開始）

從本質上講，影子分叉是Merge 的一次試運行。在不實際影響網絡的情況下，他們通過在少數網絡節點上進行測試來模擬從PoW到PoS的轉變會是什麼樣子。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Merge，測試Merge在最現實的可能條件下如何工作。

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進行壓力測試網絡。歸功於Van Der Wijden，它被認為是一個歷史事件，也是確定最終合併時間的關鍵。

影子分叉上線後，開發團隊注意到基於以太坊的軟件系統提供商Nethermind 和基於Java 的開源以太坊客戶端Hyperledger Besu 存在一些問題。

總體而言，截至2022年4月和2022年5月，五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。

合併後會發生什麼？

從本質上講，合併的目標是加快從工作量證明到權益證明的過程。為了加速過渡，開發人員正在努力減少可能導致延遲的功能，並在合併完成後暫時禁止提取質押的ETH的能力。但是，這些可能會在合併後的“清理”升級中得到解決。

分片鏈：

雖然合併不會立即解決可擴展性方面的挑戰，但它將有助於為以太坊版本的子分片鏈做好準備，該分片鏈將依賴於功能齊全的PoS網絡來運行。通過將網絡的數據負載分散到64個區塊鏈上，分片鍊為應用程序和匯總提供了額外的更便宜的層來存儲數據。它們還使第2層系統能夠提供低交易費用，同時受益於以太坊主網的安全性。

原文鏈接：

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