这个月早些时候，PrysmaticLabs团队发布了目前最接近完成态的以太坊公开测试网络，测试网使用Prysm客户端，开发至以太坊2.0的第一阶段。
本次发布受到以太坊社区的欢迎，许多人立即着手运行客户端并向开发团队报告问题。测试网的验证节点数量很快超过了800个。这表明，以太坊社区兴致昂扬地希望为万众瞩目的以太坊2.0的升级作出贡献。
趁热打铁，在此有必要向广大的以太坊社区阐述什么是以太坊2.0测试网、为何说它的发布是一个关键的里程碑、为何花了那么久才达成此次发布？本文将尝试用通俗的语言来阐述技术细节。首先我们会讨论以太坊2.0和当前以太坊在协议上的区别，其次会概括性地解释此次测试网络的功能。
为何以太坊2.0升级要等待如此之久？
为回答这个问题，我们先阐明一个简单却重要的概念：
以太坊2.0并不是对现有以太坊网络的升级，而是一次全面的修订和重新设计。
许多人并不知道，甚至不同意这一点，因此有必要澄清下。
IMF今日发布的加密货币科普视频实为两年前旧闻，且存在诸多疏漏:国际货币基金组织IMF今日在推特上发布了一条关于加密货币的科普视频，这段时长两分钟的视频最初发布于2018年6月。该视频称加密货币是“货币进化的下一步”，但没有特别提到DLT、区块链，甚至是代币名称等术语。BTC、XRP和ETH只出现在说明加密交易的图形中。尽管这段视频到目前为止已经获得了超过13.7万的点击量和2900个赞，但来自加密社区的许多反应都是批评的，他们指出了信息中的漏洞和似乎具有误导性的措辞。
Reddit用户nanooverbtc称：“他们犯了很多错误，比如把私钥称为密码。”该视频也没有讨论挖矿或加密货币供应。Kraken策略师Pierre Rochard等知名人士表示：“可证明的稀缺性是比特币有趣的原因，你忘了提这一点。”（Cointelegraph）[2020/8/24]
新的以太坊2.0网络将移除PoW共识机制，转而使用共识机制）Casper共识机制。
在PoW链上，可以用一种很简单的方法来决定在分叉中应该选择哪一条链、如何驱动链生长。该方法就是始终跟随拥有最大累积工作量的链，换句话说，选择耗费了最多算力的链。但因为以太坊2.0使用PoS，我们必须引入一系列新的分叉选择规则，来决定链的生长方向。
人大附中物理老师李永乐科普拜占庭将军问题和区块链:5月14日，人大附中物理老师、科普视频网红李永乐在其公众号发布视频《拜占庭将军问题是什么？区块链如何防范恶意节点？》。李永乐老师在视频中对拜占庭将军问题和区块链进行了讲解，他表示，拜占庭将军问题本质上指的是，在分布式计算机网络中，如果存在故障和恶意节点，是否能够保持正常节点的网络一致性问题。在近40年的时间里，人们提出了许多方案解决这一问题，称为拜占庭容错法。例如兰波特自己提出了口头协议、书面协议法，后来有人提出了实用拜占庭容错PBFT算法，在2008年，中本聪发明比特币后，人们又设想了通过区块链的方法解决这一问题。区块链通过算力证明来保持账本的一致性，也就是必须计算数学题，才能得到记账的权力，其他人对这个记账结果进行验证，如果是对的，就认可你的结果。与拜占庭问题比起来，就增加了叛徒的成本。[2020/5/14]
当前的以太坊网络只有一条单链。以太坊2.0网络则使用1024条并行链，这是以太坊雄心勃勃的扩容计划的核心。这些不同的链可以互相通信，并统一由单一主链Beacon链进行控制和验证。Beacon链就像植物的枝干，掌控着1024个平等的分支。
动态 | 区块链技术入选科普杂志《科学美国人》2019十大突破性技术榜单:据新浪网今日新闻报道，美国科普杂志《科学美国人》公布 2019 十大突破性技术榜单。区块链技术因在保障食品安全中的作用而上榜。 入选榜单具体原因：区块链技术的发展应用将显著改善食品污染源数据追踪的困境。利用区块链云端系统，食品制造商可以依次在计算机储存各类过程的信息。[2019/9/29]
这些激进的改变，使得ETH持有者无法在新的以太坊2.0网络中使用ETH。而是需要先燃烧当前的ETH，然后作为回报，在Beacon链上获得相同数量的ETH。这个交换机制由以太坊1.0上的智能合约完成，并受Beacon链的监控。
虽然以太坊1.0和2.0之间有太多的不同，在这里我们只讨论主要部分。这将有助于说明完成以太坊2.0的工作量。
为何以太坊2.0测试网的发布如此重要？
从上述讨论的1.0和2.0网络之间的不同点来看，以太坊2.0还需要做许多功能的整合和调整工作才能正常运行。而且以太坊2.0的许多概念是全新的、从未被其它已公开的区块链测试过，比如Casper共识机制。
科普时报：区块链与云计算长期发展目标不谋而合:据《科普时报》今日报道，区块链与云计算两项技术的结合，从宏观上来说，一方面，利用云计算已有的基础服务设施或根据实际需求做相应改变，实现开发应用流程加速，满足未来区块链生态系统中初创企业、学术机构、开源机构、联盟和金融等机构对区块链应用的需求。另一方面，对于云计算来说，“可信、可靠、可控制”被认为是云计算发展必须要翻越的“三座山”，而区块链技术以去中心化、匿名性，以及数据不可篡改为主要特征，与云计算长期发展目标不谋而合。[2018/5/4]
相要实现与以太坊2.0类似目标的Cosmos和Polkadot协议，都用了超过2年的时间才能实现一个工作正常的设计。更何况，这些项目无需担心如何将ETH和其它ERC-20代币从旧链转移到新链，也无需担心如何降低对dApp开发者带来的影响。因此，以太坊社区需要看到新旧网络迁移过程中的切实而具体的步骤，以提振坚持执行路线图的信心。
以太坊2.0蓝宝石测试网实现了哪些功能？
金色财经独家分析 监管机构、媒体、业界提示风险 区块链科普道阻且长:新华社今日发文表示，近来“区块链”类案件频发，不法分子以“投资虚拟货币周期短、收益高、风险低”为借口，取用户信任并诱使其转账进行投资。无独有偶，同日消息，腾讯手机管家安全专家也提醒此类风险，并从技术上提出防建议。在美国，监管机构警示加密货币欺诈现象普遍承诺高收益而不披露潜在风险。金色财经独家分析，不法分子假借新技术之名进行，一方面是抓住民众趋利的心理，一方面反映出区块链科普的欠缺。区块链是新兴科技和底层技术并有改变社会生产关系的潜力，应该进行系统性的科普教育，当前，部分大学已经开始设置了区块链课程，但对于普通民众仍然有科普的需求，人们应该了解到系统和正确的知识，不仅要了解区块链的好，也要明确局限和弊端，以在高收益的诱惑下，保持清醒客观。[2018/4/11]
回顾下上面提到的以太坊1.0和2.0的4个不同点，测试网实现了#1、#2和#4，部分实现了#3。具体来说，蓝宝石测试网实现了CasperPoS共识机制；实现了Beacon链；实现了将ETH1.0代币转移为测试网的ETH2.0代币。测试网没有实现1024个分片以及分片间的通信机制。
测试网中，另一个值得注意的功能缺失是智能合约，该功能计划在路线图的第三阶段实现。为完成智能合约功能，需要移植以太坊虚拟机到以太坊2.0中或者在以太坊2.0协议中重新实现一种虚拟机作为EVM的替代。
以太坊2.0测试网是如何工作的？
以太坊2.0是一个PoS网络，由质押代币的验证节点来生产区块并维持网络运行。因此，首先要解决的问题是如何将代币分配给验证节点以运行网络。
以太坊2.0网络中，最终将使用与我们1.0网络同样有价值的ETH代币，因此ETH代币需要被转移到新的以太坊2.0网络中。为了实现和测试该转移功能，PrysmaticLabs开发了一个叫作Goerli的以太坊1.0的测试网络和一个叫做存款合约的智能合约，在Goerli网络上任何人都可以获得任意所需的伪ETH，而存款合约可以储存不限量的ETH代币。当充币到存款合约后，测试网的Beacon链将生成等量的ETH2.0代币。为了简化，我们将ETH2.0代币称作：Beacon链ETH。
-ETH在以太坊1.0和2.0之间转移的示意图-
从ETH1.0到bETH的步骤：
首先，验证节点安装支持以太坊2.0网络的Prysm软件，并创建账户。创建的账户将生成“存款数据”，用来打通以太坊1.0钱包和以太坊2.0账户
在以太坊1.0测试网Goerli上，用户发送3.2个ETH到存款合约中，以参与以太坊2.0的验证工作。这实际上就是燃烧ETH1.0代币。
当以太坊2.0的Beacon链发现存款合约中有币打入时，将在验证节点的账户中生成相同数量的bETH代币。现在，验证节点已经准备好参与验证，只需再等待一段安全延时即可，该延时用来增强Beacon链的安全性。
验证客户端开始参与共识机制并获得验证奖励，如果不遵循协议规则，他们的bETH就会被罚没。
验证节点到底做什么？
在以太坊2.0中，每6秒会产生一个新块。每一次，都会由验证节点池中的一个节点来提议生成新区块。一定数量的其它验证节点则检查该区块并验证正确性。到下一次出块时，则换另一个验证节点提议生成区块，同时换另一组不同的验证节点验证正确性。
每产出64个区块，所有的验证节点会重新洗牌，为新一个epoch选择新的区块提议者和区块验证者。验证节点的选举过程在随机数生成算法的帮助下，从根本上避免了验证节点间的勾结串通，提高了协议的安全性。
验证节点需要一直在线以完成分配给它们的任务。如果它们诚实工作，将获得bETH代币奖励。如果他们行为不端、勾结串通或离线，他们所质押的代币将被罚没。如果验证节点的余额减小到验证阈值以下，则将被踢出验证节点池，无法继续参与验证工作。
后续的发展方向？
蓝宝石测试网只是漫长的抵达以太坊2.0的征程中的一步。它实现了以太坊2.0路线图中的Phase0。距离实现以太坊2.0的完整功能还有2个阶段。
但即使是阶段0，想要上主网，仍有巨大的工作量。首先，我们尚在测试网的早期阶段，有众多的问题、bug和优化项需要解决；其次，目前测试网上只有Prysm一个客户端可以使用。其它团队也在开发支持以太坊2.0网络的客户端，比如Nimbus和Lighthouse。兼容不同的客户端，是完成一个支持多客户端的测试网的前提条件；再次，阶段0的设计要求bETH能够在不同账户间转帐，当前的测试网并不满足；最后，阶段0的设计仍处在细节的修订中。这些设计需要在众多的以太坊2.0客户端中最终确定、完整实现和审计通过，才有望于2019年底主网上线阶段0。
总之，测试网上线是以太坊2.0发布路线图中的关键一步。它的重要意义在于以太坊社区的公众都能参与到测试中来，提出问题发现瓶颈，以引导以太坊2.0的开发者们解决。测试网的发布有效提振了社区对以太坊2.0路线图的信心。另外，以太坊基金会宣布将投入1900万美元来支持以太坊2.0的开发及其它以太坊扩容方案的开发。此举将有效加加快开发和测试工作的进度。
原文链接:https://www.tokendaily.co/blog/eli5-explanation-of-the-ethereum-2-0-testnet
作者:MohamedFouda
翻译&校对:Wuwei&阿剑
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