以太坊 2.0 将如何改变以太坊的运作方式？

我们每天使用的许多应用程序都有公司在中间让应用程序运行。 YouTube 存储视频供人们观看。 Robinhood 持有我们投资股票的资金。 Facebook 存储并分析其用户的详细个人信息。

以太坊是一个平台，旨在让创建不受单一实体管辖或控制的应用程序变得更加容易。 相反，它们由代码管理。

在幕后，全球基础设施帮助这些应用程序工作。

以太坊大量借鉴了比特币的协议及其底层区块链技术，但它对该技术进行了调整以支持货币以外的应用。 简而言之，区块链是一个不断增长的、去中心化的交易记录列表。 区块链的副本由网络中的每台计算机保存，由来自世界各地的志愿者运行。 这个全球机构取代了中介机构。

在高层次上，以太坊由几个关键组件组成：

然而，预计以太坊开发人员将在未来几年内做出一些彻底的改变。 以太坊 2.0 于 2020 年 12 月 1 日开始推出，将升级以太坊的工作方式，尤其是其工作量证明骨干网。

以太坊智能合约

让我们从智能合约开始，因为它们是以太坊的焦点。

智能合约可以对内部资金流动的条件进行编码，从而消除对中介机构的信任。 它们是任何加密货币的一部分。 例如，比特币允许 Alice 和 Bob 之间直接进行支付，而不需要第三方（例如银行）来促进和监控交易。 在加密货币出现之前，这在在线商务中是不可能的。

以太坊旨在通过抽象出比特币的设计来扩展智能合约，以便开发人员可以使用简单交易之外的技术将其使用扩展到具有额外步骤和新所有权规则的协议。 例如，闪电贷使用智能合约来执行一条规则以太坊智能合约的工作流程，即除非借款人还款，否则不会借钱。

一些以太坊服务，例如 Compound，正在尝试让用户通过智能合约而不是公司来管理借贷和借贷资金。

虽然智能合约的这种灵活性是以太坊相对于比特币的主要创新，但一些研究人员和开发人员批评了这一设计决定，认为它可能会带来更多的安全漏洞。

以太坊区块链

所有这些智能合约的历史都存储在以太坊区块链上。 以太坊区块链的结构与比特币非常相似——它是智能合约和交易整个历史的共享记录。

来自世界各地的数百名志愿者存储了一份完整的以太坊区块链副本，该副本相当长。 这是使以太坊去中心化的功能。

每个在以太坊网络中被称为“节点”。 每次使用以太坊智能合约时，都会由数千台计算机组成的网络进行处理，以确保用户遵守规则。

所有这些节点都是相连的。 除了存储这些数据之外，每个以太坊节点都遵循相同的规则来接受交易和运行智能合约。

与比特币相比，以太坊节点存储的不仅仅是交易细节。 网络需要跟踪所有这些应用程序的“状态”或当前信息，包括每个用户的余额、所有智能合约代码、所有代码的存储位置以及所做的任何更改。

以下是每个节点中存储内容的摘要：

以太坊虚拟机 (EVM)

每个以太坊节点还有一个执行智能合约的以太坊虚拟机 (EVM)。 所有节点同步运行。

计算机无法读取以人类可读的编程语言编写的智能合约。 它们必须转换成字节码，这是一种计算机可以理解但对人类来说是胡言乱语的语言。

然后 EVM 接管。 它可以执行至少 140 个不同的“操作码”，每个操作码执行特定的任务，例如添加数字或存储数据。

以太坊和以太币交易

用户如何与以太坊互动？

使用智能合约和使用以太坊应用程序需要以太币（以太坊的原生代币）形式的资金。 在以太坊上做任何事情都需要以太币，当它用于在网络上执行智能连接时，通常被称为“gas”。 Ether 可用于调用智能合约：例如，合约可以触发 Twitter（或替代方案）上的帖子，或者它可以触发账户开始在基于以太坊的借贷平台上借贷。

以太坊使用账户来存储以太币，类似于银行账户。

有两种类型的帐户：

调用智能合约不是免费的。 每笔交易都会花费一些以太币，具体取决于交易使用的计算量。 此外，当以太坊拥堵时，费用会上涨。

在此处了解有关帐户的更多信息。

以太坊工作量证明

请记住，网络中的每个节点都持有网络交易和智能合约历史的副本。 每次用户执行某些操作时，网络上的所有节点都需要同意此更改已发生。

最初由比特币实现的工作量证明算法使这些遥远的节点保持同步。

矿工是防止不良行为的参与者——比如确保没有人为了玩弄系统而多次花钱。 为了赢得比特币，矿工们在设备和电力上花费了数千美元。 如果他们促进双花交易，他们就会失去那些比特币奖励，因此我们鼓励他们不要这样做。

这里的目标是让矿工和节点网络负责将转移从一个状态转移到另一个状态，而不是像 PayPal 或银行这样的权威机构。 比特币矿工验证比特币所有权从一个人转移到另一个人。 以太坊虚拟机（EVM - 见上文）根据开发人员最初编写的任何规则执行合约。

然而以太坊智能合约的工作流程，以太坊可能不会长期使用工作量证明。 它的开发人员长期以来一直致力于切换到一种不同的算法，即权益证明，他们希望这种算法可以消耗更少的能量并且整体上更安全。 该算法在某些圈子中存在争议。 批评者认为，股权证明尚未被证明有效，或与工作证明一样安全。 不管是否有争议，随着 2020 年 12 月 1 日开始的以太坊 2.0 升级，这种转变将逐渐发生。

以太坊常见问题解答 以太坊 2.0 将如何改变以太坊的工作方式？

完全实施后（估计在几年内），以太坊 2.0 将彻底改变以太坊的工作方式。 以太坊的一个主要限制是它不能像许多其他加密货币一样同时支持许多用户。

即使有了以太坊 2.0，以太坊是否能够克服这些障碍并使网络支持的应用程序能够处理 Instagram 或 YouTube 等主流应用程序的使用规模仍有待观察。

为什么最近以太坊汽油费增加了？

这是以太坊不可或缺的一部分。 同时使用该平台的人越多，平均费用或“gas”成本就越高。 那是因为那里有成千上万的以太坊节点，每个节点都编译和执行相同的代码。 但是，您可能会想，这不是比普通计算贵得多吗？ 是的。 开发人员正在努力使其更便宜。

以太坊官方开发教程承认了这种低效率，并指出：“粗略地说，一个好的启发式是你将无法在 EVM 上做任何自 1999 年以来你在智能手机上无法做的事情。”

我在哪里可以了解更多关于以太坊如何运作的信息？

我们只触及了表面。 比特币和以太坊白皮书为区块链和智能合约的机制提供了坚实的基础。 TruStory 的联合创始人兼首席执行官 Preethi Kasireddy 编写了一份详细的指南——包括彩色图表。 CoinDesk 每天报道以太坊新闻，包括以太坊 2.0 的进展和挫折，这将彻底改变以太坊的工作方式。