以太坊合并分析，以太坊升级的关键一招

作者｜明熙出品| 奔驰金融

合并：两个不同系统的融合

5月20日，V神在ETH上海直播时，故意淡化了“ETH2.0”的概念。 其实合并并不是“ETH2.0”的过程，也没有推出新版本的以太坊。 那么，以太坊合并到底是什么？

去年 10 月，以太坊基金会 Eth2 研究员 Hsiao-Wei Wang 在《Ethereum The Merge Key Summary》中分享的内容更适合泛化。

“Merge，从宏观上来说，是两个不同系统的融合。

Merge是对以太坊的升级，合并了以太坊主网和信标链（The beacon chain）。 具体解释（如上图）：目前的Proof of WorK Chain称为Eth1，以太坊的Proof of Stake和sharding的研究称为Eth2。 Proof of Work 链的执行层（execution layer）与 Eth2 的共识层（consensus layer）合并形成一个完整的以太坊。

信标链是一个具有 PoS 共识层的独立网络，目前与以太坊主网（具有 PoW 共识层）并行运行。 一旦合并完成，以太坊中的PoW共识层将被移除，以太坊链上所有区块的共识将由PoS共识层实现。 在整个过程中，执行层继续托管以太坊虚拟机（EVM），并验证和广播交换。 共识层使用二进制数据封装交换和共识所需的信息。 但现在以太坊的工作量证明挖矿将被放弃，即停止参与工作量证明（PoW）挖矿，矿工将被验证者（验证者）取代，PoW节点矿工将退出历史舞台。

合并是以太坊升级的必由之路

我们首先需要回顾一个“大问题”。 Vitalik 曾提出“可扩展性三难困境”：区块链很难同时实现可扩展性、去中心化和安全性这三个属性。 到目前为止，我们接触过的大多数区块链都实现了其中两个属性。

就BTC和ETH而言，去中心化和安全的网络已经运行了很多年，但在保证前两个属性后，交易效率低下，延迟和吞吐量都很低。 比特币每秒完成大约 7 笔交易。 交易，以太坊每秒大约有 15 笔交易。

正因如此以太坊POS，以太坊的生态发展受到严重制约，开发者和其他用户对以太坊的完善升级的需求也越来越迫切。 目前，分片被认为是解决这个问题的方法。 最好的方案，但是去中心化分片的难度系数极高。

V神在ETH上海直播中提到了一个新名词Proto-Danksharding。 这是一条新的分片路线吗？ 不确定，但目前能知道的是：当以太坊升级到一定程度，结合PBS、crList等技术，第一步是进行“超大分片”，直接增加区块大小为 1MB，并提高 ETH 的 TPS。 增加到5000，是当前处理速度的300多倍； 然后进行“长期扩容计划”，将区块大小增加16MB，配合Rollup技术以太坊POS，将以太坊的TPS提高到每秒8万笔交易。

5000倍的计划看似指日可待，现实却很骨感。 在开始分片之前，需要完成的是以太坊的合并。

以太坊的当前状态是使用工作量证明 (PoW) 运行。 矿工需要强大且耗能的 GPU 来解决复杂的数学问题才能获得奖励，而继续挖矿的成本只能通过二级市场交易获得。 合并后，在权益证明 PoS 中，任何具有足够价值的 ETH，只要愿意存储一些价值作为质押，都可以成为验证者。 降低成本是需要考虑合并的主要原因。

PoW 中的矿工支持以太坊网络的运行。 以太坊需要一定数量的矿工来维护和运营，但实际上，在“寡头”挖矿积累之后，运营的潜在危险也在增加。 “成本”是实际电力的大量消耗。

以太坊 PoS 将构建一个分片平台。 这一重大协议变更将促进以太坊中分片链的并行运行，通过数据可用性和结算增加可用区块空间，并为扩展带来诸多好处。 因此，随着 PoS 机制的运行，后续的可扩展性规划和开放研究问题可以更好地运行，而不是目前的“难以进行”。

根据 Coinbase 的高级软件工程师 Yuga Cohler 的说法，Merge 最引人注目的方面可能是它产生的效率……合并成为以太坊战略的下一步是有道理的。

合并会像承诺的那样发生吗？

没有人能给出合并的具体时间。 在最近的 ETH 直播中，Vitalik 提到以太坊测试网络 Ropsten 将于 6 月开始运行 PoS 机制。 测试确认没有运营问题后，合并将在2-4个月内完成。

目前官网给出的时间是：预计2022年第三季度。

根据 GitHub 的 Merge 测试网页面，以太坊 DevOps 工程师 Parathi Jayanathi 已经提交了 Ropsten 测试网 Merge 的配置代码。 Ropsten测试网被认为是以太坊主网最好的复制品，它的成功将是以太坊合并的关键一步。

不管进展顺利与否，以太坊最新的难度炸弹（Difficulty Bomb）“不可避免”。