ETH原创文章

A. 【ETH钱包开发03】web3j转账ETH

在之前的文章中，讲解了创建、导出、导入钱包。
【ETH钱包开发01】创建、导出钱包
【ETH钱包开发02】导入钱包

本文主要讲解以太坊转账相关的一些知识。交易分为ETH转账和ERC-20 Token转账，本篇先讲一下ETH转账。

1、解锁账户发起交易。钱包keyStore文件保存在geth节点上，用户发起交易需要解锁账户，适用于中心化的交易所。

2、钱包文件离线签名发起交易。钱包keyStore文件保存在本地，用户使用密码+keystore的方式做离线交易签名来发起交易，适用于dapp，比如钱包。

本文主要讲一下第二种方式，也就是钱包离线签名转账的方式。

交易流程
1、通过keystore加载转账所需的凭证Credentials
2、创建一笔交易RawTransaction
3、使用Credentials对象对交易签名
4、发起交易

注意以下几点：

1、Credentials
这里，我是通过获取私钥的方式来加载 Credentials

还有另外一种方式，通过密码+钱包文件keystore方式来加载 Credentials

2、nonce

nonce是指发起交易的账户下的交易笔数，每一个账户nonce都是从0开始，当nonce为0的交易处理完之后，才会处理nonce为1的交易，并依次加1的交易才会被处理。

可以通过 eth_gettransactioncount 获取nonce

3、gasPrice和gasLimit
交易手续费由gasPrice 和gasLimit来决定，实际花费的交易手续费是 gasUsed * gasPrice 。所有这两个值你可以自定义，也可以使用系统参数获取当前两个值

关于 gas ，你可以参考我之前的一篇文章。
以太坊（ETH）GAS详解

gasPrice和gasLimit影响的是转账的速度，如果gas过低，矿工会最后才打包你的交易。在app中，通常给定一个默认值，并且允许用户自己选择手续费。

如果不需要自定义的话，还有一种方式来获取。获取以太坊网络最新一笔交易的 gasPrice ,转账的话， gasLimit 一般设置为21000就可以了。

Web3j还提供另外一种简单的方式来转账以太币,这种方式的好处是不需要管理nonce，不需要设置gasPrice和gasLimit，会自动获取最新一笔交易的gasPrice，gasLimit 为21000（转账一般设置成这个值就够用了）。

这个问题，我想是很多朋友所关心的吧。但是到目前为止，我还没有看到有讲解这方面的博客。

之前问过一些朋友，他们说可以通过区块号、区块哈希来判断，也可以通过Receipt日志来判断。但是经过我的一番尝试，只有 BlockHash 是可行的，在web3j中根据 blocknumber 和 transactionReceipt 都会报空指针异常。

原因大致是这样的：在发起一笔交易之后，会返回 txHash ，然后我们可以根据这个 txHash 去查询这笔交易相关的信息。但是刚发起交易的时候，由于手续费问题或者以太网络拥堵问题，会导致你的这笔交易还没有被矿工打包进区块，因此一开始是查不到的，通常需要几十秒甚至更长的时间才能获取到结果。我目前的解决方案是轮询的去刷 BlockHash ，一开始的时候 BlockHash 的值为0x00000000000，等到打包成功的时候就不再是0了。

这里我使用的是rxjava的方式去轮询刷的，5s刷新一次。

正常情况下，几十秒内就可以获取到区块信息了。

区块确认数=当前区块高度-交易被打包时的区块高度。

B. 以太坊代币经济巨变：从“燃烧销减”到“三倍减半”

以太坊的伦敦升级于8月4日完成，其中包括了著名的EIP-1559。在EIP-1559推出至今，不到4天，已经烧毁了16,230.38个ETH（截止到写稿时），价值接近5,000万美元。当真实的ETH被烧毁时，人们终于感受到EIP-1559的燃烧能量，看到每天都会有大量的ETH被烧掉。

当然，只有EIP-1559无法导致ETH的通缩。当前每天ETH的新增量大约为13,000个，EIP-1559启动后第一天以太坊烧毁的ETH量为4791.5个。EIP-1559大约使ETH新增率降低30%左右。

蓝狐笔记在之前的文章《EIP-1559与以太坊之路》中也提到，未来半年多，以太坊有三件重要的事情，其中影响最大的还是POS的融合，它对以太坊和ETH的影响会远超EIP-1559，也就是说，EIP-1559只是拉开大幕，大戏还在路上。PoS的融合会直接改变ETH的性质。

PoS融合才是大戏

减半效应的概念来自于比特币每四年一次的减半，每次减半导致其新增发行的大幅下降。当新增量下降，而需求量保持不变或者上升时，就会推动价格的上升。关于BTC的减半，可以参考蓝狐笔记之前文章《比特币的减半效应与ETH2.0的质押效应》、《BTC的减半效应：如何计入价格？》

这在比特币的 历史 上曾经多次得到证明。如今，以太坊社区中的一部分人也将减半效应概念运用到以太坊上，而且相对于btc的减半来说，是三倍减半。那么，如何理解以太坊的三倍减半概念？

三倍减半

目前ETH年增发率大约为4%，每年新增大约460万多个ETH，平均每日新增大约13,000个左右，假设PoS新增发行0.4%（根据质押率会有变化），平均日新增大约13,00多个ETH。也就是说，按照当前每日新增为13,000个ETH，减半之后为6,500个ETH，第二次减半则3,250个ETH，第三次减半为1,625个ETH。从13,000到1,625，一共缩减87.5%，接近于90%的缩减，大约相当于3倍减半。（注：这里的具体数字不是精确数字，根据具体情况，会有一定的上下浮动，主要是为了说明量级）

当每天新增ETH仅为1,625个左右时，即便是如今的日烧毁量也超过这个日新增量，这会导致ETH进入通缩的状态。

BTC的总量是恒定的，不会通缩。而ETH随着PoS的到来，有很大概率进入通缩的状态。这导致ETH会变得越来越稀缺。从这里也可以看出，BTC和ETH经济机制的不同。

当然，需要着重强调的是，这里无法评判谁的经济政策更好。如果从长远生态发展看，不一定通缩就一定是好的，一个越来越稀缺的ETH是否是好事，目前还不能下定论，这个需要辩证来看问题。

不过，仅从供需的市场角度，这会导致对ETH的需求不断增加，供应的减少会带来压力，会导致ETH价值上涨。一个通缩的ETH会面临越来越大的需求竞争。这个竞争不仅来自于DeFi的锁定，也来自于PoS的质押需求。

C. 【ETH钱包开发04】web3j转账ERC-20 Token

在上一篇文章中讲解了ETH转账，这一篇讲一下ERC-20 Token转账。
【ETH钱包开发03】web3j转账ETH

1、直接用web3j的API
2、java／Android调用合约的 transfer 方法

不管用哪种方式来转账，你都需要先写一个solidity智能合约文件来创建ERC-20 Token，然后部署合约，最后才是通过客户端来调用。

注意：erc-20 token转账和eth转账的区别如下：
1、erc-20 token创建交易对象用的是这个方法 createTransaction

2、erc-20 token需要构建 Function ，它其实对应的就是erc-20 token合约中的那些方法。它的第一个参数就是ERC20中那几个方法的名称，第二个参数的话就是对应合约方法中的参数，第三个参数是和第二个参数对应的，按照我那样就行了。转账的话就是 transfer ，我们从合约的 transfer 可以看到第一个参数是收款地址，第二个参数是金额，所以 Function 这里对应起来就好。

这种方法不需要使用web3j封装的方法，而是直接调用solidity合约的方法。

步骤
1、web3j加载一个已经部署的合约
2、验证合约是否加载成功 isValid
3、如何加载合约成功，则调用合约的 transfer 方法

注意：
1、这里的 TokenERC20 是根据solidity智能合约生成的对应的Java类，用于java／Android和智能合约交互的，如果你对这里不太清楚，不妨看看我之前的一篇文章。
以太坊Web3j命令行生成Java版本的智能合约

2、如果加载合约失败，可能的一个原因是合约对应的Java类中的 BINARY 的值不对，这个值是你部署合约成功之后的bytecode，你最好检查对比一下。

我发送一笔交易，可以通过这个地址查询
https://rinkeby.etherscan.io/tx/

D. 011：Ethash算法|《ETH原理与智能合约开发》笔记

待字闺中开发了一门区块链方面的课程：《深入浅出ETH原理与智能合约开发》，马良老师讲授。此文集记录我的学习笔记。

课程共8节课。其中，前四课讲ETH原理，后四课讲智能合约。
第四课分为三部分：

这篇文章是第四课第一部分的学习笔记：Ethash算法。

这节课介绍的是以太坊非常核心的挖矿算法。

在介绍Ethash算法之前，先讲一些背景知识。其实区块链技术主要是解决一个共识的问题，而共识是一个层次很丰富的概念，这里把范畴缩小，只讨论区块链中的共识。

什么是共识？

在区块链中，共识是指哪个节点有记账权。网络中有多个节点，理论上都有记账权，首先面临的问题就是，到底谁来记帐。另一个问题，交易一定是有顺序的，即谁在前，前在后。这样可以解决双花问题。区块链中的共识机制就是解决这两个问题，谁记帐和交易的顺序。

什么是工作量证明算法

为了决定众多节点中谁来记帐，可以有多种方案。其中，工作量证明就让节点去算一个哈希值，满足难度目标值的胜出。这个过程只能通过枚举计算，谁算的快，谁获胜的概率大。收益跟节点的工作量有关，这就是工作量证明算法。

为什么要引入工作量证明算法？

Hash Cash 由Adam Back 在1997年发表，中本聪首次在比特币中应用来解决共识问题。

它最初用来解决垃圾邮件问题。

其主要设计思想是通过暴力搜索，找到一种Block头部组合（通过调整nonce）使得嵌套的SHA256单向散列值输出小于一个特定的值（Target）。

这个算法是计算密集型算法，一开始从CPU挖矿，转而为GPU，转而为FPGA，转而为ASIC，从而使得算力变得非常集中。

算力集中就会带来一个问题，若有一个矿池的算力达到51%，则它就会有作恶的风险。这是比特币等使用工作量证明算法的系统的弊端。而以太坊则吸取了这个教训，进行了一些改进，诞生了Ethash算法。

Ethash算法吸取了比特币的教训，专门设计了非常不利用计算的模型，它采用了I/O密集的模型，I/O慢，计算再快也没用。这样，对专用集成电路则不是那么有效。

该算法对GPU友好。一是考虑如果只支持CPU，担心易被木马攻击；二是现在的显存都很大。

轻型客户端的算法不适于挖矿，易于验证；快速启动

算法中，主要依赖于Keccake256 。

数据源除了传统的Block头部，还引入了随机数阵列DAG（有向非循环图）（Vitalik提出）

种子值很小。根据种子值生成缓存值，缓存层的初始值为16M，每个世代增加128K。

在缓存层之下是矿工使用的数据值，数据层的初始值是1G，每个世代增加8M。整个数据层的大小是128Bytes的素数倍。

框架主要分为两个部分，一是DAG的生成，二是用Hashimoto来计算最终的结果。

DAG分为三个层次，种子层，缓存层，数据层。三个层次是逐渐增大的。

种子层很小，依赖上个世代的种子层。

缓存层的第一个数据是根据种子层生成的，后面的根据前面的一个来生成，它是一个串行化的过程。其初始大小是16M，每个世代增加128K。每个元素64字节。

数据层就是要用到的数据，其初始大小1G，现在约2个G，每个元素128字节。数据层的元素依赖缓存层的256个元素。

整个流程是内存密集型。

首先是头部信息和随机数结合在一起，做一个Keccak运算，获得初始的单向散列值Mix[0]，128字节。然后，通过另外一个函数，映射到DAG上，获取一个值，再与Mix[0]混合得到Mix[1]，如此循环64次，得到Mix[64]，128字节。

接下来经过后处理过程，得到 mix final 值，32字节。（这个值在前面两个小节《 009：GHOST协议 》、《 010：搭建测试网络 》都出现过）

再经过计算，得出结果。把它和目标值相比较，小于则挖矿成功。

难度值大，目标值小，就越难（前面需要的 0 越多）。

这个过程也是挖矿难，验证容易。

为防止矿机，mix function函数也有更新过。

难度公式见课件截图。

根据上一个区块的难度，来推算下一个。

从公式看出，难度由三部分组成，首先是上一区块的难度，然后是线性部分，最后是非线性部分。

非线性部分也叫难度炸弹，在过了一个特定的时间节点后，难度是指数上升。如此设计，其背后的目的是，在以太坊的项目周期中，在大都会版本后的下一个版本中，要转换共识，由POW变为POW、POS混合型的协议。基金会的意思可能是使得挖矿变得没意思。

难度曲线图显示，2017年10月，难度有一个大的下降，奖励也由5个变为3个。

本节主要介绍了Ethash算法，不足之处，请批评指正。

E. 一文了解以太坊矿机及挖矿原理

在以前的文章中，我们分别了解了比特币挖矿和以太坊挖矿的区别。本文重点介绍以太坊挖矿及矿机部分。

以太坊是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币ETH提供去中心化的以太虚拟机来处理点对点合约。目前ETH的挖矿主要是通过显卡矿机，所谓显卡矿机，其实就是类似家用台式机，只不过每台机器里面有6-10张显卡，并且没有显示器（如图）。

图：显卡矿机

之所以以太坊没有发展出类似于BTC一样的ASIC矿机，主要是由于ETH的特殊挖矿机制决定的。

在ETH挖矿过程中，会产生一个DAG文件，该文件需要一直被调用，因此必须有专门的存储空间放置。这个对于存储空间的硬性需求会导致即使生产出来了ASIC芯片，也并不能大幅度降低单位算力的成本。简单来说，就是性价比很差。

以太坊的DAG大小自2016年6月份引入Dagger-Hashimoto 算法时的1GB开始，以每年约520MB的速度增大到了现在的 3.7G，预计2020年底以太坊的DAG大小将增加至4G。届时，显存小于4G的显卡都将被陆续淘汰。

还需要介绍一点的是，由于显卡矿机的体积通常是比特币矿机的2-4倍，而消耗的电力却只有比特币矿机的1/2甚至更低，这就导致一般人不愿意修建专门的显卡矿机矿场（因为矿场主要赚取的是电费差价，同样面积的场地，可以放置的显卡数量少，消耗的电量更少）。即使有少量的显卡矿场，收取的电费成本通常也比比特币矿机矿场的高。

F. ETH测试网的那些事：新手被交智商税 竟有人买测试币

随着一年多的加密的出现牛市,大量的新参与者被添加到块,潮流链同时有很多的机会,但也使圆出现大量新的低水平计划,这是奇怪,最近有人在网上销售ethereum测试货币,而且真的有很多小白饵，买了很多。进入了解后，很多新手主要不知道区块链，同时相关科普也很少，所以一些信息造成了错误的认识，所以我们开展了小白科普，主要介绍了以太坊测试网。

顾名思义，测试网络是正式产品或程序推出前的功能和性能测试过程。不同的公链都有自己的测试网络，如比特币、莱特币、以太坊等。测试网络一般分为专用测试网和公用测试网。专用测试网络是由我们的局域网或本地机器构建的测试环境。公开测试网络是指所有人都可以访问的测试网络环境。一般来说，在以太坊Metamask钱包中我们可以看到以太坊公共测试网络主要分为以下几种类型:

Ropsten：一个POW的区块链，非常类似于目前以太坊主网

Kovan：一个POA的区块链

Rinkeby：一个POA的区块链

Goerli：一个POS的区块链，对标ETH2.0

不同的测试网络除了在区块模型和共识机制方面有所不同，在软件客户端支持的类型和垃圾处理交易机制也有所不同，其他的都是支持使用EVM的虚拟机入口，即如果不是以太通道和底层功能测试或DApp某些性能参数，对于生态项目方面，其他一切都是相同的。

在牛市之前，大多数以太坊DApp开发者实际上使用的是Ropsten测试网络。因为Ropsten测试网络使用POW挖掘，这与我们看到的主要网络挖掘是一样的，需要特定的图形卡和其他设备。这部分测试网络的最大特点是网络计算能力低，所以采集成本很低。此外，有了以太坊基金会的资助，公众其实很容易通过公开渠道免费获得相应的测试币。开采方式和其他测试,所以测试的成本,更便宜,无论如何获得成本,当然,在行业测试网络没有多少商业价值,同时测试硬币就没有价值,是可以免费得到的,人们可以通过测试网络水龙头免费网站。

进入以太坊2.0时代后，主网的主要流程是信标链正式上线，节点对ETH质押进行验证，节点软件运行，再将POW链转化为POS链。智能合同部署在最初的战俘网络仍然有效,但采矿方法发生了变化,这个过程使得有必要用不同的机制运行多个测试网络功能上线之前,为了确保正式启动可以尽可能顺利进行。

在主网上，目前进展是以太坊信标链上线，POW链继续运行，其他分片链尚未运行。目前主流的2.0客户端测试网络是由Prysmatic Labs发起的Goerli测试网络，该网络自2019年开始运行。用于以太坊2.0的测试网络tapoz自2021年以来一直在运行。其他开放测试碎片链仍然没有公开运行。在以太坊2.0合并后，Goerli测试网现在被称为以太坊2.0测试网。

由于它是以太坊2.0测试网络，作为区块链技术未来几年发展的重点，Goerli测试网络实际上相当受欢迎。首先，需要参与测试网络验证节点的块生成和运行，所以必须需要32个高尔里测试网络测试币。Prysmatic Labs之前在其官网提供了32枚Goerli测试币给有意参与验证测试节点的运营商领取，完全符合测试节点的要求。

验证人在获得32枚测试币后，需要像当前主网络一样，将高尔里测试币调用合同在高尔里测试网络上进行质押，以获得测试节点运行的资格。然后在服务器上运行测试网络客户端软件，完成后续的测试网络参与过程。测试网络验证器在完成测试网络验证节点的建立后，可以尝试在测试网络验证器上部署各种智能合约或进行其他测试。

主网络上相应的过程是POW主网络过渡到POS过程，我们稍后将看到。换句话说，如果一个项目想在未来几年内部署在以太坊上，最接近的测试网络就是Goerli测试网络。当然，由于EVM虚拟机用于合同部署，很多项目仍然会选择Rinkeby测试网络进行测试。Rinkeby测试网络采用POA共识机制(权威认证)，使用验证器统一账本状态。这有效地防止了双重支出。正因为如此，Rinkeby测试网实际上为开发人员提供了良好的测试网络体验，也吸引了很多开发人员。

高尔利测试网目前运行的是POS模式，每天也有大量的测试币产生。然而，由于目前的短缺，一些测试币水龙头提供给公众的测试币相对较少。从上面可以看出，高尔利测试币的主要目的是为32个测试币部署相应的2.0验证者测试节点。当然，测试节点不会产生实际收入。

此外，高尔里测试币的主要用户是DApp生态项目方。随着以太坊计划进入2.0阶段，一些项目将在Goerli的网络上部署他们的测试dapp，所以实际上在Goerli的测试网络上部署的智能合约并不多。自牛市以来，高尔利测试网也迎来了较为活跃的时期，这部分是由于DApp项目的测试网活动吸引了大量羊毛派对。

简而言之,在项目正式启动主网络,DApp开发团队通常部署在公共测试网络合同,然后让它公开,以便用户和一些DApp赏金猎人可以测试,以发现一些错误,没有发现在内部测试,确保项目的安全。

生态项目测试活动一般都有相应的奖金,一些方面的项目在同一时间为了访问流的应用程序进行压力测试DApp,公开发表了一些测试活动,比如关注官方 社会 账户,然后体验测试网络,当项目建立正式提供将得到项目删除令牌。

几乎零成本,因为这种测试活动,并获得宝贵的令牌,它吸引了许多普通用户,同时,使用大量的占“拔毛”,并将使用测试网络将有一个测试的前提eth气体时,也正因为如此,许多试币在牛市接受龙头的情况下大多是干的(试币是带出来的，拿不到试币)，所以存在交易试币的情况。

对于大多数的货币圈很长一段时间对于投资者来说,自然知道测试硬币都是没有价值的,所以购买测试硬币主要是一些黑心商人用小白和新手在以太和以太方方2.0 - 2.0测试这部分细节不了解,加上一些文章测试网络表达不清楚,给新手造成一些误解。测试货币的目的始终是为了测试网络。主要网络启动后,测试网络仍然存在和发挥测试的作用在随后的关键功能,而不是虚假陈述”测试网络和主要网络合并,并测试货币成为主要网络货币”说,这些黑色的商人。

G. 12.2比特币 ETH 马蹄 行情分析

01岛论大势

比特币已经成为SEC主席认为的竞争对手

他昨天在DACOM峰会时表示，比特币是美国因行系统及全球共识的竞争对手，他认为真正的数字或币不需要去中心化，后来还提到了Defi，说Defi是真正的创新,但如果没有坚管，行业就无法生存，同时也提到Defi可能涉及法绿风险。总之整体的意思就是，我美国证坚会管不了的行业，就不能发展和生存，感觉对加密行业不受监管这个事情，仍然是敌意满满,但这个状态确实不是短期能够改善的。

美国支付巨头Square改名为Block，杰西辞职推特CEO后,果然去大力搞他的支付公司去了，准备大力拥抱区块链技术和加密货币,或许会成为这个行业未来最具潜力的巨头之一。

02龙头

BTC:长期持有者开始抛售,近一个月卖出了15万枚BTC，现在阶段仍然属于长期向短期转化的阶段，只要短期投资者能够接得住，市场未来依旧会出现新的主升浪，当下转化速度并不高,还属于早期阶段，无碍。

比特币相对其他市场比较抗跌,仍然处于震荡周期,其他币赚钱效应不强，市场在GameFi的疯狂后，需要一段时间的冷静。
03风险与机遇

ETH：针对ETH一颗红心两手准备已经确认，4800成为行情多空分水岭。我们在熟练掌握了K线的常见技术形态以及支撑阻力的作用后，便可以利用强支撑阻力来进行交易点位的判断。今天日内ETH的H4级别K线回踩幅度较深，短线跌破了MA18，并且一度濒临维加斯通道附近，因此今日主基调不宜继续看多。我们需要重点观察H4级别维加斯通道的进一步下探情况。如行情跌破，则ETH底部目标在4000一线附近。多头因盈亏比以及MA18与发起点维加斯通道叠合太近，交易价值相对偏弱。因此针对ETH今日思路主空头，等待明确的突破信号。如没有合适的机会，则静待后续良机。

LUNA:自从销毁提案后，挖了个坑就起来了，目前依然处于主升浪，市值超过了共识度极高的SHIB，核心竞争力最终会瓦解不靠谱的共识，长期的胜利者一定属于那些有价值的东西。

MATIC: Polygon上的日活用户已经达到以太坊的64%，这是个非常成熟且活跃的生态链,未来继续走出新高的概率依旧不小，持有为主。

以上分析均为岛原创，仅供参考，不构成投资建议。

币市有风险，最好别入市

H. 以太坊2.0未来的发展如何

以太坊 2.0 升级，最核心的是以太坊 2.0 分片和 PoS 共识机制。采用 PoS 共识机制是为了提高以太坊协议的能源效率以及增加以太坊区块链的安全性。以太坊 2.0 分片，使得以太链不再需要通过每个节点来处理链上的每笔交易。

在分片系统中每个节点只需处理约 1% 的交易或更少，从而极大地提高了区块链的效率。实现ETH2.0以后不仅网络性能得到大幅提升，投资者也可以减少重资产的投入(+slf0037)。共识协议Casper及分片技术落地，对网络的底层协议作出巨大的改变，还进一步推动了区块链扩容技术向前发展，不断达到商用的标准。截至2021年1月7日16时已经有超过230万个ETH被锁定在该网络中，占以太坊总供应量的2%。然而，这仍然只是更新的第一阶段。据官方消息，Uniswap v3已部署到以太坊主网。根据官方文章，Uniswap v3是该协议迄今为止功能最强大的版本，集中式流动性为流动性提供者提供了空前的资本效率，为交易者提供了更好的执行力，以及去中心化金融的核心基础设施。就以太坊路线图而言，V神表示，随着合并日期的临近，路线图的许多方面越来越变得切实可行，乐观估计今年年底可以完成升级，在合并后，执行链会在共识链内部运行，每个信标链区块会包括一个来自执行链的区块。他还表示，合并需要许多复杂技术，目的是让整个过程尽可能简单，对于用户、客户端、开发者、智能合约来说，合并会更加顺畅，用户无需过多担心。目前许多中心化交易所、去中心化交易所、去中心化质押协议和基础服务商都进入了以太坊2.0的Staking赛道。不难想象之后会有更多的服务商涌现，而以太坊2.0 Staking板块也将会成为交易所和钱包的标配。那么 ETH 1.0 的 PoW 链，究竟还能挖多久？目前并没有一个明确的答案。但可以确定的是，在以太坊由 PoW 彻底转变为 PoS 之前，以太坊基金会必须用足够长的时间来向大家证明 PoS 链是安全的。这样才能让所有开发者和用户放心的完成切换，从而使整个价值超过 1000 亿美金的生态体系真正的、完全的运行在信标链上。

没有人知道完成工程的推进，需要花多长时间，这是个很大的未知数，并且这些未知数可能是以太坊 2.0 转换的很大阻力。因此，我们乐观估计 PoW 链至少还可以持续挖两到三年。

链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径，推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革，构建应用型、复合型人才培养体系。

I. 【Discover ETH】什么是权益证明PoS

本篇作为Discover系列文章的开篇，结合ETH2.0的目标，来谈谈权益证明PoS是什么。

在谈PoS之前，我们先来了解一下共识。共识，即达成了普遍协议。区块链实质上是一个全球性的状态机，达成共识意味着网络上至少有超过一半（51%）的节点同意网络的下一个全球状态。
共识机制 （也称为共识协议或共识算法）允许分布式系统（计算机网络）协同工作并保持安全。当前主流的共识机制有两种，分别是 工作量证明 (Proof of Work，PoW)和 权益证明 (Proof of Stake，PoS)。以太坊在设计之初就希望最终以太坊的共识机制能转变为PoS，而PoW只作为一个过渡阶段。但无论是PoW还是PoS，最终的目的都是相同的，即实现分布式计算机的共识机制。下面先简单了解工作量证明（PoW）的工作机制。

工作量证明通过矿工们完成，矿工们需要竞争创建最新区块以处理和完成交易。 获胜者将与网络中的其他节点分享最新区块，并且获得最新的特定代币区块奖励（如以太坊的以太币）。由于用户需要拥有超过网络中 51% 的算力才能够欺骗整条链，因此网络安全得以保证。 这将需要巨大的设备和能源投入，所需的开支甚至可能超过收益。
工作量证明是08年在中本聪所创造的比特币中提出的，至今已经经过了充分的考验和测试，但随着越来越多的矿工和矿池的加入，挖掘新的区块的难度指数爆发式上升，也面临的如下的问题：

PoS作为ETH2.0关键的建设目标，其作用不仅仅只是因为PoW带来的环境不友好的能源消耗，还有PoS的建设能更有力支持 分片链 （以太坊网络扩展的关键升级），更强的去中心化特性等等。下面从几个方面来简单谈谈权益证明PoS的工作过程。

在以太坊中，工作量证明的过程参与的角色是矿工/矿池。其目的是通过算力试错来反复计算，以此生成一个低于目标随机数的混合哈希。这个计算难度依赖于区块所声明的 难度 ，难度越小，有效的哈希值的集合就越小。而在权益证明中，则没有矿工这一角色，与之对应的是称之为 验证者 的角色。
在ETH2.0中，用户需要质押 32ETH 来获得作为验证者的资格。验证者被 信标链 随机选择去创建区块，并且负责检查和确认那些不是由他们创造的区块。他们不需要开采区块，他们只需要在被选中的时候创建区块并且在没有被选中的时候验证他人提交的区块。此验证被称为证明。
验证者因提出新区块和证明他们已经看到的区块而获得奖励，对于一些恶意验证者节点，也会有相应的惩罚机制使之失去质押。验证者质押的ETH越多，获得的奖励也越多。可以这样说，权益证明是一种用于激励验证者接受更多质押的机制。

前面提到了 分片链 这个名词， 分片 就是将区块链分成多条链。验证者将会在不同的分片上处理它们的分片数据，以此来提高区块链的工作效率。ETH2.0预计会有64个分片链。
验证者会被随机洗牌到不同的分片中，以防止验证者恶意操纵节点并提高链的安全性。处理不同分片之间的数据的关键角色就是 信标链 （Beacon Chain）。
信标链 是协调分片信息、管理验证者的连接不同分片的桥梁。
当用户在分片上提交交易时， 验证者 将负责将用户的交易添加到分片区块中。 信标链 通过算法选择验证器以提出新的块。如果一个验证者没有被选中提出一个新的分块，它们将会证明另一个验证者的提议，并确认一切都正常。
至少需要 128 个被称为 委员会 （ committee ）的验证者来证明每个分片块。委员会有一个提出和验证分片区块的时限，这个时限被称为 插槽 （ Slot ），大约为12秒。 每个插槽只能创建一个有效区块，一个 周期 （ Epoch ，大约6.4分钟）有 32 个插槽。
每个周期过后，委员会都由不同的、随机的参与者解散与重组，重组过程由一个半随机算法 RANDAO 来选择，以此避免恶意节点的操纵。

ETH2.0使用 Cassper 终局协议来确认一个新的区块是否得到足够的证明，即只要2/3的插槽同意（即当前参与计算的2/3的验证者节点），该区块就会被最终确定。而推荐此区块的验证者将获得奖励。因此，在权益证明的机制下，每过6.4分钟就会创建一个新的区块。关于Cassper协议的详细说明后续再进行探索。

权益证明的建设以太坊在15年就已经提出，截止至今也才完成了Phase 0信标链的建设。而下一阶段的与主网合并，再下一阶段的分片链建设也一再推迟。虽然PoS的建设非常缓慢，但无论如何，权益证明作为主流的共识机制算法之一，也是值得我们探讨其设计原理。
后续将会针对信标链的详细设计、分片等ETH2.0内容进行探索。