一篇说明以太坊发展路线的文章
这篇文章是关于以太坊的未来之路。 Eth2 开发团队将当前的以太坊称为“eth1”，也就是现在众所周知的 PoW 链。 而未来的以太坊既不是eth1也不是eth2，而是……以太坊：
我们来梳理一下目前的以太坊：
图：目前的以太坊（eth1链）是如何运作的
用户想要做某事（“进行交易”），因此将他们的交易发送给矿工，矿工将它们打包成块并将它们添加到不断增长的链中。 矿工运行 PoW 共识机制 [1] 来决定谁将添加下一个区块并执行区块中的交易以确保交易有效。
图：PoS机制替代PoW机制
PoW 并不全是坏事，但我需要一个朗朗上口的标题
PoW 需要大量的硬件来运行密集的计算，导致过度的能源消耗。 我们不像大多数加密货币评论家那样谈论资源浪费（他们通常的花言巧语是“为什么我们有一个消耗国家资源的支付系统？”），我们提倡的是，既然我们可以支付相对较小的消耗来做同样的事情，那么我们应该这样做。
所以我们选择过渡到PoS，用一台小服务器代替大量的挖矿设备，用验证者代替矿工。
图：如果他们不做第二步的验证工作，他们将失去资产
第二步如何运作？ 验证者到底在验证什么？
图：将以太坊的活动分为两部分（共识层和执行层）
共识层确保每个人都同意某条正确的数据。 而执行层实际上解释这些数据是有意义的。 “数据”是与区块链的任何形式的交互，例如部署合约、在交易所进行交易、发送支付交易等……
区块链的核心是向链中添加新块。 当添加一个新的区块时，该区块之前的状态将迁移到该区块之后的状态。 该状态聚合了块 0 到 N 的所有数据。
例如，如果状态持有记录 Alice 和 Bob 余额的分类账，并且新区块包含 Bob 支付 Alice 10 代币的记录，那么在将这个新区块添加到区块链后，状态将记录新余额信息 。 “State after block N+1”（区块N+1之后的状态）图中右侧的虚线点表示添加新区块后的变化，可能会修改现有状态（例如Alice和Bob balance），或创建新状态（部署新合约，或将 Carol 添加到分类帐中......）
第一步是将共识层与执行层解耦； 第二步是从 PoW 转移到 PoS
Rollups和eth2主要是为了解决上述方案中的第一点：去除共识层和执行层之间的关联。 那么这项工作进行得如何呢？
图：第一步已经完成
自 2020 年 12 月以来，我们有两条链同时运行：
它们并发运行，但它们也可以相互通信。 但是，此功能尚未实现......
图：如何成为验证者
PoW-共识+执行链上的用户要成为PoS-共识的验证者，需要在保证金合约中锁定32个ETH，自动转入PoS-共识链。 一旦验证者被激活，他们就可以开始验证工作并获得奖励。
图：合并
希望这种无法沟通的情况不会持续太久。 “Merge”永久桥接PoS-共识链和PoW-共识+执行链，这意味着验证者可以为执行层生产区块。 合并后，我们有两种链：
合并后，PoS 共识链的验证者将能够赎回和提取他们质押的存款和奖励，并将它们发送回基于 PoS 的执行链。 [2]
因此，我们需要从 PoW 环境转移到完全成熟的 PoS 环境。 但请注意，这种改造并没有提高区块链的带宽（一个区块中打包了多少笔交易），这是分片要解决的问题。 在此之前，让我们讨论一些在只有一个执行链的情况下提高执行可扩展性的方法。
图：将执行置于链下； 数据上链
（颜色总结：共识=紫色，执行=绿色，数据=黄色）
说到汇总，这是许多可用的扩展解决方案之一，但从协议设计的角度来看，该解决方案可能会提供最佳折衷方案。 这个方案的思路很简单：通过将数据存储在链上（用于重构状态转换的执行）来综合处理状态转换，将状态的执行放到链下。 如果有人不同意执行的结果，或者有人忘记首先执行它，数据就在链上并且对所有人可用（并且可以重新计算），完全无需许可！
更准确地说，执行所需的数据（交易输入）与其载体（交易）分离，并以节省空间的方式“捆绑”在一起。 同时，汇总在执行链（eth1）之外运行，提交和执行数据。
图：已部署多个rollups解决方案，更多正在开发中
用户需要向执行链（“eth1”）上的 rollup 合约质押一个资产，才能进入 rollup，用户可以在 rollup 中进行交易。 完成后，用户可以将资产从汇总转移回执行链。
Rollup 的替代方案是什么？ 我们看看上图，想象一下，如果我们把那些垂直的黄色链条换成一串平行的红色链条会怎样？ 例如，如果我们复制几个 eth1 链，那么并排运行它们呢？
这里的问题是如何处理并行运行的多个执行链。 如果一条链上发生了一些事情，而其他人需要知道怎么办？ 这对于分片来说是一个非常棘手的问题，或者说是多链执行的方案需要克服的问题。
“Rollups之间没有区别”，读者可能会这么想，本质上并没有错。 但是当你想从一个 rollup 转移到另一个 rollup 时，同样棘手的问题又出现了。 然而，重点是已经存在几种汇总设计，并且这些解决方案的可探索空间仍然非常广阔。 既然如此，为什么不在引入协议级方法之前尝试使用汇总呢？
这让我们...
图：使用shards存储rollup发布的数据
读者听说过块空间不足？ Rollups 确实需要发布他们的数据，但是 eth1 区块空间是稀缺的！ 此外，正如我们所讨论的，交叉分片非常困难。 为了解决这个问题，我们可以使用分片来保存rollup需要发布的数据。 到那时可能会有 64 个分片，或者是今天可用带宽的 64 倍。 一个分片块可能比当前的 eth1 链块可以容纳更多的数据。
我需要强调的是，这并不意味着我们将永远排除执行分片。 以汇总为中心的以太坊路线图是我们的中短期发展目标以太坊被称为，直到我们找到更好的加密原语来实现跨多条链的执行分片。 这个方案很吸引人，团队里很多人都研究了半天。 与此同时，我们可以使用汇总。
图：每个rollup都有自己的执行环境
这方面还有很多工作要做！ 首先我们不要忘记“合并”和“数据分片”都是非常复杂的工作以太坊被称为，需要多个团队同时处理其中一个或两个。 但在 rollup 方面，还有一些有趣的问题有待探讨，我只列举其中的一部分：
特别感谢 Danny Ryan 和 Sacha Saint-Leger 提出的建议。
[1] 我听说 PoW 不是共识算法，但我认为如果重载它的定义，将其描述为共识机制是可以的。
[2] PhiGo在推特上写道，合并后（PoW退出以太坊），不一定能提取质押保证金。 诚然，目前合并方案更侧重于合并部分，而“退出”问题是一个单独但相关的研究工作。
