以太坊合并最后一步，这是你需要了解的一切！

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理解“合并”的重要背景

为了充分理解“合并”是什么，让我们介绍一些重要的关键概念。

共识机制

以太坊网络在分布在全球各地的节点上运行。当数据实时变化时，所有这些节点如何就数据状态（如账户余额和交易顺序）达成一致？谁可以将新块添加到链中？以太坊和比特币一样，目前使用的是“工作量证明”共识机制。在 PoW 系统中，矿工花费大量精力来验证交易并用它们构建区块；这个过程使链条免受攻击或欺诈。

为了让任何人向区块链添加新的交易块，他们必须出示有效的工作证明。

注意到所有那些前导 0 了吗？矿工必须做大量工作才能找到这些多前导 0 输出。

以太坊+权益证明

以太坊的设计目的只是暂时使用工作量证明：创建者总是计划切换到权益证明。鉴于工作量证明作为比特币共识模型的无可争议的成功，以太坊能够开始使用 PoW 机制，而权益证明以太坊的复杂设计可以完全构建，并计划在时机成熟，系统已经过全面研究、排除故障并准备就绪。

要成为以太坊验证者，您必须质押 32 美元 ETH（以太坊网络原生代币）并在高互联网正常运行时间的机器（甚至是笔记本电脑！）上运行以太坊客户端。通过这样做，您向网络发出信号，您将诚实地验证和创建区块。为什么？因为这样做符合你自己的最大利益。如果你不诚实，你将失去验证者的奖励，甚至可能开始失去你的股份——甚至代币本身的价值也会下降，这意味着你最终会攻击自己。

附带说明，如果您没有 32ETH，您仍然可以通过几个选项参与验证网络：池化质押（包括 Lido 等流动质押解决方案）、在中心化交易所质押，最后运行一个不提议区块的节点，但仍然通过侦听新块来验证它们来支持网络。

就像在工作量证明中一样，如果矿工不诚实并试图提交一个以任何方式违反规则的区块（双花交易、无效交易等），矿工将失去他们本可以获得的任何潜在奖励只要诚实；网络的其余部分将简单地忽略不诚实的矿工，因为他违反了共识规则。同样，试图以任何方式违反规则的验证者不仅会被忽略，而且会被“削减”，这意味着部分股权将作为对不诚实行为的惩罚。

了解以太坊 PoS 与以太坊 PoW 的概念

1.成功解决目标难度散列难题的人将 PoW 中的一个块添加到链中。PoS 中的一个块通过选择一个随机验证者节点来提议一个块而被添加到链中。然后随机选择第二组验证器来验证该验证器的提议块。

2.以太坊 PoW 有“矿工”负责区块验证+添加。以太坊 PoS 有“验者”负责区块验证+添加。矿工通过找到有效的目标哈希解决方案获得奖励，验证者通过随机选择构建一个块来获得奖励。

添加区块时，以太坊 PoS 不需要高能耗，而以太坊 PoW 需要极高的能源消耗才能快速执行哈希计算。估计 PoS 的能量需求比 PoW 低约 99.95%。

3.PoW 的风险资本是一个人的时间、硬件和电力。PoS 的风险资本是一个人的时间 + 他们的 32 ETH。鉴于博弈论的设计，诚实的演员比不诚实的演员获得更多。

4.PoW 块的速率由网络难度决定，通常会针对特定时间进行微调 ——它可以超过或低于这个时间。一个有效的目标哈希可能需要不同的时间才能找到。PoS 块的速率是固定的。PoS 以太坊中的时间分为时隙（12 秒）和纪元（32 时隙）。有多种机制基于这个固定的节奏运行，例如：每个插槽，一个验证者委员会被随机选择，并负责投票决定另一个随机验证者提出的区块是否有效。

以太坊 + PoS 术语和概念须知

验证者：作为验证者，你将负责存储数据、处理交易和向区块链添加新区块——这样做需要 32 美元的 ETH 股份 + 活跃的硬件 + 软件客户端。验证者应保持足够的硬件和互联网连接，以便通过区块验证/提案获得奖励。

Slashing：来自验证者的恶意行为可能导致该验证者的权益被“削减”或减少，数量不断增加（请记住，即使是非恶意行为，例如您的节点下线，您也可能被削减！）。

时隙：12 秒。

时代：32 个插槽。

主网：以太坊当前基于PoW共识运行的“真正”链。与 Göerli 这样的测试网络不同，以太币在这个网络上物有所值。

以太坊客户端：由以太坊节点运行的软件包，由两层组成：执行层和共识层。运行客户端的节点可以是全节点，也可以是挖矿节点。

执行层：以太坊客户端层，负责执行交易和状态管理。这是 EVM 运行操作代码和编程逻辑的地方。执行客户包括：Geth、Erigon 和 Nethermind。

共识层：负责共识的以太坊客户端层。这就是有关使区块或交易有效的规则的地方。信标链的共识客户包括 Lighthouse、Prysm 和 Teku。

信标链：2020 年 12 月 1 日创建的独立权益证明区块链。它与以太坊的主网完全平行，自创建以来一直在生产中，用于测试。一旦准备就绪，它将成为执行未来以太坊交易的新共识引擎。

好的，那么合并是什么？

既然我们已经在上面介绍了很多重要的术语和上下文，那么理解“合并”到底是什么应该会更容易。

“合并”是以太坊更广泛的计划中的最后一步，以完全摆脱 PoW 共识并采用 PoS 或权益证明。

以太坊向权益证明的过渡最初分为两个主要部分（不包括像柏林和伦敦这样的硬分叉，它们是对合并前的以太坊的一般升级）：

1.启动信标链。信标链是一个单独的并行 PoS 区块链，用于运行测试而不影响以太坊主网或其上的数千亿美元。在正式合并之前启动信标链的另一个重要原因是给质押者足够的时间来质押——需要有足够的质押 ETH 来充分保护网络。在撰写本文时，信标链持有 14,000,434 ETH。

2.合并。信标链的共识层与以太坊主网的 EVM 状态的合并。

自第一个创世区块以来，工作量证明已经保护了以太坊主网。自 2020 年以来，信标链与以太坊并行但独立于以太坊，运行修改后的权益证明共识层。目前，以太坊节点运行一个结合了 EVM 驱动的执行层和 PoW 驱动的共识层的客户端。

当合并发生时，以太坊当前由 PoW 驱动的共识层将被切换为权益证明共识。以太坊的状态和交易历史将保持不变。如果您目前是 Uniswap 的流动性提供者，您仍将是权益证明以太坊系统中的一员；唯一的区别是，你所在的 LP 系统将通过股权证明共识而不是工作证明来保护。

合并将有效地改变以太坊客户端当前将执行层和共识层捆绑在一起的方式，将它们分离成各自独立的客户端。这意味着 PoS 以太坊全节点可以运行具有以下条件的客户端：Geth（执行）+ Lighthouse（共识）——或任何可能的执行/共识客户端变体。它将实时完成所有这些工作。

合并是以太坊升级到权益证明的最后一步，但实际发生了什么？

在合并时，像 Geth 这样的执行客户端将开始监听来自 PoS 链（也就是信标链）的块。此切换的“触发器”将由一个名为Terminal_Total_Difficulty的新网络变量（通过升级实现）确定，它表示以太坊 PoW 链上累积的每个区块的 PoW 难度总和。

当总终端难度达到58,750,000,000,000,000,000,000 时，PoW 以太坊将过渡到 PoS 以太坊。

在撰写本文时 (#15347593) 的最新区块，总难度为 56,438,897,354,985,249,320,571——这意味着在 Merge 之前，我们还有 260 亿的 PoW 难度。估计目标 TTD 将在 9 月 15 日达到。

所以你有它。阅读本文后，您应该熟悉与区块链共识系统相关的所有重要术语和概念，尤其是工作量证明和股权证明。当有人问你 The Merge 到底是什么时，自然的答案应该是：“以太坊从 PoW 过渡到 PoS 安全模型的过程中的最后一步。”

这种改变有风险吗？当然！工作量证明是一种久经考验的安全模型，在近二十年的时间里，它为比特币提供了几乎完美的正常运行时间。另一方面，股权证明是一种相当新且更复杂的安全模型。该模型是否能很好地保护以太坊网络上的数千亿美元，还有待观察。

一旦以太坊达到其股权证明里程碑，接下来会有更多升级，旨在帮助以太坊增加扩展性和进一步去中心化。这些下一个里程碑包括：

1.合并：PoW 以太坊死亡，PoS 以太坊开始（9 月 15 日即将到来）

2. The Surge : 分片以帮助可扩展性，特别是对于汇总 (TBD)

3. The Verge：无状态客户端，使以太坊节点更易于运行（待定）

4.清除：技术债务消除+消除历史数据（待定）

5. The Splurge：额外功能，好东西（待定）

你怎么看？以太坊“升级”到新的安全模型会很好地服务它吗？鉴于这是一个看似可靠的安全模型，他们是否应该坚持 PoW 共识？从长远来看，这会使以太坊的采用成为主流还是会伤害它？