前言

升级以太坊

欢迎阅读我关于以太坊升级的书籍：以太坊的权益证明及其它。

工作进行中！

我正从后往前撰写这本书。自下而上。从细节入手，逐步走向大图景。

目前，几近完成的是第三部分：规范注解。它们是机器内脏。就像计算机的内部结构，所有组件裸露在外，电线散落：一切都一览无余。但有了这些核心部分，我们就可以围绕它构建其他部分，将内部的杂乱无章干净地隐藏起来。

我正在撰写第二部分：技术概览，这部分旨在为规范注解裹上更易于理解的表层。同样，我自后往前撰写这部分，从协议的构建模块和激励机制开始，逐步推进到更高层次的叙述，解释这一切如何被整合在一起。当前的重点是共识这一章。

注意：在1.0版本发布之前，任何内容都可能发生变化。我会尽量避免更改规范注解部分的URL和锚点，但不做保证。其他内容，包括一整个章节和一整个部分，都应被看作是不稳定的。

将要呈现给你的

这本书适合那些希望从技术层面理解以太坊2.0——基于权益证明的以太坊——的读者。它做了什么？如何运作？为什么它是现在这样？

这本书是为谁而写呢？为像我这样的人！那些喜欢理解事物运行原理的人。不仅如此，也是为那些还喜欢了解事物 为何 如此的人。这本书并非学术作品；我更关注洞察力而非严谨性。但我会尽量在适当的地方链接到相关的学术论文和正式分析。

虽然我是以太坊的质押者和用户，但我的主要目标读者并非这类人。与质押有关的通用内容可能也会有所帮助（待我完成后），但你可以在EthStaker等优秀社区中获得更实用的支持。

本书的范围主要围绕（我认为的）以太坊2.0协议展开。近年来，以太坊2.0的定义逐渐变得模糊，但在我看来，它大致涵盖以下内容：

• 所有与权益证明（PoS）和信标链相关的技术，
• 以太坊通过“合并（Then Merge）”从转向权益证明的过程，
• 协议内的数据分片机制，以及
• 一系列潜在的未来升级和改进。

除非与“合并”直接相关，否则我不会涉及以太坊1.0协议的历史内容。如果你想了解以太坊1.0，可以参考《精通以太坊》Mastering Ethereum book这本书，尽管它已有些过时。此外，虽然卷叠（Rollups）和其他被称为二层网络（layer 2）的解决方案已迅速融入以太坊2.0生态系统，但由于它们本质上不在协议内部，因此本书不会涉及这些内容。同样，我也不会讨论DeFi、DAO、NFT或其他基于以太坊技术构建的精彩应用。

尽管已排除许多，但以太坊2.0协议本身仍有大量值得深入探讨的内容。

版本

当前版本是基于已被部署的Capella以太坊2.0共识层。信标链于2020年12月1日随Phase 0上线。随后分别于2021年10月27日升级至Altair，2022年9月6日升级至Bellatrix，以及2023年4月12日升级至Capella。

除非另有说明，本书中所有关于共识规范的引用均基于v1.3.0版本（即Gamlum）。

《升级以太坊》的历史版本和当前版本均可在线获取：

• 旧版Altair规范版本，
• 旧版Bellatrix规范版本，
• 当前Capella规范版本，以及
• 最新版本，目前为Capella版本。

我最初编写的Phase 0版本注释规范同样可被获取，不过主要是为了历史参考，而且已被本书涵盖。

为"Eth2"辩护

当我开始这个写作项目时，基于权益证明的以太坊被普遍称为以太坊2.0，简称Eth2，这个称呼从2014年就开始使用了。这反映了以太坊2.0的愿景在许多方面与最初的以太坊1.0实现有所不同。2016年的以太坊2.0紫皮书（Ethereum.org 2.0 Mauve Paper）很好地捕捉到了这个发展方向。虽然我们最终的实现细节与那里描述的有所不同，但所有的要素在当时就已经具备了。Eth2不仅要实现权益证明，还要带来新的密码学、新的点对点网络、新的加密经济学以及可扩展性的新方向等其他内容。这就是我们已经实现的。

2022年，以太坊基金会宣布我们必须通过将以太坊2.0重新品牌化为以太坊来强调连续性而非断裂性。考虑到合并（The Merge）的进展方式，从以太坊用户的角度来看，这确实有一定道理。用户和开发者的使用体验几乎不会因为转向权益证明而改变。

然而，我写作时的身份主要不是作为以太坊的用户或开发者。从一个_协议工程师_的角度来看，合并是一个深刻的断裂时刻。基于权益证明的以太坊与基于工作量证明的以太坊完全不同——这本书的规模和复杂性就是充分的证据。通过以太坊的新架构，我们实现了多年前紫皮书中规划的大部分内容。

这就是为什么我经常继续将基于权益证明的以太坊称为以太坊2.0或Eth2¹，对此我不会道歉。我相信你们能理解我的意思，这会让事情更清晰而非混淆。

说到这里，另一件我不会道歉的事是使用英式英语的拼写、标点符号和独特的习语表达。这是特色，不是报错。

致谢

首先，要感谢我的雇主Consensys。虽然我大部分写作是在业余时间完成的，但Consensys越来越支持我在工作期间进行这项工作。特别是在2023年第二季度，公司给了我三个月的写作假期，让我能够全职投入到这本书的写作中。他们还允许我为所有内容采用开放许可。这些都很酷，我也非常感激。Consensys是很棒的公司，是生态系统中向善的重要力量，也是一个让人难以置信的工作场所。

我所做的很多都涉及去描述他人的工作，这本书中几乎所有内容都是其他人的劳动成果。我非常看重以太坊社区的开放性和慷慨。对我来说，这是它的定义性特征。本书引用了许多人的贡献，我要感谢她们所有人。能够成为Eth2开发者社区的一员是我人生中最好的经历。

感谢众多GitCoin资助者为最初的规范注解和我定期发布的“Eth2新动态（What's New in Eth2）”通讯提供的支持。也要感谢慷慨的加密朋友们（无论是匿名还是实名）多年来的馈赠。在我与规范的细节搏斗时，你们的支持给了我莫大的鼓励。我真的太爱这个社区了。

向EthStaker社区致敬：你们太棒了！

最后，说回Consensys：每天能与如此优秀、有才华、慷慨和博学的人一起工作是一种享受。Protocols组（PegaSys）在过去五年多的时间里一直是我的家。在这里，我参与建立了出色的Protocols研发团队，后来还发起了最终成为Teku的项目。感谢所有的支持和鼓励。我很享受与你们这群优秀的人一起工作。