ETH框架概览

Ethereum 2.0(Eth2.0)主要由 执行层(Execution Layer, EL)共识层(Consensus Layer, CL) 组成。它在以太坊 1.0 的基础上引入了权益证明(PoS)机制,并通过 信标链(Beacon Chain)分片(Sharding,未来版本) 进行扩展。

1. Ethereum 2.0 的核心组件

(1)执行层(Execution Layer, EL)

执行层负责:

• 处理 智能合约

• 处理 交易

• 执行 EVM(以太坊虚拟机)

• 维护 账户余额和状态

主流的 执行层客户端(EL Clients):

客户端语言说明
Geth(Go-Ethereum)Go以太坊最流行的执行层客户端,官方推荐
NethermindC#适用于高性能环境,如企业级应用
BesuJava适用于企业应用,可用于许可链
ErigonGo轻量级、性能优化的以太坊客户端

(2)共识层(Consensus Layer, CL)

共识层负责:

• 运行 PoS 共识机制

• 维护 信标链(Beacon Chain)

• 管理 验证者(Validators)

• 处理 区块验证

主流的 共识层客户端(CL Clients):

客户端语言说明
PrysmGo最流行的 Eth2.0 共识客户端,适合大规模部署
TekuJava适用于企业级应用,ConsenSys 开发
LighthouseRust高效、资源占用低,适合轻量级部署
NimbusNim低资源消耗,适用于 IoT 和移动设备

(3)信标链(Beacon Chain)

• 信标链是 Ethereum 2.0 的核心,它管理 PoS 共识机制,并协调网络中的所有验证者。

• 它存储验证者的质押信息,并负责区块提议、验证和最终确定。

(4)验证者(Validators)

• 在 Ethereum 2.0 的 PoS 机制中,验证者 取代了矿工的角色,他们负责提议和验证新区块。

• 质押 32 ETH 可成为验证者,运行 共识层客户端(如 Prysm、Teku) 以执行验证工作。

(5)质押合约(Deposit Contract)

• 质押合约位于以太坊 1.0 执行层(EL),用于将 ETH 存入 信标链,以成为验证者。

• 质押合约地址:官方存款合约(Ethereum Staking Deposit Contract)

2. Ethereum 2.0 的关键网络

Ethereum 2.0 目前支持多个测试网和主网,主要包括:

网络说明主要用途
Mainnet(主网)以太坊正式网络生产环境
Sepolia主要测试网(PoS)合约测试、验证者测试
HoleskyStaking 主要测试网质押和 PoS 相关测试
Mekong(实验性)实验性测试网开发者实验
Goerli旧版测试网(不推荐)过渡到 Sepolia 和 Holesky

3. Ethereum 2.0 重要升级

Ethereum 2.0 是逐步演进的,目前已完成以下主要升级:

升级名称说明状态
The Merge(合并)以太坊从 PoW 迁移到 PoS已完成(2022 年 9 月)
Shanghai(上海升级)支持 staked ETH 取回已完成(2023 年 4 月)
Dencun(即将升级)引入 Proto-Danksharding计划 2024 年上线
Sharding(分片)扩展以太坊吞吐量预计 2025+

4. 部署 Ethereum 2.0 私链

如果你想部署 以太坊 2.0 私链,你可以:

1. 选择 Geth(执行层)+ Prysm/Teku(共识层)

2. 创建一个自定义的 genesis.json(创世区块文件)

3. 初始化并启动信标链和执行层

4. 如果使用 PoS,需要部署质押合约

总结

Ethereum 2.0 采用 PoS 机制,用 信标链 替代 PoW 挖矿。

执行层(EL) 负责智能合约和交易(Geth、Nethermind)。

共识层(CL) 负责 PoS 机制(Prysm、Teku、Lighthouse)。

• 以太坊主网使用 Mainnet,开发测试通常使用 Sepolia 或 Holesky

• 未来 Sharding(分片) 将进一步扩展 Ethereum 2.0 的性能。

如果你需要在 生产环境 部署 Ethereum 2.0 私链,请告诉我你的具体需求,我可以提供更详细的 部署指南! 🚀