自從Vitalik Buterin和其他的聯(lián)合創(chuàng)始人在2014年推出以太坊以來，可伸縮性問題一直都是討論的一部分，在一段時間的討論之后，以太坊開發(fā)人員一致認為，挑戰(zhàn)“以太坊 2.0”版本可以對這個問題有所幫助，它解決了擴展問題，并實現(xiàn)了創(chuàng)建一臺龐大的分布式“世界計算機”的承諾。

以太坊2.0

目前，以太坊仍然使用其主網(wǎng)上的工作量證明（PoW）挖掘協(xié)議進行操作。然而，以太坊2.0將主要由一個股權證明（Pos）框架支持，其中Beacon鏈將是網(wǎng)絡上所有發(fā)生的一切的中心。Beacon鏈被指定為即將交付的以太坊2.0框架的第一個組件，它將有效地充當新系統(tǒng)的脊梁，將提供大量所需可伸縮性的碎片捆綁在一起。以太坊開發(fā)商希望解決PoW開采和網(wǎng)絡擁堵造成的能源消耗過大的問題，這些問題以高昂的天然氣費用扼殺了Dapp。碎片鏈最初將通過聚合事務就其訂單達成共識，從而在以太坊2.0上實現(xiàn)規(guī)模，同時將實際哈希留給主鏈。以太坊2.0系統(tǒng)的最后一層是VM層，它將提供一個框架，以當前以太坊主網(wǎng)的方式執(zhí)行智能合約和事務。

Beacon鏈的重要性可以通過描述它為整個系統(tǒng)提供維持的跳動的心臟來解釋。它的主要功能是監(jiān)督和管理POS協(xié)議本身的執(zhí)行，以及大量的碎片鏈的執(zhí)行，以確保以太坊2.0的擴展。它的職能包括提名塊投標人、批準和管理驗證者、監(jiān)督定期對擬議區(qū)塊進行表決的驗證委員會、使用懲罰和獎勵來執(zhí)行網(wǎng)絡規(guī)則，以及為碎片定期報告提供一個中心錨點，以便快速執(zhí)行交叉碎片交易。

Beacon鏈的眾多功能

Beacon鏈的許多功能之一是將一組節(jié)點維護為塊驗證器。每個節(jié)點都需要32個ETH的總和，它們基本上是整個以太坊2.0系統(tǒng)運行的核心。當一個節(jié)點將32支ETH股份發(fā)送到現(xiàn)有POW主干網(wǎng)上的智能合約時，經(jīng)過幾次有效性檢查后，它將被鎖定，并將信息傳送給Beacon鏈客戶端。然后，Beacon鏈將節(jié)點插入到Beacon鏈上的驗證器集中，通過在Beacon鏈和碎片鏈上提出塊，它在PoS協(xié)議中起著關鍵作用。

Beacon鏈管理驗證器退出系統(tǒng)的退出過程。根據(jù)pos協(xié)議，初始股權加上其累積的獎勵和懲罰，在由Beacon鏈從一端管理到最后的過程中，在97天后返回到碎片鏈。如前所述，Beacon鏈管理其本身和主碎片鏈上的pos框架。與POW不同的是，不存在塊挖掘競爭，因此塊提議者由Beacon鏈隨機選擇來進行散列。這也許是整個pos系統(tǒng)的核心，因為如果沒有真正的隨機性，就會有瀆職或集中的風險。

Beacon鏈所做的其他事情是在規(guī)則的16秒間隔內產(chǎn)生塊，而不是在PoW系統(tǒng)上看到的不規(guī)則間隔。在每個16秒插槽期間，隨機選擇的塊提議者從Beacon鏈驗證器接收所有關于以前塊的信息，并將它們組織成一個塊，然后在鏈上發(fā)布。當以太坊2.0切分框架完全啟動并運行時，據(jù)說每個碎片都會有一個隨機選擇的提議者在Beacon鏈過程的一個縮影中收集該特定碎片的事務信息。然后，這些信息將形成一個塊，由碎片委員會投票表決。

Beacon鏈功能的另一個關鍵部分是通過適當分配獎勵和懲罰來維護pos系統(tǒng)的規(guī)則。它不斷地跟蹤和更新驗證者的余額，并為他們在系統(tǒng)規(guī)則范圍內保持自己的行為分配獎勵，這是對良好行為的激勵。如果他們違反了規(guī)則，Beacon鏈從他們的32 ETH余額中移除一部分，并將他們從系統(tǒng)中驅逐出去。它還對沒有出席投票的驗證者處以輕微的懲罰。如果驗證器的定金低于16 ETH，Beacon鏈也會自動將它們從驗證器集中彈出。

Beacon鏈的最終功能是處理交叉鏈接，通過將每個碎片連接到中央Beacon鏈脊柱將一個切分的網(wǎng)絡連接在一起的線程。通常，每個碎片的當前狀態(tài)被記錄為Beacon鏈塊上的一個交聯(lián)鏈。當塊完成時，碎片塊也會自動被認為是最終完成的，這使得它成為對交叉碎片事務中其他碎片的支持。目前，Beacon鏈背后的開發(fā)框架已經(jīng)完成了大約60%的工作，而在加密圈內預測開發(fā)時間是一項眾所周知的困難工作。盡管如此，市場上的消息是，Beacon鏈開發(fā)應該在年底前完成，一個多客戶的Beacon鏈測試網(wǎng)可以在2019年第一季度開始運行。

對于任何對以太坊2.0的開發(fā)感興趣的人來說，這意味著這一愿景可能最早在明年實現(xiàn)。這是否真的會發(fā)生在給定的時間范圍內呢？只有時間才能說明問題。