通过信标链和 Casper 共识机制解决由分片和 PoS 引入的安全性问题 。

2.2.1 解决性能问题——分片（Shards）分片（Shards）——提升网络性能和容量
分片是区块链扩容最佳方案 ， 它能在没有提高节点硬件要求且没降低去中心化程度的情况下 ， 实现网络性能和容量的大幅提升 。 物理空间上 ， 分片是将公链网络中的所有节点划分为不同的分组 ， 每一个分组叫做一个分片 。 原本公链中所有节点都要执行同样计算 ， 在所有节点比对结果一致后写入区块数据中 ， 整个网络严重受制于网络中单个节点所能处理任务的上限 。 现在将区块里的任务分组后分配给不同的分片处理 ， 单个分片内的节点仅需承担全网的部分工作 。 假设分片数为 n ， 则每个节点需要承担的工作量为全网工作量的 1/n 。 于是各个分片可以并行工作 ， 从而提升整个网络的承载能力 。 同理 ， 全网容量也将变为原来的 n 倍 。

2.2.2 解决去中心化问题——共识机制 PoW 转 PoS共识机制 PoW 转 PoS——降低节点门槛 ， 支持更多用户参与
PoW 机制下 ， 成为验证节点的门槛较高 ， 需要昂贵的专业矿机产生足够的算力来和同行竞争 。 采用 PoS 机制 ， 以太坊可以有效降低验证节点的准入门槛 。 任何用户质押 32 枚 Eth 即有机会进入验证者委员会 ， 这由信标链随机算法选出区块验证者和区块提议者 ， 不需要比拼算力 。 其中区块提议者打包交易提议新区块 ， 另外的区块验证者检验新区块 ， 最终协作完成出块过程 ， 对比 PoW 共识节点的工作大大简化 。
如此一来 ， 以太坊网络节点对硬件设备的要求大大降低 ， 支持更多用户参与 。 而参与验证的节点越多 ， 以太坊网络也更加去中心化和分散 ， 面临攻击时将会更加安全 ， 同时也解决了 PoW 需要大量算力造成资源浪费的问题 。

2.2.3 解决安全性问题——信标链、Casper 共识机制
分片和 PoS 共识机制的引入 ， 为以太坊增加了新的安全性的挑战 。 比如由分片导致的单分片 51% 攻击问题、分片间双花攻击问题 ， 以及 PoS 共识机制导致的无利害攻击问题、长程攻击、简单攻击问题 。 以太坊通过信标链和共识机制 Casper 来弥合这两类风险 ， 解决安全性问题 。
1）信标链——解决分片 51% 攻击问题、分片间双花攻击问题
与普通区块链不同 ， 信标链是以 Slot 和 Epoch 而不是 \"区块\"作为基本时间单位的 。
Slot（时隙）:未来在以太坊中每一个分片都有一个验证区块的验证者委员会 ， 验证者委员会完成一次区块确认的时间（当前为 12 秒） ， 分为区块提议和区块验证两个步骤 。 如果验证者委员会内部能达成共识 ， 该 Slot 便能成功产生一个区块 ， 否则该 Slot 就无法出块 ， 形成了一个 \"跳过\" 的 Slot ， 所以链上的出块速度并不确定 。
Epoch（时段）：多个 Slot（当前为 32 个）组合而成的时间段 ， 为 6.4 分钟 。 验证者委员会的节点们会在每个 Epoch 后被洗牌重新分配 ， 它们的奖惩金额也是在每个 Epoch 结束后进行确定 。 Epoch 中最后一个 Slot 称为 Checkpoint（检查点） 。