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一文读懂Eth2.0验证者

编者注:本文来自 Eth2 验证者快速启动器的 “Validator FAQ” 页面,集中列举和回答了跟参与验证活动有关的问题。快速启动器页面另有一个 “参与须知” 页面,亦提醒了参与验证活动有关的风险,可相互参照。但内容重合度高,在此不录。快速启动器的多语言支持还在实现中,相信不久后就会跟大家见面。

简介

1. 到底什么是 “验证者(validator)”?

验证者是参与 ETH 2.0 协议共识机制的实体。

用大白话来说,就是持续运行特定的一段计算机程序的人。这个程序会提议并证明新的区块,使之能添加到区块链上。

换言之,你可以将验证者看作新区块的投票者。一个区块获得的票数越多,被添加到区块链上的可能性就越大。

重要的是,验证者的投票权重由其权益数量(the amount it has at stake)决定。

2. 保证金合约(deposit contract)是什么?

你可以将保证金合约理解为以太坊账户和 ETH 2.0 验证者之间的资金转移通道。

保证金合约的状态指明了谁存储了保证金、由谁来参与验证、保证金数量有多少,以及谁能取出这些资金。

3. 为什么验证者需要先存入保证金?

系统需要扣押验证者的资金,以便在某个验证者被证明行为不轨之时对其进行惩罚。

换句话来说,为保证这些验证者都遵守协议,要让这些验证者的行为都会产生经济后果。

4. 验证者需要质押多少 ETH ?

在验证者可以开始保护网络之前,ta 需要质押 32 ETH 。这 32 ETH 就是验证者的初始余额。

5. 质押量超过 32 ETH 有什么好处吗?

没有。单个验证者存入超过 32 ETH 不会获得任何优势。

将有效质押量设定在 32 ETH 有助于推动权力的去中心化,因为这样可以防止某个验证者的投票权重过大。

请记住,验证者的投票权重取决于其权益数量。

(译者注:实际上,验证者的投票权重取决于其 “有效余额(effect balance)”。有效余额并不是账户的表面余额,有效余额有个上限是 “32”,假设一个验证者一直勤勤恳恳地赚钱,其有效余额也不会超过 “32”,同理,其被罚没时,也不会一次性被罚没超过 32 ETH。原文此处用语是 “the amount it has at stake”,虽然也嫌太模糊,但显然不能直译成 “验证者已存入的数额”。汉语中缺乏与 “at stake” 对应又不显累赘的说法,故此处译为 “权益数量”,实属无可奈何)

验证者职责

1. 经济激励机制是如何帮助用户保持活跃和诚实的?

除了会因为离线而遭受惩罚之外,验证者还会因为作恶而遭受惩罚 —— 例如,投票给无效或有冲突的区块。

另一方面,如果验证者 所提议/所见证 的区块被添加到了区块链上,验证者就会获得奖励。

基本概念是:

  • 帮助网络达成共识的行为会获得奖励

  • 妨碍共识的无意行为(或不作为)会招致轻微惩罚

  • 恶意行为会招致严重惩罚(或称罚没

换言之,验证者在努力获得奖励的同时也在为整个网络做贡献。

2. 奖励/惩罚 是如何发放的?

请记住,每个验证者都有自己的余额 —— 初始余额则可在保证金合约中看到。

以太坊网络规则会基于验证者的履职情况定期更新其余额。

换言之,验证者所获得的奖惩都会在余额中反映出来。

3. 奖励/惩罚 多久发放?

大约每 6.5 分钟(即,一个 epoch )发放一次。每个 epoch 期间,网络都会评估每个验证者的表现,并相应给予奖励或惩罚。

4. 奖励/惩罚 金额有多大?

这个问题很难回答,因为在计算时需要考虑很多因素。

验证交易所获得的奖励主要受网络总权益量(即,验证者总数)的影响。根据总权益量,验证者的最高年化收益率可能在 2% 至 20% 之间。

在验证者总数固定的情况下,奖励/惩罚主要取决于验证者的余额规模 —— 如果提供证明的验证者的余额越高,ta 所受到的奖励/惩罚就越高;余额越低,奖励/惩罚就越低。

请注意,这种动态机制是以不那么明显的方式运作的。要想了解其具体原理,你先要理解有效余额(effective balance)这个概念。如果你对这个概念还不熟悉,我们建议你阅读这篇文章(编者注:见文末超链接)。

5. 为什么奖励取决于网络中的验证者总数?

区块奖励是根据网络中的 ETH 总权益量按比例计算的。

简单来说,如果 ETH 总权益量很少,奖励(利率)就很高,但是随着权益量增加,每个验证者所获得的奖励(利率)就会降低。

为什么会有这种动态调整?虽然本文不会揭开其中的真相,但是直觉告诉我们,为了确保网络良好运转,验证者总数不能低于某个下限(ETH 总质押量也是)。因此,为了激励更多验证者参与进来,利率需要维持在较高水平,直到验证者总数达到下限为止。

6. 如果离线,验证者会遭到什么惩罚?

视情况而定。除了实际余额的影响之外,还需要注意两个重要情况:

  1. 如果绝大多数(2/3)验证者都在线,那么离线所造成的惩罚较低,因为有足够多的验证者在线,可以实现区块的终局性。这是预料之中的情况。

  2. 如果有超过 1/3 的验证者同时离线,离线惩罚就会较高,因为网络无法继续实现区块的确定性。这种属于不太可能发生的极端情况。

请注意,如果是第二种情况,离线验证者会在 21 天内逐渐损失高达 50%(16 ETH)的权益量。21 天之后,这批验证者就会被逐出验证者池。这样一来,网络就可以恢复正常,开始达成区块的终局性。

7. 正常运行时间占到多大比例,诚实的验证者才能实现盈利?

总的来说,只要验证者的正常运行时间超过 50% ,就能实现盈利。

这就意味着,验证者不需要备份客户端或冗余的网络连接,因为离线的后果并没有那么严重。

8. 作恶的验证者会遭受什么惩罚?

同样视情况而定。恶意行为(例如,投票给无效或有冲突的区块)会让验证者遭到罚没。

最低罚没金额是 1 ETH ,但是如果其他验证者在同一时间遭到罚没,这一金额还会增加。

其目的是尽可能减少验证者因无心之失而蒙受的损失,同时抑制协同攻击。

9. 罚没是什么?

罚没有两个目的:(1)大幅提高攻击 ETH 2.0 的成本,使攻击无利可图;(2)通过检查验证者是否履行其职责来防止他们偷懒。所谓的罚没,指的就是如果有验证者被证明作恶,ta 的权益(中的一部分)就会被销毁。

遭到罚没的验证者无法继续参与网络的共识机制,会被强制退出。

(译者注:在这几个问题的答案中没有显明的信息是:对一名验证者来说,每一个 epoch (6.4 分钟)就要发出一条见证消息(attestation,包含投票内容),而且需要发出消息的时间在一个 epoch 中的位置不是固定的。显然,上述验证者职责的履行不可能由人手动操作程序来执行,必定是自动化的。因此,验证者会不会被罚没,高度依赖于所用的客户端软件。因此,有意自己运行验证者的用户,首先要关心自己所用的客户端性能好不好,保护措施到不到位。)

密钥

1. 如果签名密钥(signing key)丢了会怎么样?

如果签名密钥丢失,验证者就无法继续提议及见证区块。

随着时间的流逝,验证者的余额就会逐渐减少,因为 ta 会因为无法参与共识流程而遭到惩罚。一旦验证者的余额只剩下 16 ETH ,系统就会自动将 ta 逐出验证者池。

不过,这件事并非完全没有转机。如果验证者的签名密钥是使用 EIP2334(根据默认引导流程)生成的,就可以随时根据取款密钥重新计算签名密钥

在取回保证金时,用户也需要用到取款密钥,而且取款时要等待大概一天才能到帐。

请注意,如果同一时间段内退出或被踢出验证者池的人很多,延迟期可能会延长。

(译者注:在 Phase 0 阶段,不会开启验证者取回保证金的功能。)

2. 如果取款密钥(withdrawel key)丢了会怎么样?

如果弄丢了取款密钥,验证者就再也拿不回属于自己的资金了。

因此,你最好使用助记词(mnemonics)来创建取款密钥以便备份。如果验证者是通过 Medalla 测试网的引导流程加入的,则取款密钥是默认通过助记词创建的。

3. 如果取款密钥被偷了会怎么样?

如果取款密钥被盗,盗窃者可以转走验证者的余额,但是必须在验证者退出之后。

如果盗窃者没有该验证者的签名密钥,就无法让验证者退出。

验证者可以先使用签名密钥退出验证者池,然后在盗窃者之前使用取款密钥将资金转走。

(译者注:我认为这个回答没有提示大家真实的风险。根据问题一的回答,如果用户的签名密钥是用取款密钥生成出来的,则偷盗了一把取款密钥的人,是有可能计算出验证者所用的取款密钥的,因此验证者的取款密钥也将变得不再安全,尽管取款密钥生成签名密钥的方法可以提高取款密钥的安全性,但这个风险并不是不存在。应该提醒大家的是,取款密钥始终是重中之重,一定要保护好这把密钥。回答里面提供的逃离方法仅在取款功能正常时才能使用,但 Phase 0 阶段不会开启取款功能,偷盗了取款密钥的人有充分长的时间可以埋伏。)

4. 为什么不能将这两个密钥合二为一?

一言以蔽之,为了安全。签名密钥必需保证随时可用。因此,签名密钥需要保持在线。由于保持联网的东西很容易遭到攻击,让签名密钥兼具取款功能是不明智的。

(译者注:签名密钥是验证者用来对见证消息签上数字签名的,需要经常被客户端调用以履行验证者职责。所以说签名密钥是联网的。)


原文链接:

https://medalla.launchpad.ethereum.org/faq

作者:  Eth2 Validator Launchpad

翻译&校对 : 闵敏 & 阿剑

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