以太坊:以太坊2.0獎懲機制大解析，一文教你如何好好做節點

寫在前面：本文來以太坊博客，介紹了eth2的激勵機制以及對驗證者的懲罰機制。

本文的重點是通過eth2的設計理念來了解它的激勵機制。更具體地說，我們研究了影響eth2的激勵機制，以及它們是如何以獎勵、懲罰和slashing的形式實現的。

我們還將介紹如何鼓勵驗證者在線以及背后原因，為什么不會因為離線而被slashing等等。接下來我們將開始深入探討。

如果不是離線，什么情況下才會出現slashing？

slashing有兩個目的：使攻擊eth2的成本高得嚇人；通過檢查驗證者是否真的執行了自己的任務來防止他們變得懶散。Slashing一個驗證者指的是銷毀其質押的資金，前提是當這個驗證者出現破壞性行為，且這個行為是可以被證明的。在eth2階段0中，驗證者可能被slashing的兩種主要作惡方式是重復投票和環繞投票：

以太坊鏈上BTC錨定幣發行量首次突破29萬 鎖倉量超170億美元均創歷史新高:金色財經報道，據最新數據顯示，以太坊區塊鏈上的比特幣錨定幣總發行量首次擊穿29萬枚，創下歷史最高記錄，本文撰寫時為29.225萬枚。另外根據當前BTC價格計算，比特幣錨定幣總鎖倉量已經超過170億美元，同樣創下歷史新高，本文撰寫時為174.5億美元。

目前發行量最大的三個BTC錨定幣分別是：

1、WBTC（214,566枚,鎖倉量為12,814,178,402美元）；

2、HBTC（39,906枚，鎖倉量為2,383,262,513美元，）；

3、renBTC（17,020枚，鎖倉量為1,016,433,131美元）。[2021/10/15 20:31:20]

重復投票是指驗證者在同一時間內為兩個不同的區塊投票，這意味著他們表示對兩個不同版本事實的支持。為什么要禁止這樣的行為呢？最簡單的例子是驗證者在區塊$A$發送交易$a$，在區塊$B$發送交易$b$，兩筆交易花費了同一個ETH。這是PoS版的典型雙花攻擊。

以太坊基金會研究員Justin Drake模型顯示ETH仍是“通脹資產”:8月12日消息，上周四激活的的以太坊“倫敦”升級開啟了向以太坊 2.0 過渡的新時代，這是以太坊區塊鏈過渡到權益證明（PoS）共識機制的倒數第二步，本次升級中最受關注的就是以太坊改進提案 (EIP) 1559，根據最新數據顯示，已有98.2%的以太坊客戶端完成升級，而這也是為什么EIP-1559能夠快速成為社區主流的原因。

本文撰寫時，總計有32643.1?ETH被銷毀（價值約合101,724,392.33美元），但按照目前銷毀速度（每分鐘銷毀 2.3 枚 ETH）并沒有真正使 ETH 成為通貨緊縮資產，只是降低了當前通貨膨脹率。事實上，即使以太坊 2.0 過渡完成，ETH仍將保持通脹。根據以太坊基金會研究員Justin Drake構建的一個模型顯示，即便有更多驗證者加入以太坊網絡，同時ETH質押年回報率（APR）/收益率維持在 6%，每年ETH供應量也“只會”減少160萬枚，這意味著ETH年供應率被降低至1.4%，即ETH代幣仍是一種通脹資產，只是通縮壓力更大而已。（cointelegraph）[2021/8/13 1:51:53]

通過對環繞投票的slashing同樣阻止了一條鏈出現兩個版本，其懲罰了對不同版本事實投票并同時宣稱兩個版本都為真的驗證者。更具體地說，當驗證者對事實的一個版本進行驗證，然后又對另一個版本進行驗證，但以一種不明確的方式表明他們不再相信第一個版本時，這樣的證明就是環繞投票。

超過260萬ETH已被抵押至以太坊2.0合約:據歐科云鏈OKLink數據顯示，截至今日13時50分，當前以太坊2.0存款合約地址已收到260.02萬ETH，占以太坊當前供應量的2.27%，近24小時抵押合約余額新增36192ETH。[2021/1/19 16:30:21]

重復和環繞投票是在0階段中驗證者被slashing的唯一可能，但是在后續的階段會添加額外的規則，以確保驗證者確實存儲并提供了他們簽名的分片數據。

在正常操作中，正確遵循協議的驗證者不會發出被slashing的投票。如果不是故意的惡意行為，出現slashing消息只可能是遇到了錯誤或意外。為了盡可能減少這些錯誤帶來的影響，被銷毀的stake與同時被slashing的其他驗證者的數量成比例。如果少數驗證者犯了一些低級錯誤，那么他們不太可能嘗試攻擊eth2，因為成功的攻擊需要大量驗證者。因此，發生在少量驗證者身上的slashing被認為是誠實的錯誤，受到的懲罰也很輕。另一方面，如果許多驗證者在類似的時間內犯了一個錯誤，那么他們被銷毀的stake數額將很大，因為這被視作是對網絡的攻擊。

超46萬份以太坊期權將于周五到期:金色財經報道，Skew數據顯示，超過46萬份以太坊期權將于9月25日到期。值得一提的是，這些期權中有90％在Deribit上持有。此外，在本周五即將到期的創紀錄的87000份比特幣期權中，有77％也在Deribit持有。[2020/9/23]

被slashing的驗證者將禁止進一步參與協議，并被強制退出。在誠實錯誤的情況下，這可以防止違規的驗證者由于再次被slashing而對自己造成進一步的傷害；而在真正有人作惡的情況中，這可以讓協議刪除惡意驗證者。

驗證者離線了怎么辦？

在本該參與協議的時候離線的驗證者會得到懲罰，但在正常情況下，如果他們正確地參與了協議，這些驗證者只會失去他們本應獲得的獎勵。這意味著在線時間超過50%的驗證者，他們的stake仍然會隨著時間的推移而增加。

這個機制的結果是，需要離線維護的驗證者客戶端通常最好是離線一小段時間，而不是退出并重新加入協議。

以太坊鏈上錨定BTC的代幣總量達到18734個:Btconethereum.com數據顯示，以太坊鏈上錨定BTC的代幣總量達18734個，約合1.82億美元。其中，WBTC總量為14974個，renBTC總量為1202個，sBTC總量為1174個。[2020/7/26]

這意味著驗證器不需要在備份客戶端或冗余的網絡連接上花費過多的時間，因為離線的影響沒有那么嚴重。事實上，允許兩個實體簽署消息的系統都是有害的，因為主客戶端和備份客戶端可能會同時在線，并發出slashing的投票。

這種離線懲罰機制適用于正在完結的區塊是在線的，他們的投票是算數的）。這是正常運行時eth2的預計狀態。如果在線節點少于三分之二，那么在eth2就會發生災難性的錯誤。在這種情況下，Eth的Casper參與的共識協議家族將無法達成共識。

如果三分之一的驗證者離線，eth2會怎么做？

這就是不活躍漏洞的來源。不活躍漏洞會慢慢減少離線節點的余額，因此在線驗證者與驗證者總數的比例可以再次超過2/3，因此eth2可以繼續作為協議進行決策。

不活躍漏洞是eth2在類似第三次世界大戰的事件中幸存的方法之一。如果這樣的事件影響了超過三分之一的驗證者，那么離線驗證者將發現它們的余額減少到不再需要它們的參與，以便eth2能繼續以一條鏈的形式運作。

反相關和去中心化

slashing機制和不活躍漏洞都鼓勵驗證者做出導致其節點以不同于其他節點的方式失敗的決策。也就是說，為了確保盡可能少的slashing和防止不活躍漏洞，驗證者可能嘗試以不同于其他人的方式使它們的客戶端失敗。

這給所有驗證者帶來了壓力，要求它們去中心化驗證者的各個方面，例如，依賴于Infura這樣同一信息源的驗證者或使用AWS托管其客戶端的驗證者，如果出現問題，情況會更糟。

這么多懲罰機制，為什么還有人做驗證者？

驗證者可能會很懶，收受賄賂，除非有其他激勵，否則他們會試圖攻擊系統。到目前為止討論的懲罰措施阻止了不良行為，但獎勵是需要的，以鼓勵驗證者執行有利于eth2的行為。

以下是三種主要的獎勵方式：

告密獎勵

一個驗證者對另一個驗證者發出警報，提供被slashing的證據，這是對他們清理eth2系統所做努力的獎勵。

申請人獎勵

驗證者被隨機分配到產出區塊的任務；被選中的驗證者稱為申請人。申請人的努力可獲以下獎勵：

包含一段slashing驗證者的告密證明

包含來自其他驗證者的新證據

這些獎勵鼓勵驗證者在選擇產出區塊時向區塊鏈提供有用的信息。

證明人獎勵

證據是驗證者同意eth2中一個決定的信號。這些類型的信息構成了共識的基礎，并以5種不同的方式得到回報：

讓你的證據上鏈

同意其他驗證者對鏈歷史的認可

同意其他人對鏈開頭的認可

讓你的證據快速上線

指向分配到的分片中正確的區塊

擴容驗證者收益

在PoS系統中支付驗證者有兩種常見的方式：固定的獎勵和固定的通脹。在固定獎勵模型中，驗證者的工作獎勵是固定的，通脹率取決于有多少驗證者注冊。這就有了如何正確設置獎勵率的問題。如果獎勵率設置得太低，那么參與的驗證者就會太少，而過高的獎勵率則會鼓勵在必要的安全性之外進行廣泛的驗證，并且會浪費資金。

這種互補的模型有一個固定的通脹率，獎勵被分配給活躍的驗證者。這種模式的好處是允許市場調控支付給驗證者的合適金額，他們會根據當前的收益來決定是否參與。這種模式也有缺點，驗證者收益可能不穩定，使得個人驗證者很難做出盈利決策。這種模型還使協議容易受到阻止攻擊，在這種攻擊中，驗證者會試圖阻止彼此的參與以增加自己的利潤。

eth2的目標是通過選擇一個獎勵模型，在這個模型中驗證者的獎勵與質押的ETH總數的平方根成比例。這種互補模型試圖抑制通脹率和驗證者回報率的變化，同時仍然允許市場在安全的情況下向每個驗證者支付適當的獎勵。

抱最好的希望，做最壞的打算

本文提到了包括反相關機制、鼓勵去中心化和不活躍漏洞幫助eth2順利運作的內容，但是激勵機制運作的基本前提是假設”驗證者會懶惰、收受賄賂、試圖攻擊系統，除非有激勵機制告訴他們不要這樣做”。如果有人用本文提到的方法攻擊eth2，他們最好準備好損失大量的ETH。

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