關於以太坊2.0,你不知道的9件事

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作者 | Bruno Škvorc

編譯 | Jhonny

是的,這是一篇清單體文章 😱

以下是一些你可能不知道的關於以太坊2.0的事情,排序不分先後。

01

以太坊2.0需要質押200萬枚 ETH 才能啟動

我們知道,驗證者需要往抵押合約 (deposit contract) 中傳送32 ETH 才能參與到以太坊2.0系統中來。不太為人所知的是,我們需要 65,536 個驗證者來啟動以太坊2.0新鏈,這相當於需要質押大約200萬枚 ETH。在以太坊2.0系統中,這正好相當於每條分片鏈中具有64名驗證者 (共計1024條分片鏈)。

抵押合約 (deposit contract) 計劃將於今年10月在大阪舉行的 Devcon 5 會議期間啟動,但這並不意味著200萬枚 ETH 將立即被髮送至該抵押合約中。啟動儀式只是個開始,我們將在之後的3-4個月的時間內等待足夠多的 ETH 被質押到該合約之中。

考慮到不推薦非開發人員和普通使用者加入這個質押系統,因為他們的 ETH 會被鎖定在一個存在風險且無用的系統中 (因為新系統中暫時不存在交易!),因此可能需要一段時間才能累計質押到足夠多的 ETH。

抵押合約中累計了的200萬枚 ETH 之後,以太坊2.0系統將會在第二天的午夜 (UTC時間) 才會正式啟動,而不是立即在200萬枚ETH的質押數量達到之後就啟動。這是因為,針對參與者往抵押合約中傳送的 ETH,我們需要等待多次確認。

還有一些有趣的數字:

  • 每個委員會的目標是擁有 128 名驗證者 (每個委員會負責對某個特定分片進行驗證),這意味著在1024條分片鏈中,需要大約 131,000 名驗證者來實現網路的最優安全性。每個委員會的最低驗證者數量是111名,而128是我們需要實現的目標數量。

  • 如果整個網路中的驗證者數量低於這個數,那網路將透過時不時地跳過一些分片並將速度稍微減慢,從而確保每個委員會擁有128名驗證者的數量保持不變。

  • 在信標鏈啟動階段,這並不是個問題,因為一開始網路中並沒有分片;當網路中啟動分片時,我們認為驗證者的數量將會超過 131,000;

  • 從技術角度來說,即便只有64名驗證者,網路依舊可以繼續執行,但網路會非常不安全,也會很慢,且分片也無法按預期執行。

02

驗證者的私鑰將處於線上狀態,但你的資金不會被盜

為了對證明 (attestations) 進行簽名和生成區塊,驗證者必須連線網際網路並將賬戶的私鑰載入系統中。人們普遍擔心,這會導致驗證者賬戶被攻擊並損失所有質押的 32 ETH。不是這樣的!

當你抵押 32 ETH 併成為驗證者的同時,你也傳送了有關退出賬戶和退出分片的資訊。這意味著不管發生了什麼事情,即不管你是自願退出系統,還是被驅逐出系統,屬於你的資金都將被髮送至被指定為取款地址的特定賬戶中

03

以太坊2.0系統中的 slot 時長為6秒,但也有例外情況

在以太坊2.0系統中,slot 是形成一個區塊所需的時間,即區塊被提議及證明其正確性所需的時間。由於以太坊2.0的啟動時間和之後的時間通常都以 unix 時間戳表示,而 unix 時間戳很容易受到閏秒的影響,因此有些 slot 的時長可能是5秒,有些則可能是7秒,儘管硬編碼的時長是6秒。

04

針對驗證者將存在兩類懲罰

Inactivity leaks:當驗證者節點離線的時間達18天,且信標鏈停止了“finalizing”程序時,你質押的金額將會“在 18 天內減少 60.8%”;

Slashing:如果驗證者的行為被證明是惡意行為,那該驗證者將被罰沒 (slashing),也即其質押的 ETH 將被減少。罰沒的最低懲罰是 1 ETH,但這種懲罰會隨著與你在同一時間一起被罰沒的驗證者的數量的增長而增加。

Justin Drake 推文大意:澄清一下,在以太坊2.0中,“penalty”和“slashing”不是同一回事。Penalty 是一種負獎勵 (比如因為離線的原因);而 slashing 是一種較大的懲罰 (從質押的32ETH中罰沒至少1ETH),是當驗證者被證明進行了惡意行為 (比如重複投票) 時強制該驗證者退出系統的方式。

需要注意的是,這是分散式信標鏈節點的一種機制,因為如果很多驗證者依賴於同一個信標鏈節點,那該信標鏈節點出故障也會順帶著這些驗證者下線,因此這些驗證者受到的懲罰會比他們執行自己的信標鏈節點要嚴重得多。

也就是說,離線並不會像你想象的那樣受到嚴重懲罰。正如 Vitalik 所說:

當你處於離線狀態時,只有當超過 1/3 的其他驗證者也同時處於離線狀態,此時你受到的懲罰才會很大。除此之外,離線的懲罰是非常小的,只要你的線上時長超過了 50-67%,那你就會處於淨盈利狀態 (不包含電腦成本等)。這種激勵機制的很寬鬆的,目標是為了鼓勵業餘參與者加入進來,促進去中心化。”

05

你不需要透過一臺超級電腦就可以執行驗證者客戶端

在 NanoPC 這樣的簡單裝置上就可以執行1-2個驗證者客戶端,雖然你可能無法在上面執行信標鏈節點。信標鏈節點與驗證者之間的區別,請參閱:

https://our.status.im/two-point-oh-the-beacon-chain/

你將可以透過移動裝置進行質押 (staking),但由於移動裝置在睡眠狀態下會關閉連線,因此這可能會終端驗證者客戶端與以太坊網路的連線,並影響你的 staking 獎勵。因此,我們不推薦使用移動裝置來參與 staking,除非你能保持提供裝置一直接通電源並保持開機狀態。

不管是透過 NanoPC 這樣的簡單裝置還是透過移動裝置參與驗證,你都需要將驗證者客戶端與一個外部的信標鏈節點相連線。幾乎可以肯定的是,諸如 Infura 等實體都會提供驗證者可以連線的信標鏈節點,但如果你在家裡就有一個穩定的連線,那建議你執行自己的信標鏈節點,或者連線到某個託管但沒那麼受歡迎的信標鏈節點上

儘管如此,一臺標準的臺式電腦就應該可以執行多大10個驗證者客戶端

06

我聽說將會有針對以太坊2.0的 ASIC 挖礦裝置。以太坊2.0根本沒有挖礦一說,如何會需要 ASIC?

你所聽到的可能是 VDF ASIC 裝置,這是目前正在研究的一種裝置,目的是增強以太坊 2.0中的隨機性。有關以太坊2.0的隨機性,請參閱本文:

https://our.status.im/two-point-oh-randomness/

有關 VDF (可驗證延遲函式) 的更多資訊,請參閱 VDF 研究相關的文章:

http://vdfresearch.org/

07

並不是每個 slot 期間都會產生區塊

因為 slot 是離散的時間單位 (每個 slot 時長約6秒),很可能在某些 slot 期間不會產生區塊。比如,當驗證者之間產生分歧,負責建立愛你和證明該新區塊的委員會出現延遲問題,或者當某個驗證者本應該提議區塊,但該驗證者卻並沒有處於執行中,亦或者其他一些無法預計的異常情況,都可能會導致在某個 slot 期間不會產生新區塊。

因此,雖然你可能已經習慣了當前以太坊1.0鏈上的出塊時間為15秒,但以太坊2.0的出塊時間可能就是在6-18秒之間,也就是說,連續兩個以上的 slot 期間不產生新區塊也是有可能的

08

信標鏈狀態會儲存過去13小時的狀態根和區塊根,當然也有意外情況

在以太坊2.0系統中,最後的 2^13 (即 8192) 個狀態根和最後的 2^13 個區塊根會儲存在每個信標鏈狀態中,參見:

https://github.com/ethereum/eth2.0-specs/blob/dev/specs/core/0_beacon-chain.md#time-parameters

這大約相當月13.65小時的時間 (8192*2/3600)。但由於並不是每個 slot 期間都會產生新區塊 (如上方第7點所述),但每個 slot 期間都會包含之前的 8192 個區塊根,使得在信標鏈狀態中儲存區塊根的時間很容易就會超過儲存狀態根的時間。這是因為,每個 slot 都會儲存狀態根,即便狀態根沒有變化,而區塊根只會儲存單獨的區塊根。下圖就是一個例子:

上圖中,如果某個信標鏈狀態儲存了3個狀態根和3個區塊根,那該信標狀態將在區塊根中包含了 Block 4、Block 3、Block 2 和 Block 1 的區塊根,並在狀態根中包含 State 7、State 6、State 5 和 State 4,儘管 State 6 和 State 5 都與 State 4 一樣。

09

針對驗證者從系統中退出,系統有一個排隊機制

排隊機制能夠確保當存在大量驗證者退出時,他們退出的速度將減慢

這意味著系統不允許很多驗證者同時立刻退出系統,不管是驗證者自願退出,還是因懲罰而被驅逐出去。這能保證系統中的驗證者數量儘可能保持穩定。排隊機制使得當系統檢測到有很多等待退出 (取款) 的驗證者時,系統有時間透過自動增加參與 staking 的收益率來使得 staking 更具吸引力,從而吸引更多的驗證者參與到系統中來,這就像是 PoW 系統中對挖礦難度的調整。

排隊機制也用於抵制中心化的基礎設施,即當很多驗證者同時離開系統時 (比如,因為他們都透過 Infura 連線了同一個信標鏈節點,該信標鏈節點由 AWS 託管,且該節點出故障了),那這些驗證者都將受到懲罰,要麼因為 inactivity 受到懲罰,要麼需要等待很長的時間才能從系統中退出。

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