以太坊 2.0 Staking 機制研究報告|標準共識

Overview 概述

信標鏈作爲 ETH 2.0 整個規劃中的最先上線的重要一環,將直接實現 PoS 功能,根據目前其 Staking 整個體系的設計,可見 ETH2.0 不同於 DPoS 這種超級驗證者集權的縱向擴容方式,而是完全走了相反的橫向擴容方式,即增加中小節點的數量,儘量實現網絡節點之間的公平與低門檻,進而規避發生少數超級節點聯合控制網絡的情況。

從質押收益率來看,越早加入 ETH2.0 的驗證者,享受的年化收益率越高,目的在於激勵更多的節點在創始區塊啓動時就加入驗證。而整個網絡中參與的驗證者數量越多,整個網絡的安全性就越高,從而最終達到節點數量、安全性、節點收益率的平衡。

Report 報告

1.ETH 2.0 信標鏈介紹

以太坊爲了實現擴容,計劃將在今年第三季度上線 ETH 2.0 的 Phase 0 階段:信標鏈。未來信標鏈將會成爲 ETH2.0 整個網絡架構中的核心。
Phase 0 階段實現之後,Eth2.0 路線圖中的下一個里程碑就是 Phase 1 階段,該階段將實現分片功能,並創建 64 條分片鏈。

以太坊 2.0 Staking 機制研究報告|標準共識

來源:ethos.dev

在以太坊 2.0 的規劃中,Phase 0 階段的信標鏈只支持 Staking 功能,尚不能支持分片、虛擬機、轉賬等功能。

ETH 的用戶可以通過質押 ETH,成爲信標鏈的驗證者,保護整個 Eth2.0 網絡的安全,同時並根據質押的金額獲得相應的 ETH 獎勵。

2.Staking 機制介紹

1)驗證機制介紹

在以太坊 2.0 中,網絡驗證共識機制將由原來的工作量證明 PoW 改爲權益證明 PoS,即每個區塊不再由原來的礦工挖礦產生,而是由質押的驗證節點驗證產生。每個用戶可以通過質押 32 個 ETH,成爲 ETH2.0 的驗證節點。

驗證節點將會由隨機挑選成爲 Block Proposer,即“ 區塊 Slot” 的生產者,而同時也可能會被隨機分爲網絡上的 Attesters,即 “區塊 Slot”的驗證投票人。具體邏輯可見下圖,即隨機驗證者每提議生產出一個新的 Slot,將會由其他的充當 Attesters 的驗證者進行投票驗證,如果投票通過,那麼提議驗證者將會獲得網絡的 ETH 獎勵。

以太坊 2.0 Staking 機制研究報告|標準共識

來源:ethos.dev

而充當 Attesters 的驗證者也會因爲累計的驗證次數,即 Attestations 數量而獲得網絡的 ETH 獎勵。

2)驗證節點客戶端分類

根據 Prysmatic Labs 公佈的 Topaz Testnet ,當前驗證者主要運行兩類客戶端:

  1. 信標鏈客戶端 Beacon chain client;

  2. 驗證者客戶端 Validator client。

當運行信標鏈客戶端時,驗證者主要處理節點信息同步、廣播區塊和區塊驗證等;當運行驗證者客戶端時,主要是鏈接信標鏈的節點,與信標節點通信,並對區塊進行簽名。

一個驗證者客戶端只支持 32 個 ETH 質押,用戶可以運行多個驗證者客戶端來進行更多 ETH 的質押。

3.Staking 收益

1)質押數量

每一位驗證者需要 32 個 ETH 才能激活,當驗證者的餘額低於 16 個 ETH 時,信標鏈就會停止這些驗證者的工作。
但用戶可以通過運行多個驗證人客戶端,從而實現超額 ETH 的質押,比如 64 ETH、320 ETH 等。

2)質押週期

根據 ETH2.0 的技術文檔,驗證人在 2048 個 Epoch,即將近 9 天時間的工作之後,驗證者可以選擇解除質押。

解除時,驗證者需要等待 4 個 Epoch 才能撤出其質押金,在這 4 個 Epoch 之內,驗證者仍然有可能面臨舉報和罰沒。

一名不作惡的驗證者只需等待約 27 小時便可以最終完成解除質押,提現之前質押的 ETH。相反,如果一名作惡的驗證者受到了罰沒懲罰,則必須等 8192 個 Epoch ,即大約 36 天之後才能夠提出餘額。

3)質押收益影響因子

在當前設計架構中,驗證人的獎勵收益率主要影響因素爲:

  • 參與質押的時間。理論上參與時間越早,質押收益率越高。

  • ETH 2.0 網絡的增發率。根據目前 Vitalik 提出的增發方案,ETH 的最大年增發率不超過 2% 。最大增髮量可能會隨着整體網絡中的質押 ETH 數量而增加,但是單個驗證人的年化收益率卻有可能隨着驗證人數量的增加而下降。

  • 運行驗證人客戶端的數量。雖然一個驗證人客戶端只能質押 32 個 ETH,但是用戶可以通過運行多個驗證人客戶端來提高區塊提議人的概率,同時降低單客戶端不在線出現的概率,進而提高整體的年化收益率。

  • 離線懲罰。當驗證人的驗證客戶端離線時,將會受到網絡的離線懲罰,進而減扣其獲得驗證收益。

  • 作惡罰沒。驗證者作惡時,質押的 ETH 將會被網絡罰沒。

4)網絡增髮量

下圖是當前被提議的 ETH 最大年增發率和驗證者的最大年收益率 (後期可能會有所改變):

以太坊 2.0 Staking 機制研究報告|標準共識

來源:EthHub

需要注意的是,根據 Vitalik Buterin 的說法,上圖這些是最大的數字,實踐中有許多因素可能會減少 ETH 的總髮行量和驗證者的獎勵。

但是即使是按照 Vitalik 的提案的最高通脹率,也比當前 ETH 1.0 PoW 網絡的通脹率 4% 要低很多。

5)驗證者的成本

計算成本。驗證人需要運行信標鏈節點及驗證者客戶端,需要佔用個人電腦或者服務器資源。以 macOS 爲例,官方測試網給的配置要求建議爲:

以太坊 2.0 Staking 機制研究報告|標準共識

來源:Prysmatic Labs、標準共識

總體正常運行時間和維護成本。用戶需要確保他們的驗證者節點不會出現宕機,確保實時在線,否則他們的質押金可能會受到削減。

4. 信標鏈測試網當前 Staking 數據

1)驗證者數據概覽

以太坊 2.0 Staking 機制研究報告|標準共識

來源:Etherscan、標準共識

可以看到,當前信標鏈測試網的活躍驗證人數量已經達到了 36,540 個,相對較爲活躍。

2)排名前十驗證者收益表現

以太坊 2.0 Staking 機制研究報告|標準共識

來源:Etherscan、標準共識

根據以太坊瀏覽器 Etherscan 信標鏈的測試網數據,可以看到 Staking 收益率排名第一的驗證人年化收益率可以高達 38.06%,而排名第十的驗證人年化收益率爲 18.15%,差額將近一倍。

Conclusion 結語

信標鏈的 Staking 功能將成爲 Staking 行業的風向標,雖然其最終的效果還要待信標鏈主網上線後才能驗證,但是僅從當前測試網的數據來看,ETH2.0 得到了衆多信仰者的擁躉、開發者的關注。

以太坊 2.0 Staking 機制研究報告|標準共識

風險提示:

  • 警惕打着區塊鏈和新技術的旗號進行非法金融活動,標準共識堅決抵制利用區塊鏈進行非法集資、網絡傳銷、ICO 及各種變種、傳播不良信息等各類違法行爲。

以太坊 2.0 Staking 機制研究報告|標準共識

來源鏈接:mp.weixin.qq.com