ETH:以太坊 2.0 Staking 機制研究報告｜標準共識_以太坊

Overview概述

信標鏈作為ETH2.0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不同于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，盡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，目的在于激勵更多的節點在創始區塊啟動時就加入驗證。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.ETH2.0信標鏈介紹

以太坊為了實現擴容，計劃將在今年第三季度上線ETH2.0的Phase0階段：信標鏈。未來信標鏈將會成為ETH2.0整個網絡架構中的核心。Phase0階段實現之后，Eth2.0路線圖中的下一個里程碑就是Phase1階段，該階段將實現分片功能，并創建64條分片鏈。

數據：目前只有37%的節點為以太坊倫敦硬分叉做好準備:Ethernodes.org數據顯示，目前只有37%的節點為以太坊倫敦硬分叉（包含EIP 1559升級）做好準備。據悉，倫敦硬分叉將在區塊高度12，965，000執行，預計發生于8月5日17：35。[2021/7/25 1:14:17]

來源：ethos.dev

在以太坊2.0的規劃中，Phase0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，成為信標鏈的驗證者，保護整個Eth2.0網絡的安全，同時并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改為權益證明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，成為ETH2.0的驗證節點。驗證節點將會由隨機挑選成為BlockProposer，即“區塊Slot”的生產者，而同時也可能會被隨機分為網絡上的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，那么提議驗證者將會獲得網絡的ETH獎勵。

數據：近24%以太坊由交易所持有，是比特幣的三倍:根據分析平臺ViewBase的數據，Ethereum (ETH)近四分之一的流通供應是在加密貨幣交易所進行的。該網站顯示，大約有2600萬代幣由10個交易所持有，相當于總供應量的23.6%，價值103億美元。僅Coinbase就占據了852.1807 萬ETH ，占總供應量的7.5%。而比特幣約8.1%的流通量通過交易所持有。[2020/10/30 11:14:25]

來源：ethos.dev

而充當Attesters的驗證者也會因為累計的驗證次數，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PrysmaticLabs公布的TopazTestnet，當前驗證者主要運行兩類客戶端：信標鏈客戶端Beaconchainclient；驗證者客戶端Validatorclient。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，并對區塊進行簽名。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。

以太坊上日交易量在9月17日創下新高:etherscan數據顯示，以太坊上的日交易量在9月17日創下歷史新高，達到1406016000筆。[2020/9/19]

3.Staking收益

1）質押數量

每一位驗證者需要32個ETH才能激活，當驗證者的余額低于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64ETH、320ETH等。2）質押周期

根據ETH2.0的技術文檔，驗證人在2048個Epoch，即將近9天時間的工作之后，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天之后才能夠提出余額。

動態 | Pax Treasury在以太坊網絡上新增發逾520萬枚PAX:Whale Alert監測數據顯示：12月30日17時32分，Pax Treasury在以太坊網絡上新增發5236326.5 PAX，交易哈希值為：0x37c7366dfaafdd10f0143fabded3b08b6f28ac6d5b6fad108355ff156a5ed278。[2019/12/30]

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為：參與質押的時間。理論上參與時間越早，質押收益率越高。ETH2.0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%。最大增發量可能會隨著整體網絡中的質押ETH數量而增加，但是單個驗證人的年化收益率卻有可能隨著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）網絡增發量

動態 | 目前距離以太坊硬分叉還有約兩個半小時:以太坊硬分叉實時播報：據amberdata數據，目前距離以太坊君士坦丁堡和圣彼得堡雙分叉還有約2小時26分鐘，當前區塊高度為7,279,561，距離硬分叉高度還有439個區塊。據etherscan數據，目前網絡哈希率為154756.66GH/s，與此前相比有所增加。[2019/3/1]

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(后期可能會有所改變)：

來源：EthHub

需要注意的是，根據VitalikButerin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的總發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ETH1.0PoW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，需要占用個人電腦或者服務器資源。以macOS為例，官方測試網給的配置要求建議為：

來源：PrysmaticLabs、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

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，相對較為活躍。

2）排名前十驗證者收益表現

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為18.15%，差額將近一倍。

Conclusion結語

信標鏈的Staking功能將成為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后才能驗證，但是僅從當前測試網的數據來看，ETH2.0得到了眾多信仰者的擁躉、開發者的關注。

風險提示：

警惕打著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為。

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