SLOT:深度丨以太坊 2.0 的信標鏈究竟是什么樣的？_POC

作者：ConsenSys

翻譯：凌杰

來源：加密谷

您需要了解的有關分片(shards)、質押驗證者(stakingvalidators)、證明(attestations)、委員會(committees)、檢查點(checkpoints)和最終性(finality)的所有信息。

還記得當你剛初窺區塊鏈奧秘的喜悅嗎?您是否渴望對信標鏈有類似的了解?以太坊的信標鏈是以太坊系統的核心，然而關于該系統的大多數內容都過于技術性、針對性或不夠深入。

在這里，你可以充分理解信標鏈的元素和運行機理。在關鍵細節上會運用例子幫助你更好理解并節省時間。我們假設你有堅實的以太坊或比特幣基礎知識，并對權益證明有所了解。讓我們來深入了解一下分片(shards)、質押驗證者(stakingvalidators)、證明(attestations)、委員會(committees)、檢查點(checkpoints)和最終性(finality)。

分片：宏偉藍圖

在理解信標鏈之前，介紹一下分片會有所幫助。目前包括以太坊在內的公鏈在可擴展性方面面臨的主要問題是：每個節點都要驗證并執行所有交易。在計算機科學中，有兩種主要的擴展方法:垂直擴展：使節點越來越強大。水平擴展：添加更多的節點。為了實現去中心化，區塊鏈需要進行水平擴展。以太坊2.0的一個目標是讓節點在消費級硬件上運行。分片是對數據庫進行水平擴容的方法。通常，一個分片鏈都有一個節點子集來處理它。驗證者被分配到不同的分片鏈上，并且只處理和驗證該分片鏈中的交易。

以太坊分片上的節點子集是動態的，逐塊對其進行處理。

區塊鏈實行分片機制的主要挑戰在于如何確保分片安全性。由于驗證者分散在不同的分片中，有的節點可能會惡意控制某個分片。解決方案的關鍵是：

隨機分配驗證者，即每個分片區塊都有一個隨機選擇的驗證者委員會，確保如果攻擊者控制的驗證者少于總數的三分之一，其想要攻擊單個分片在數學上是不可能的。

欺詐證明，數據托管證明(custodyproofs)和數據可用性檢查(dataavailabilitychecks)也是重要的安全組件。目前的eth2計劃是使用64個分片。雖然分片與信標鏈是獨立運作，但我們還是會對整個系統的關鍵部分進行講解。

分片已經揭示了以太坊信標鏈的作用和需求。我們也理解為什么要在傳統區塊鏈上增加新的元素。分片式公鏈的新興領域總是歡迎有靈感的開發者創新。

以太坊2.0階段

簡而言之，以太坊2.0分為三個階段：

階段0-信標鏈

階段1-分片

階段2-執行

與管弦樂隊樂隊進行類比：

階段0-指揮

階段1-樂器

鏈上ChainUP WaaS聯盟與布洛克科技達成深度戰略合作:據官方消息，鏈上ChainUP WaaS聯盟與布洛克科技宣布達成深度戰略合作，雙方就區塊鏈技術應用落地、區塊鏈金融服務、資金安全等方面深度合作。

BLOCK GLOBAL旗下涵蓋六大生態板塊：全球媒體矩陣：布洛克科技、blocktimes、Coinin、Beecast；數字礦業BLOCK STAR涵蓋BTC、ETH、IPFS礦場、礦機、云算力及數字礦業金融；數字金融戰略投資GEX、Huobi Indonesia等交易平臺；數字基金BLOCK ECO FUND累計投資項目70余個。

鏈上ChainUP WaaS聯盟作為企業專享的數字資產托管及金融服務平臺，提供主鏈資產托管、節點服務、主鏈定制開發、熱門幣種一鍵接入、共管錢包、借貸理財等多種功能服務，聯盟企業轉賬 0手續費、實時轉帳，同時企業通過WaaS聯盟提供的借貸、理財等多種金融服務可有效提升資金使用效率與沉淀資金價值。目前已有超過500家企業加入鏈上ChainUP WaaS聯盟。[2021/1/22 16:45:59]

階段2-樂手

所有階段都是系統的重要組成部分，具有不同的特點。階段0是以太坊2020年計劃的一部分。階段1一般來說比其他階段更靜態。階段2一般是關于執行和代理的。

時隙(slots)和時段(epochs)

信標鏈是以太坊2.0的心臟。它為系統的和諧與共識奠定了節奏。每個時隙是12秒，一個周期是32個時隙：6.4分鐘。

時隙(slots)是一個將區塊添加到信標鏈和分片的機會。您可以想象，信標鏈和分片鏈是按步調編排的。當系統以最佳狀態運行時，每12秒添加一個信標塊和64個分片區塊。驗證程序需要與該時間同步。時隙(slots)類似于區塊生產時間，但時隙(slots)可以是空的。信標鏈和分片的創世區塊都在時隙0中產生。分片將在信標鏈時段0(Epoch0)的下一個時段開始運作，但無論是分片鏈還是信標鏈，都有自己的時段0(Epoch0)，且包含其創世區塊。

驗證者、證明和信標鏈

雖然工作證明與礦工相關聯，但在以太坊2.0中，驗證者是權益證明的"虛擬礦工"。驗證者積極參與以太坊2.0協議的共識。他們的激勵機制將在后面的信標鏈驗證者獎懲制度中討論。

區塊打包者是被隨機挑選出來生產區塊的驗證者。大多數情況下，驗證者是對信標塊分片區塊進行投票的證明人。這些投票記錄在信標鏈中。投票決定信標鏈和分片的頭部。

在每一個時段中，驗證者被隨機分配到一個時隙和分片中。該驗證者參與到他所被分配的分片的共識中，從而他可以對該分片的分片頭部進行投票。然后驗證者將該時隙(slot)上的分片頭和信標區塊連接起來。

廣州市將促進密碼與區塊鏈等數字經濟新技術深度融合:10月26日，《廣州市黃埔區、廣州開發區、廣州高新區促進商用密碼科技創新和產業發展辦法》正式推出。在推動密碼產業科技創新方面，打造“密碼+”創新生態，促進密碼與云計算、大數據、物聯網、人工智能、區塊鏈、5G等數字經濟新技術、新業態深度融合，支持加密通信技術、加密存儲技術、芯片等密碼核心技術研發。（科技日報）[2020/11/3 11:29:23]

證明是驗證者的投票，通過驗證者的余額進行加權。除區塊之外，證明也會由驗證者在系統中進行廣播。

驗證者也會互相監督，對舉報其他驗證者進行矛盾的投票或提出多個區塊的驗證者給予獎勵。

信標鏈的內容主要是驗證者地址、每個驗證者狀態、證明和到分片的鏈接。驗證者由信標鏈激活，可以轉換狀態，這部分內容稍后將在信標鏈驗證激活和生命周期中簡要描述。

質押驗證者：語義

驗證者是虛擬的，是由質押者激活的。在PoW中，用戶購買硬件成為礦工。在以太坊2.0中，用戶質押ETH以激活成為驗證者。我們可以將質押者和質押金，驗證者和余額聯系起來。每個驗證者擁有的余額最多為32個ETH。不過，質押者可以質押他們所有的ETH。每質押32個ETH，就會激活一個驗證者。

驗證者通過利用信標節點的驗證者客戶端運行。一個信標節點具有跟蹤和讀取信標鏈的功能。一個驗證者客戶端可以實現信標節點功能，也可以對信標節點進行調用。一個驗證者客戶端可以執行一個或多個驗證者。

交聯：將分片連接到信標鏈

交聯是將信標鏈和分片鏈相連。在一個交聯中，信標鏈緊跟分片鏈的頭。由于有64個分片，每個信標塊可以包含最多64個交聯。一個信標塊可能只有一個交聯。eth2第1階段計劃進行交聯，將分片鏈連接到信標鏈，作為分片叉選擇、分片鏈最終性和交叉分片通信的基礎。所有分片鏈在任何時候都緊跟信標鏈。

委員會：介紹

一個委員會就是一組驗證者。為了安全起見，每個slot的委員會都有至少128個驗證者。惡意攻擊者控制一個委員會的2/3的概率不到萬億分之一。以太坊信標鏈的概念來源于隨機信標——為公眾散發隨機數這一概念。信標鏈在一個隨機的過程中達成共識。

RANDAO隨機過程根據驗證者余額的權重，選擇區塊打包者。驗證者可能是同一slot的提議者和委員會成員，但這不是常態。出現這種情況的概率為1/32，因此我們大概會在每個epoch碰到一次。上圖情景中的驗證者不到8192個，不然每個slot就至少包含兩個委員會。

這篇信標鏈的解釋主要是關于信標鏈委員會：服務于信標鏈的驗證者。一個委員會被隨機地分配了一個分片，以便交叉鏈接到一個信標區塊。沒有固定的委員會。負責交聯一個區塊的委員會隨每個區塊的變化而變化。單獨構建區塊鏈區塊的分片鏈委員會將留作日后討論。許多分片區塊可以由不與信標鏈交互的分片鏈驗證者來構建，但是，一個分片要想與其他分片進行通信，就需要一個信標鏈委員會將其與信標區塊進行交聯。

江蘇法院積極推進執行工作與區塊鏈等技術深度融合:7月15日消息，近日，江蘇省高級人民法院召開全省法院執行管理體制改革推進會。會議要求，要不斷深化智慧執行建設，積極推進執行工作與5G、大數據、區塊鏈等現代技術深度融合，進一步完善涵蓋所有財產形式的網絡查控系統，提升查控系統的智能化水平。（人民法院報）[2020/7/15]

該圖是對三個slot中發生的情況的描述。

在slot1中，一個區塊被提出，然后由兩個驗證者驗證，而委員會A中的一個驗證者離線。slot1的驗證和區塊在網絡中傳播并到達許多驗證者。

在slot2中，一個區塊被提出，而委員會B中的一個驗證者沒有看到它，因此它證明信標鏈頭就是slot1的塊。注意這個驗證者與slot1中的離線驗證者不同。證明信標鏈頭的驗證者被稱為LMDGHOST投票。在Slot3中，委員會C中的所有驗證者都運行LMDGHOST分叉選擇規則，并獨立地驗證同一個頭。

在每個epoch中，驗證者只能在一個委員會中。通常，有超過8,192個驗證者:即每個slot有多個委員會。所有委員會的規模相同，并且至少有128個驗證者。當驗證者者少于4,096時，安全概率會降低，因為委員會的驗證者少于128個。

委員會(Committees)：關鍵

在每個epoch中，驗證者被均勻地劃分為各個slot，然后再細分為適當大小的委員會。來自該slot的所有驗證者都對信標鏈頭進行驗證。該slot中的每個委員會都試圖交叉連接一個特定的分片。隨機分配(shuffling)算法會按比例增加或減少每個slot的委員會數量，以使每個委員會至少得到128個驗證者。

舉個例子，假定有16384名驗證者，其中512名驗證者被隨機分配到slot1中，另外512名被分配到slot2中，以此類推。slot1中的512名驗證者被進一步分成4個委員會，并被隨機分配到分片中。假設分片33、55、22、11是這四個委員會所分配到的分片。所有512名驗證者都要在slot1中發起LMDGHOST投票；其中一個委員會的128名驗證者試圖和分片33產生交聯；另一個委員會的128名驗證者試圖與分片55產生交聯；剩余兩個委員會則試圖與分片22和分片11產生交聯。在slot2中，這個過程會重復一遍，512名驗證者同樣分成4個委員會，然后被隨機分配到分片中。假定他們被分配到分片41、20、17、15中。所有的512名驗證者都要在slot2中投票選出信標鏈頭；同時這幾個委員會也試圖與分片41、20、17、15產生交聯。這個過程也會在該epoch剩下的slot中再三重復。每個驗證者在自己所處的slot中，可以進行投票、證明以及交聯。在該epoch結束之后，所有16384名驗證者都已發出過投票并且和分片進行過交聯。

廣州市工業和信息化局總工程師：廣州將不斷增強區塊鏈與傳統經濟各領域深度融合:6月17日，廣州市工業和信息化局總工程師胡志剛在第130場廣州市疫情防控和復工復產新聞發布會上表示，廣州區塊鏈發展先行示范區將圍繞技術創新、應用落地、產業發展，加快“建鏈、上鏈、用鏈”，力爭到2022年，突破一批區塊鏈底層核心關鍵技術，培育一批具有安全穩定區塊鏈產品的行業企業，形成一批可復制推廣的區塊鏈典型應用示范場景，成為全國區塊鏈技術和產業集聚中心。廣州將在黃埔區打造廣州區塊鏈國際創新中心、黃埔鏈谷、蟻米區塊鏈眾創空間、區塊鏈未來空間四大載體，推動區塊鏈底層技術開發企業及應用服務商快速集聚。目前，已集聚區塊鏈企業約400家，涵蓋金融、政務、民生、制造業等多個領域。胡志剛表示，下一步，廣州將以黃埔區為核心，推動區塊鏈產業生態“建鏈”、產業資源“上鏈”、實施主體“用鏈”，以區塊鏈產業發展作為服務實體經濟的重要推手，從金融、物流、政務、知識產權、工業互聯網等方面，不斷增強區塊鏈技術與傳統經濟各領域的深度融合，構建經濟高質量發展新引擎。（南方都市報）[2020/6/18]

但到目前為止，驗證者投票都是特定于slot而不是特定于epoch的。這就像給當地政府投票，而不是在更廣泛的全國選舉中投票。所有的驗證者都沒有對同一件事進行投票。接下來關于檢查點(checkpoints)和最終性(finality)的部分，描述了驗證者投下的特定于epoch的選票。在指定的時間段，所有的16,384個驗證者也將對epoch的檢查點進行投票。

信標鏈檢查點

檢查點(checkpoints)是位于epoch第一個slot里的區塊。如果這個slot內沒有產生區塊，則最近的前一個區塊即為檢查點。每個epoch都會有一個檢查點區塊；一個區塊可能同時是多個epoch的檢查點。需要注意的是，從slot65到slot128之間是空缺的。Epoch2的檢查點本來應該是位于slot128。但因為該slot丟失了，所以epoch2的檢查點還是slot64處產生的區塊。Epoch3同理，slot192處空缺，因此epoch3的檢查點為slot180處產生的區塊。時段邊界區塊是一些文獻中用到的一個術語，可以認為是檢查點的同義詞。在發起一次LMDGHOST投票時，驗證者也要為最近的epoch的檢查點投票，投票者希望確立的新檢查點叫做“目標檢點”。這種投票叫做CasperFFG投票，而且投票中也會包含投票者認定的上一個檢查點，叫做“來源檢查點”。在上圖中，epoch1中的一個驗證者的投票將創世塊作為來源檢查點，然后推舉slot64處產生的區塊為目標檢查點。在epoch2，同一個驗證者又為相同的檢查點投票了只有被分配到某個slot的驗證者才需要為該slot的區塊投票，但是，所有驗證者都要為每一個epoch的檢查點發起FFG投票。

絕對多數

由所有活躍驗證者總余額的2/3所支持的投票內容就是絕對多數。舉例說明，假設有三個活躍的驗證者:兩個驗證者的余額為8ETH，一個驗證者的余額為32ETH，絕對多數投票必須包含擁有32個ETH驗證者的投票:盡管其他兩個驗證者的投票可能與該驗證者不同，但它們沒有足夠的余額形成絕對多數。

動態 | 安徽省政府常務會議強調推動區塊鏈等與開發區基礎設施等深度融合:金色財經報道，1月8日下午，安徽省長李國英主持召開省政府第83次常務會議。會議強調，推動大數據、云計算、區塊鏈、人工智能、物聯網等新一代信息技術與開發區基礎設施、產業發展、管理服務等深度融合，實現開發區基礎設施現代化、政務服務高效化、社會服務精細化，全面提升開發區競爭優勢。[2020/1/9]

最終性

當一個epoch結束之后，如果其檢查點得到了2/3余額的票數，也就是形成了絕對多數，那么該檢查點就被證明(justified)了。如果檢查點B已經被證明，且位于其下一個epoch的檢查點也被證明了，那么B就被最終確定了(finalized)。一般來說，一個檢查點會在兩個epoch內得以最終確定，即12.8分鐘。

平均來看，用戶的交易總是發生在一個epoch的中間部分，那么距下一個檢查點就還有半個epoch的時間，因此，一筆交易經過2.5個epoch就可以得到最終性。理想化情況下，超過2/3的證明會在一個時段的前22個slot內完成打包。因此，交易確認的平均時長是14分鐘。區塊確認則從區塊證明，到被證明，再到最終性。用戶可以自己選擇是否等待交易最終確定，或者較低一點的安全性對他們也足夠了。

信標鏈頭發生了什么？

一個時段邊界區塊(EBB)在slot96處被提議，且包含了對epoch2中檢查點的證明。Epoch2檢查點的證明投票現達到了2/3的絕對多數，這意味著epoch2的檢查點被證明了，因此epoch1的檢查點也得到了最終性。slot32的最終性保證了之前所有區塊的最終性。當對檢查點進行確定時，對確定的區塊的數量并沒有限制。雖然最終性僅在時段邊界的時候產生，但證明(attestations)是逐個區塊累加的，下文的“從創世區塊到區塊鏈頭會發生什么”提供了另一種描述。從slot1到slot32的信標塊中包含的所有交聯將導致分片鏈的確定。換句話說，當一個分片區塊被交聯到一個完成的信標塊中時，它就得到了最終性。交聯本身不足以使分片區塊被確定，但有助于分片鏈的分叉選擇。

從創世區塊到區塊鏈頭會發生什么

用同樣的方法，我們可以從創世區塊發現一條故事線。從slot1到slot63的所有提議者都提議了一個區塊，并且這些區塊都被添加到鏈上。對于Epoch1中的每個塊，它的檢查點(在Slot32處的塊)累積了55%的驗證者證明。驗證者提議slot64的區塊的同時也包括了Epoch1檢查點的認證。現在，70%的驗證者已經驗證了Epoch1檢查點:這導致了它被證明。epoch2的檢查點(slot64)在epoch2的證明達不到2/3的絕對多數。驗證者在slot96處提議區塊時，同時也對epoch2處的檢查點發起投票，所以這時候，epoch2檢查點的投票達到了2/3的多數要求，也就是被證明了。Epoch2的檢查點被證明的同時，epoch1的檢查點以及所有此前的區塊被最終確定了。

還有一種可能性，我們只考慮到epoch1。epoch1的檢查點可能在epoch2提議之前已經獲得了絕對多數投票。譬如說，當slot32和slot54的區塊被提議出來時，slot32的檢查點的證明投票可能已經達到多數要求了。因而在這種情況下，檢查點可能在epoch2之前就已經被證明了。最后一點，檢查點可以在它現在的epoch中被證明，但是至少隔一個epoch才能被最終確認。有時，一個區塊被證明意味著兩個甚至多個epoch以前的區塊被最終確定。Gasper論文里討論了一些情形，只有在網絡高延遲、網絡隔離或遭遇強大攻擊的情況下會出現這種狀況。對于分片及以太坊區塊上的用戶來說，最終性是非常重要的，它保證用戶們的交易安全，降低了跨分片通信的復雜性。如果沒有最終性，分片內部和分片之間的交易回滾會具有破壞性，甚至會使分片的好處作廢。

證明(attestations)：細究

證明包含一個LMDGHOST投票和一個FFG投票。理想情況下，每個epoch中所有驗證者提交一份證明。每一個證明有32個slot的機會被打包進鏈，這意味著在單個epoch，一名驗證者可能有兩份證明被打包上鏈。如果驗證者在其所分配的slot里發送證明，且該證明被打包上鏈，那么驗證者獲得的獎勵為最大值；隨后打包上鏈所獲得的獎勵就會不斷減少。為了留給驗證者準備的時間，他們被提前一個epoch分配到委員會中。一旦epoch開始，提議者只會被分配到各slot中。盡管如此，秘密領導人選舉旨在降低攻擊和賄賂提議者的風險。委員會使得聯合簽名的技術達到最優化狀態，將每一名證明者的簽名聚合成一個簽名。當同一委員會中的驗證者進行相同的LMDGHOST和FFG投票時，他們的簽名可以被匯總。

信標鏈驗證者獎懲機制

證明者獎勵

證明者懲罰

質押者特有下行風險

罰沒和舉報者獎勵

提議者獎勵

不作為懲罰

當驗證者做出大多數其他驗證者都同意的認證(LMDGHOST和FFG投票)時，他們就會得到獎勵。在eth2第一階段，驗證者也會因為交叉鏈接而得到獎勵。當區塊最終確定，獎勵也隨之確定。另一方面，如果驗證者沒有提交證明，或者投票支持了一個最終不能得到確定的區塊，他們也會受到懲罰。在描述相對來說不那么常見的獎懲制度之前，你可能想知道成為一名質押者所面臨的下行風險。

作為一名質押者，損失ETH的風險與回報并存。如果一名驗證者在一年中能賺取10%的報酬，那么一名(誠實)驗證者因為工作糟糕則可能面臨10%的損失。比如說，一名驗證者總是不在線，或者其投票的區塊總是無法被最終確定，他將會受到懲罰，而罰款數額等于一名驗證者投出有效區塊所獲得的獎勵數額。罰沒的力度下至0.5ETH，上至一位驗證者的全部權益。一名驗證者如果受到了罰沒(slashing)懲罰，其將至少損失余額的1/32，并被停止工作。懲罰的力度就像該驗證者離線了8192個epoch一樣。協議還會根據相近時間內被罰沒的驗證者數量施加一個額外的懲罰。

此種額外懲罰的計算公式是：驗證者余額×3×被罰沒的驗證者占比。

也就是說，如果1/3的驗證者同時受到了罰沒，他們會損失所有余額。而對罰沒行為舉報成功的驗證者，則可以獲取檢舉者獎勵。區塊一旦得以最終確定，區塊打包者便可以獲得相當可觀的獎勵。一直在線且很好完成工作的驗證者提議的區塊所能獲得的獎勵將提高1/8。如果發生罰沒行為，提議者還可以將罰沒證據打包進區塊，從而獲得少量報酬。在eth2階段0，所有舉報者的獎勵實際上都歸于提議者。以太坊2.0系統有許多機制，對這些機制的評價應從所有機制的整體效果出發。獎懲制度的最后一是不作為的的懲罰。簡單來說，如果有超過4個epoch沒有獲得最終性，那么所有驗證者都要受到翻倍的不作為懲罰，直到下一個檢查點被最終確定。不作為懲罰設立的意義在于：如果50%的驗證者掉線了，在21天后會重新對區塊進行最終確定。

罰沒對于驗證者來說，罰沒條件主要有三個，分別是：雙重提議、FFG雙重投票，FFG環繞投票。LMDGHOST投票是不會招致罰沒的。雙重提議(doubleproposal)指一名區塊打包者在他所分配到的slot里提議多于一個區塊。雙重投票(doublevote)指驗證者在提交FFG投票時，多個投票指向同一個目標檢查點，但引用的來源檢查點卻各不相同。

環繞投票(surroundvote)指驗證者在提交FFG投票時，多個投票所指向的檢查點恰成環繞形狀。下面有兩個例子，背景是一名驗證者在epoch5內，為slot32處的源檢查點和slot128處的目標檢查點發起了一次FFG投票：

在epoch6內，為slot64處的源檢查點和slot96處的目標檢查點發起的FFG投票，被其在epoch5中的投票環繞。

在epoch6內，為slot0處的源檢查點和slot160處的目標檢查點發起的FFG投票，則環繞了其在epoch5中的FFG投票。

在epoch6內，針對slot128目標檢查點的FFG投票是雙重投票，除非slot32為源檢查點，否則要受到罰沒。相同的FFG投票不會遭到罰沒。擁有相同來源檢查點的FFG投票也不會招致罰沒。這是維持網絡活性的重要條件。舉個例子，如果兩條分叉鏈各自都有50%的驗證者余額支持，協議應該鼓勵驗證者通過投票給相同來源檢查點、不同目標檢查點，在分叉間切換。能夠安全地在分叉間切換，驗證者們就能打破僵局，嘗試形成2/3的多數。

一名舉報者者提出舉報時，需要打包沖突投票的相關信息來證明該驗證者應受到罰沒。要在一個龐大的記錄系統里，有效地找出沖突投票，是對算法和數據結構的一項巨大挑戰。目前“罰沒檢測工程挑戰”正在尋求參與者。驗證者完全有能力使自己避免被罰沒：只需要記住其對哪些證明和提議進行了簽名。一名誠實的驗證者不會因為其他驗證者的行為而受到罰沒。只要驗證者沒有對沖突的證明或提議進行投票，就不會受到罰沒。

一個驗證者客戶端可以運行多個信標節點，從而延長系統的正常運行時間、增強信任和DoS攻擊抵御。在運行節點或是運行備份驗證者客戶端時，用戶需要注意，驗證者有無對沖突的信息進行簽名。信標鏈驗證者和生命周期(BeaconChainValidatorActivationandLifecycle)每一個想成為驗證者的用戶都要先有32ETH才能獲得驗證者資格。用戶質押32ETH到以太坊主網上的保證金合約中，就能獲得一個驗證者資格。另一方面，信標鏈也會勸退所有余額降低到16ETH的驗證者；質押用戶可以取出剩余的驗證者余額，不過在Eth2Phase0還做不到。驗證者在服務2048個epochs之后也可以主動退出。退出時要先走完4個epoch，質押用戶才能取出自己的權益。在這4個epoch內，該驗證者的余額仍然是可以被罰沒的。因此，誠實驗證者的余額可以在約27小時之后取出。"以太坊2.0階段0驗證者生命周期"中有更詳細的技術說明，內含以下示意圖：

為避免驗證者集合在短時間內出現大規模的變動，單個epoch內能激活和退出的驗證者數量是有一個機制限制的。這樣可以讓激活許多驗證者、快速攻擊系統的攻擊更難發動。信標鏈還使用了一個叫做“有效余額”的概念，這個有效余額回避驗證者余額的變化更小，使得技術上的最優化成為可能。

總述：

在每一個時段，驗證者都被均勻分配到不同slot中，并進一步劃分成相同規模的委員會。驗證者只有1個應召的slot，也只會存在于1個委員會中。因此：

同一個epoch里的所有驗證者嘗試最終確定同一個檢查點：這是FFG投票；

所有驗證者被分配到一個slot中，嘗試投票選出同一個信標鏈頭：這是LMDGHOST投票；

所有驗證者被分配到一個委員會中，嘗試交聯某個分片；

采取最優行為的驗證者獲得的獎勵最多。激活信標鏈至少需要16,384個創世驗證者。驗證者的數量可能會因為罰沒或者自動退出而減少，也會隨質押者的激活而增加。當系統升級到eth2階段1或以上時，將需要更多的驗證者工作。信標鏈需要至少262,144個驗證者(質押金額將超過800萬ETH)來生產區塊，每個區塊包含64條交聯。

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