LOT:科普：如何定义以太坊2.0中的验证者质量

编者按：本文来自区块链大本营，作者：JimMcDonald，Odaily星球日报经授权转载。引言

我们Attestant是非托管型的ETH2.0质押服务，既能为客户资金提供更高的安全性，又能利用先进的验证策略来获取比传统验证基础设施更高的收益。衡量收益的方法之一是，追踪ETH2.0区块链上见证消息的生成和上链情况。这是一大关键指标，因为见证消息越早上链，收益就越高。本文将介绍Attestant是如何单独或综合计算见证有效性的。见证消息

见证消息是验证者对ETH2.0区块链当前状态的投票。每个激活状态的验证者都会在每个epoch创建见证消息。见证消息包含以下部分：

-图1：见证消息的结构-其中比较有趣的部分是链首投票，即，验证者在创建这条见证消息时认为哪个区块是链上最新的有效区块。链首投票的结构如下所示：

欧科云链集团正式启动区块链科普行动“星途计划”:欧科云链集团于4月26日，正式宣布启动了区块链科普行动——“星途计划”，行动包括将在全国范围展开系列沙龙，加大力度推进区块链科普进机关、进国企、进校园等，联合政府部门、行业协会等共同构建起更加完善和有效的区块链科普教育生态，与此同时，直击区块链科普现存痛点，推出简单易懂的“秒懂区块链”公益短视频课。

该计划旨在全维度推动社会建立对产业更清晰的认知，与“鲲鹏计划”一道助力数字经济及区块链产业本身健康发展夯实“人才”和“产业认知”两大基础。[2021/4/26 20:59:37]

-图2：链首投票结构-图中的slot定义了验证者认为当前区块链的链首所在位置，Hash定义了验证者认为的链首区块。二者共同定义了区块链上的一个点。有了足够多的投票，网络就可以就区块链的状态达成共识。虽然一条见证消息的数据量比较小，但是验证者有数万名，数据量很快就会积少成多。由于这些数据将永远存储在区块链上，减少数据量非常重要。这是通过一个被称为“聚合”的过程实现的。聚合就是将多条committee、chainheadvote、finalityvote都相同的见证消息合并成一个聚合见证消息：

TRON数字钱包科普资料《波场钱包的现在过去与未来》已上线:据最新消息显示，由TokenPocket联合波场TRON官方，以及 TokenPocket 社区志愿者共同撰写的《波场钱包的现在过去与未来》已正式上线。《波场钱包的现在过去与未来》又称为波场钱包小白书，详细介绍了当前TRON钱包与TRON生态密切结合的实例，是目前市面上最为详细的TRON数字钱包科普资料。波场钱包作为波场公链生态中极为重要的入口，是波场生态的重要构成要素。波场钱包从一开始只提供权限管理、转账收款、节点投票等基础功能，到如今不仅可以为用户提供法币交易、闪兑和去中心化交易所等方便快捷的交易服务，还能让用户直接在钱包上体验波场上DApp，挖矿、DeFi、Staking等资产增值服务。详情见原文链接。[2020/8/20]

-图3：聚合见证消息的结构-聚合见证消息与单个见证消息存在两点差异。首先，前者有多个验证者。其次，聚合签名是由单个见证消息的签名合并生成的。聚合见证消息的存储效率很高，但是会增加通信和计算方面的负担。如果我们强制要求每个验证者将所有见证消息聚合起来，那么将每个见证消息传给每个验证者所需的通信量很快就会导致网络过载。同样地，如果聚合只是可选项，那么验证者就不会浪费自己的资源这么做。因此，网络会选择一组验证者来负责进行聚合1。出于利益考虑，验证者会认真履行职责，因为包含较多验证者的聚合见证消息更有可能被添加到区块链上，验证者就更有可能获得奖励。执行这一聚合过程的验证者就是聚合者。见证奖励的变化情况

动态 | 报告：区块链等热点词促使童书科普百科类成交额同比增速最高:近日，京东图书与艾瑞咨询联合发布了《2019中国图书市场报告》。报告指出，AI、5G、区块链、机器人、VR、智能家居、AR这些热点词，不断点燃科技热潮，科技在改变大众生活的同时，也吸引了越来越多家长的关注，从小培养孩子对科技的兴趣和热爱。因此童书中科普百科类成交额同比增速最高，占比将近40%。[2020/1/8]

ETH2.0在为验证者计算见证奖励时采用了打包距离这一指标。打包距离指的是见证消息生成时所处的slot与该见证消息被打包到区块时所处的slot之差。例如，在slots生成的见证消息在slots+1被打包到区块中，这时打包距离就是1。如果见证消息在slots+5被打包到区块中，这时打包距离就是5。在ETH2.0网络中，见证消息的价值取决于打包距离，打包距离越小越好。这是因为越早上链的信息越有用。为体现见证消息的相对价值，验证者所获得的见证奖励会随打包距离的增大而减少。具体来说，见证奖励会乘以1/d。

动态 | 人民日报官方微博科普区块链 强调区块链不等于比特币:人民日报官方微博今早发表9图科普区块链。其中涉及区块链的特点有：1、安全；2、不可篡改；3、可访问；4、无第三方。区块链对未来的影响：1、不需繁琐个人证明；2、看病避免反复检查；3、旅行消费更加便捷；4、交易无需第三方。同时强调，区块链不等于比特币。比特币只是区块链技术的一种应用，区块链还有医疗卫生、食品安全、版权保护等诸多应用领域。[2019/10/28]

-图4：见证消息与打包距离之间存在函数关系-见证消息的打包过程

见证消息是如何打包到ETH2.0区块链上的？其过程如下2：每个参与见证的验证者都会使用其所拥有的链状态的相关数据生成见证消息；见证消息会通过ETH2.0网络广播给相关聚合者；每个聚合者在收到见证消息后都会将它与其它具有相同声明的见证消息聚合起来；聚合见证消息会通过ETH2.0网络广播至所有节点；只要是没有在链上看见该聚合见证消息的区块提议者都可以将其打包到区块中。一旦你发现打包距离大于1，就要了解其背后原因。可能有以下几个原因：见证消息生成延迟

动态 | 币安科普MimbleWimble算法:币安官方推特今日发布隐私算法Mimblewimble的科普贴，在下方留言区大量网友留言猜测是否是基于 Mimblewimble算法的隐私币Grin或者Beam即将登陆币安交易所，其中猜测Grin的呼声更高。[2019/9/2]

验证者可能会遇到一些问题，从而导致见证消息生成延迟。例如，验证者所拥有的链状态相关数据过时，或者验证者在生成和签署见证消息上花费时间过久。无论出于哪种原因，见证消息生成步骤的迟滞都会对整个流程的剩余步骤产生连锁反应。见证消息广播延迟验证者生成见证消息后需要通过网络将见证消息广播至聚合者处。这一流程的本质意味着，广播宜早不宜迟，因为这样可以确保验证者及时收到该见证消息，并将其合并到聚合见证消息中。验证者应该连接到足够多的对等节点，从而确保自己能尽快将见证消息广播给聚合者。聚合见证消息生成延迟聚合者可能会推迟见证消息的聚合流程。最常见的原因是，聚合者节点已经因为生成见证消息而过载，但是如果需要聚合大量验证者，聚合算法的速度也会造成巨大延迟。聚合见证消息广播延迟与见证消息广播延迟类似，聚合见证消息也需要在网络中广播，因此存在相同的延迟风险。区块生成失败要想让见证消息上链，首先要将它打包到区块中。但是，区块生成并不一定总能成功。有两种情况会导致区块生成失败：1.验证者离线；2.验证者与网络中的其他验证者失去同步，导致其生成的区块因包含无效数据而被拒绝。如果区块生成失败，就无法确保见证消息在同一个slot内上链，导致打包距离大于最佳距离。区块生成失败还会产生其它影响，即，增加了可打包进下一个区块的见证消息总量。如果可打包的见证消息总量超过了区块容量，区块生产者很可能优先打包那些可以带来较高收益的见证消息，也就是那些打包距离最小的见证消息。这就有可能导致那些错过最佳打包距离的见证消息一再被推后，因为它们能带来的收益越来越低。由于验证者无法控制区块生成3，我们定义了“最早打包slot”这一术语。最早打包slot指的是见证消息生成后的第一个生成有效区块的slot。见证消息无法打包到一个不存在的区块中，因此，以见证消息生成后的第一个slot为标准也衡量不出见证者的效率。这个标准就体现了这些考量，将“最早打包slot”定义为见证消息生成后的第1个产生有效区块的slot。恶意行为尽管如此，恶意参与者依然有可能拒绝将见证消息聚合，或者拒绝将见证消息打包到区块中。前者的风险可以用让每个验证者团体都有多个聚合者来缓解。为降低后者的风险，不打包见证消息需要承担一定的成本。但是，参与见证的验证者无法迫使区块生成者打包见证消息，因此如果不打包见证消息所产生的收益高于其成本，参与见证的验证者就束手无策了。计算见证消息有效性

考虑到区块生成和打包距离，见证消息有效性可以理解为见证消息对网络的用处有多大。见证消息有效性的正式定义是：

区块有效性是以百分比呈现的。下表列出了一些示例：

区块距离的上限是32。如果未能在区块距离达到上限之前将见证消息打包进区块，则该见证消息的有效性为0。聚合见证消息有效性

单个见证消息的有效性很有趣，但本身意义不大。如果我们将不同验证者在不同slot生成的见证消息的有效性综合起来看，就能更好地了解这组验证者的整体有效性。我们只需取单个见证消息有效性的平均值，即可计算出聚合有效性，例如，一组特定验证者连续7天来的有效性均值。总结

当ETH2.0启动时，成千上万个节点会确定彼此的位置，然后开始提议和见证区块。就像所有不成熟的网络一样，你需要通过不断的摸索来找到如何让你的节点尽可能有效的方法。正如上文所述，见证消息有效性是用来追踪节点有效性的一大指标。希望实现奖励最大化的验证者可以通过见证消息有效性来了解其总体表现。Attestant会为我们的验证者追踪其见证消息有效性，并将客户报告中的数据汇总起来，从而提供更清晰的表现指标。随着我们继续拓展非托管型ETH2.0质押服务，我们很乐于与大家分享更多的指标。注释：验证者组合中的成员每过几分钟就会改变，因此所有验证者共同负担聚合成本。这是经过简化的见证流程，但是出于本文的目的而言，这个流程是准确的。显然，除了那些验证者自己生成的数据。

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