ETH2:以太坊2.0 Staking机制研究报告

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Overview概述信标链作为ETH2.0整个规划中的最先上线的重要一环，将直接实现PoS功能，根据目前其Staking整个体系的设计，可见ETH2.0不同于DPoS这种超级验证者集权的纵向扩容方式，而是完全走了相反的横向扩容方式，即增加中小节点的数量，尽量实现网络节点之间的公平与低门槛，进而规避发生少数超级节点联合控制网络的情况。从质押收益率来看，越早加入ETH2.0的验证者，享受的年化收益率越高，目的在于激励更多的节点在创始区块启动时就加入验证。而整个网络中参与的验证者数量越多，整个网络的安全性就越高，从而最终达到节点数量、安全性、节点收益率的平衡。Report报告1.ETH2.0信标链介绍

以太坊为了实现扩容，计划将在今年第三季度上线ETH2.0的Phase0阶段：信标链。未来信标链将会成为ETH2.0整个网络架构中的核心。Phase0阶段实现之后，Eth2.0路线图中的下一个里程碑就是Phase1阶段，该阶段将实现分片功能，并创建64条分片链。

以太坊开发平台Tenderly宣布集成L2扩容解决方案Arbitrum:12月11日消息，以太坊开发平台Tenderly宣布已集成L2扩容解决方案Arbitrum，一系列功能将分三阶段推出，具体如下：

- 第1阶段：现在已经完成并可以使用，包括标准EVM实现，无Arbitrum预编译和自定义gas表，它支持以下（对于不接触任何自定义预编译的交易）：交易调试、模拟器、分叉；

- 第2阶段：将部署Arbitrum预编译器，它将扩展可用的功能集：单个合约和项目的交易列表、警示、分析；

- 第3阶段：将模拟Arbitrum gas使用，这将确保交易再执行并启用Gas Profiler。[2021/12/11 7:32:27]

来源：ethos.dev在以太坊2.0的规划中，Phase0阶段的信标链只支持Staking功能，尚不能支持分片、虚拟机、转账等功能。ETH的用户可以通过质押ETH，成为信标链的验证者，保护整个Eth2.0网络的安全，同时并根据质押的金额获得相应的ETH奖励。2.Staking机制介绍

以太坊未确认交易131962笔:Etherscan.io数据显示，以太坊未确认交易数为131962笔。当前挖矿难度达6459.16 TH，平均Gas费降至15 Gwei。[2021/7/6 0:29:26]

1）验证机制介绍

在以太坊2.0中，网络验证共识机制将由原来的工作量证明PoW改为权益证明PoS，即每个区块不再由原来的矿工挖矿产生，而是由质押的验证节点验证产生。每个用户可以通过质押32个ETH，成为ETH2.0的验证节点。验证节点将会由随机挑选成为BlockProposer，即“区块Slot”的生产者，而同时也可能会被随机分为网络上的Attesters，即“区块Slot”的验证投票人。具体逻辑可见下图，即随机验证者每提议生产出一个新的Slot，将会由其他的充当Attesters的验证者进行投票验证，如果投票通过，那么提议验证者将会获得网络的ETH奖励。

观点：以太坊社交量接近6个月低点即将进入积累阶段:由于ETH价格走势和加密货币使用的放缓，与以太币相关的社交媒体帖子数量大幅下滑。区块链分析公司Santiment报告说，截至10月3日，以太坊的社交量（social volume）接近6个月来的最低点。虽然这在逻辑上可能导致一些人认为这意味着ETH将要继续走低，但Santiment指出，这可能表明ETH即将进入一个关键的积累阶段。这一积累阶段可能会在价格走高之前，因为较低社交活动可能暗示投资者的投降，以及流入资金的回报即将逆转。（bitcoinist）[2020/10/5]

来源：ethos.dev而充当Attesters的验证者也会因为累计的验证次数，即Attestations数量而获得网络的ETH奖励。2）验证节点客户端分类

ArcaFunds正式开放基于以太坊区块链的Arca美国国债基金ArCoin:洛杉矶基金管理公司ArcaFunds宣布其经美国证券交易委员会（SEC）注册的Arca美国国债基金（ArcaU.S.TreasuryFund）现已开放投资。该基金是根据《1940年投资公司法》在美国证券交易委员会（SEC）注册的第一支以数字证券形式发行其股票的基金，名为ArCoin，其数字份额ArCoins在以太坊区块链上交易，应计利息将会在每个季度直接支付给ArCoin持有者。另外，该基金的大部分资产投资于短期美国国库券和票据。从今天开始，投资者在可以通过ArCoin官方网站直接购买该基金，最低购买金额为1,000美元。此前报道，ArcaFunds于今年2月份重新提交创建加密货币美国国债投资基金ArCoin的提案。[2020/7/7]

根据PrysmaticLabs公布的TopazTestnet，当前验证者主要运行两类客户端：信标链客户端Beaconchainclient；验证者客户端Validatorclient。当运行信标链客户端时，验证者主要处理节点信息同步、广播区块和区块验证等；当运行验证者客户端时，主要是链接信标链的节点，与信标节点通信，并对区块进行签名。一个验证者客户端只支持32个ETH质押，用户可以运行多个验证者客户端来进行更多ETH的质押。3.Staking收益

庞氏局MMM过去30天占据以太坊Gas费排行榜前25的近13%:ETH Gas Station数据显示，过去一个月，以太坊链上庞氏局MMM互助金融花费的以太坊交易费用高达2040枚ETH，仅次于Tether USD（6690枚ETH），占据了交易费用排行榜前25总和的12.75%。MMM相关活动的激增使得Gas价格从年初的3Gwei增加至20Gwei以上。注，gas价格是你愿意花费在每单位gas上的Ether总量，用gwei来衡量。Wei是Ether的最小单位，1^018Wei代表1Ether。1gwei是1,000,000,000Wei。[2020/5/20]

1）质押数量

每一位验证者需要32个ETH才能激活，当验证者的余额低于16个ETH时，信标链就会停止这些验证者的工作。但用户可以通过运行多个验证人客户端，从而实现超额ETH的质押，比如64ETH、320ETH等。2）质押周期

根据ETH2.0的技术文档，验证人在2048个Epoch，即将近9天时间的工作之后，验证者可以选择解除质押。解除时，验证者需要等待4个Epoch才能撤出其质押金，在这4个Epoch之内，验证者仍然有可能面临举报和罚没。一名不作恶的验证者只需等待约27小时便可以最终完成解除质押，提现之前质押的ETH。相反，如果一名作恶的验证者受到了罚没惩罚，则必须等8192个Epoch，即大约36天之后才能够提出余额。3）质押收益影响因子

在当前设计架构中，验证人的奖励收益率主要影响因素为：参与质押的时间。理论上参与时间越早，质押收益率越高。ETH2.0网络的增发率。根据目前Vitalik提出的增发方案，ETH的最大年增发率不超过2%。最大增发量可能会随着整体网络中的质押ETH数量而增加，但是单个验证人的年化收益率却有可能随着验证人数量的增加而下降。运行验证人客户端的数量。虽然一个验证人客户端只能质押32个ETH，但是用户可以通过运行多个验证人客户端来提高区块提议人的概率，同时降低单客户端不在线出现的概率，进而提高整体的年化收益率。离线惩罚。当验证人的验证客户端离线时，将会受到网络的离线惩罚，进而减扣其获得验证收益。作恶罚没。验证者作恶时，质押的ETH将会被网络罚没。4）网络增发量

下图是当前被提议的ETH最大年增发率和验证者的最大年收益率(后期可能会有所改变)：

来源：EthHub需要注意的是，根据VitalikButerin的说法，上图这些是最大的数字，实践中有许多因素可能会减少ETH的总发行量和验证者的奖励。但是即使是按照Vitalik的提案的最高通胀率，也比当前ETH1.0PoW网络的通胀率4%要低很多。5）验证者的成本

计算成本。验证人需要运行信标链节点及验证者客户端，需要占用个人电脑或者服务器资源。以macOS为例，官方测试网给的配置要求建议为：

来源：PrysmaticLabs、标准共识总体正常运行时间和维护成本。用户需要确保他们的验证者节点不会出现宕机，确保实时在线，否则他们的质押金可能会受到削减。4.信标链测试网当前Staking数据

1）验证者数据概览

来源：Etherscan、标准共识可以看到，当前信标链测试网的活跃验证人数量已经达到了36,540个，相对较为活跃。2）排名前十验证者收益表现

来源：Etherscan、标准共识根据以太坊浏览器Etherscan信标链的测试网数据，可以看到Staking收益率排名第一的验证人年化收益率可以高达38.06%，而排名第十的验证人年化收益率为18.15%，差额将近一倍。Conclusion结语信标链的Staking功能将成为Staking行业的风向标，虽然其最终的效果还要待信标链主网上线后才能验证，但是仅从当前测试网的数据来看，ETH2.0得到了众多信仰者的拥趸、开发者的关注。