BSP:一文详解以太坊验证者的生命周期

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时间：1900/1/1 0:00:00

原文标题：《Understanding The Validator Lifecycle》

原文作者：Jim McDonald

原文编译：John

以太坊 2.0 使用权益证明来确保其网络安全性，被称为「验证者」的计算机进程将对即将被打包的下一个区块进行投票（下文称「见证」），同时他们也会提议让自己的区块被打包进去。但是，验证者不是仅处于「开」与「关」的状态：他们会在他们的生命周期里历遍一系列的交易。这篇文章将深度剖析验证者的生命周期，展示每个状态和状态转换之际发生的事情，什么触发了状态转换，以及每次状态转换所需要的时间（注解 1 ）。

在以太坊 2.0 里，时间通常是以 epoch 为单位，一个 epoch 包括了 384 秒即大概是 6 分半。为了方便理解，以这种方式计量的时间被粗略地翻译成分钟，小时和天，并伴有可用的准确信息在相对应的脚注里。

在深入分析细节之前，先来看看验证者的生命周期概览，以及用来描述其不同状态的术语。

图表 1 ：验证者生命周期概览

以下是状态标签:

已存款 - 存款协议已被以太坊（Ethereum） 1.0 网络接受

Chainalysis：去年加密货币盗窃金额达到创纪录的38亿美元:2月1日消息，区块链分析公司Chainalysis在周三发布的一份报告中表示，整体加密货币损失从 2021 年的 33 亿美元增至 2022 年的 38 亿美元。迄今为止，DeFi 协议是加密货币黑客攻击的最大受害者，占黑客窃取的所有加密货币的 82.1%（约 31 亿美元），高于 2021 年的 73.3%。在这 31 亿美元中，64% 来自跨链桥接协议。与朝鲜有关的黑客，例如网络犯罪集团 Lazarus Group 中的黑客，是过去几年中最多产的加密货币黑客。2022 年，他们打破了自己的盗窃记录，共窃取了价值约 17 亿美元的加密货币。[2023/2/1 11:41:39]

待处理 - 存款协议已被以太坊（Ethereum） 2.0 网络接受

活跃中 - 验证者正在见证和提议区块

退出中 - 验证者正处在中止见证和提议区块的进程

罚没中 - 验证者被发现作弊，正处在中止见证和提议区块的进程中

已退出 - 验证者不再参与见证

一个元状态同样被定义了: 见证, 即所有验证者要参与进来见证和提议区块的状态（活跃中，退出中的，罚没中）。这个状态是重要的，因为当验证者处于这些状态时需要去访问以太坊（Ethereum） 2.0 网络来与其职责保持同步以免被惩罚。

渣打银行：比特币可能跌至5000美元的低点:金色财经报道，对于一些市场参与者来说，最坏的情况还没有到来。在此前的一份研究报告中，渣打银行表示比特币可能跌至5,000 美元的低点。该预测是该银行列出的被市场“低估”的“意外”清单之一，将比当前价格暴跌 70%。

在渣打银行2023年的噩梦情景中，收益率与科技股一起暴跌，虽然比特币抛售减速，但损害已经造成。该银行全球研究主管Eric Robertsen表示，越来越多的加密货币公司和交易所发现自己的流动性不足，导致进一步的破产和投资者对数字资产信心的崩溃，这种情况在未来一年发生的可能性非零，并且在很大程度上超出了市场共识或我们自己的基线观点。[2023/1/3 22:21:42]

图表 2 ：见证的元状态

定义了这些状态之后就是详细分析每一个状态以及它们之间的交易的时候了。

接受存款协议就是验证者生命周期的开始。接受发生在以太坊 1.0 链上，因为那就是验证者资金的来源。在这时以太坊 2.0 的链还不知晓这笔存款。

验证者会保持大概 7 个半小时在这个存款状态里（注解 2 ），以确保不会有一个链的重组影响到以太坊 1.0 交易并有可能使存款协议无效。这之后验证者就会去到待处理状态（注解 3 ）。

破产律师：从FTX中提取资金可能需要数年甚至数十年:11月21日消息，澳大利亚Co Cordis的合伙人、破产律师Stephen Earel表示，清算过程中“变现”加密资产然后制定如何分配资金将是一项巨大的工作，同时，该过程还将受到跨境破产问题和司法管辖区带来的复杂性影响，可能需要数年甚至数十年的时间。

据悉，FTX表示其欠50家最大债权人近31亿美元，其中欠前10大债权人约14.5亿美元，并未透露债权人的名字。（Cointelegraph）[2022/11/21 22:11:27]

图表 3 ：从已存款状态转换到准备状态

一旦这笔存款在以太坊 1.0 的链上存在了足够长的时间后，它就会被添加到以太坊 2.0 的链上去。这标志着这个验证者已经正式被以太坊 (Ethereum) 2.0 所认可。假如最少 32 个 ETH 已经被存进去的话（注解 4 ），验证者现在就会准备开始见证。

准备中的验证者会被放在一个队列里：以太坊（Ethereum) 2.0 一次只允许一小部分验证者开始或停止验证（注解 5 ），以保证验证者的集稳定。如果队列是空的则准备中的验证者会在大约 25 分钟后变成活跃状态（注解 6 ）：如果这是一个非常繁忙的时段则有可能经过数天甚至数星期之后验证者才会被激活。但是一旦验证者从等候队列中出来，它就会变成活跃状态。

消息人士：Liquid Alpha Fund的资产管理规模预计在年底前超过1亿美元:金色财经报道，Galaxy Digital Holdings的Liquid Alpha Fund于上个季度推出，该基金旨在利用主动管理策略来获得更大、更多元化的加密代币敞口，与目前许多只做多的产品不同，Liquid Alpha Fund没有任何资本锁定，赎回频率为每月一次。

基金投资组合经理Chris Rhine和资产管理全球负责人Steve Kurz表示，基金刚开始仅以内部资本开盘，自5月成立以来一直表现出色。Rhine称，Liquid Alpha Fund专注于投资更大、高流动性的加密货币，同时避免空头头寸和任何类型的投机性或类似模因的代币。消息人士称，资产管理规模预计很快达到5000万美元，预计到今年年底将超过1亿美元。（CoinDesk）[2022/8/19 12:34:50]

图表 4 ：从准备状态到活跃状态的过渡

验证者理应在活跃状态下度过它们主要的生命周期。活跃的验证者会以 6 分钟一次的频率参与当时的见证，偶尔还会有提议区块链的工作（注解 7 ）。验证者会保持活跃状态直到以下其中一种事情发生：

验证者由于在需要其参与见证时没有履行职责被惩罚，导致资金下降到 16 个 ETH 以下。

用户通过发送一笔合适的交易来要求停止验证（在这个验证者变成活跃状态的头 9 天里无法发起这种交易）。

验证者被证明作弊。

灰度比特币信托负溢价达30.13%:金色财经报道，据Coinglass数据显示，灰度比特币信托负溢价达30.13%，创历史新低。以太坊信托的负溢价达32.49%，ETC信托的负溢价达51.94%，LTC信托的负溢价为35.56%，BCH信托的负溢价为6.8%。[2022/6/23 1:25:57]

在前两种情况里，验证者被添加到希望停止验证的验证者队列里（将要离开活跃状态的验证者和将要进入活跃状态的验证者一样，数量是被限制的，大概几分钟才有 1 个）

图表 5 ：从活跃状态到正在退出状态的过渡

在第三种情况里，验证者被加入到一个被发现在作弊的验证者的队列里以接受惩罚。

图表 6 ：从活跃状态到罚没中状态的过渡

请注意，通过发送包括了相同验证者信息的额外存款协定来向一个活跃验证者充值额外的 ETH 是有可能会发生的情况（永远要记住有效的余额不能超过 32 个 ETH）。这有助于避免验证者的资金降到 16 个 ETH 以下并且被添加到退出队列的情况。

当网络现有的验证者表明了自己想要停止验证的意图之后，无论他是自愿的还是非自愿的，他都不会马上这样做而是会进入退出中的状态，和以往的活跃状态一样继续同样多地参与见证和提议。这保证了网络的稳定性，避免了一个验证者决定离开时就马上停止履行职责的情况。

与一个验证者想要从准备状态变成活跃状态时类似，要离开的验证者要进入一个一次只能允许少数通过的一个队列。又和加入时类似，在退出中状态里花费的时间取决于验证者在队列里的排队数量。

图表 7 ：从退出中到已退出状态的过渡

一个被发现作弊的验证者会马上受到 1 个 ETH 的惩罚，从余额里扣除。然后他会进入到一个罚没中的队列里去，这个罚没中队列类似于一个退出中队列，但是它会被标记为需要额外的惩罚，我们会在接下来的「已退出」状态里讨论这个问题。

图表 8 ：从罚没中状态过渡到已退出状态

一个验证者在退出中的时候以及甚至在退出之后都有可能被罚没（但在他能取回自己的资金之前）。这避免了这种情况的发生：验证者作弊之后，通过常规的退出机制，在自己的作弊行为被发现之前就退出，从而逃脱了惩罚。这带来了一个略微复杂的状态模型。

图表 9 ：扩展罚没条件

当一个验证者去到已退出状态，他就已经正式完成了自己的使命。他不用再参与见证或提议区块，并且不再需要拥有关于以太坊 2.0 链的状态信息。

在退出之后，在资金能被转离验证者之前有一个大约 1 天（注解 8 ）的最后延迟。但是，如果这个验证者被标记为经过了罚没中状态，那么他会承受两个额外的惩罚。

第一，在已退出状态里能转移资金之前花费的时间会更长，是 36 天（注解 9 ）。第二，在这个 36 天周期的中途，他会承受进一步的扣款，扣款金额取决于这个验证者被发现作弊之前 18 天被罚没的验证者数量以及这个验证者被发现作弊之后的 18 天被罚没的验证者数量。下图展示了一个验证者的有效余额损失（注解 10 ）的总百分比

图表 10 ：在大致相同的时间里，被罚没的有效余额与网络被罚没验证者数量的百分比对比

一旦 36 天到期，被罚没的验证者们的剩余资金就可以被转移了。

正如生命周期图表里所能看到的一样，一个已退出的验证者无法再通过任何机制重新进入活跃状态。就是说，一旦一个验证者退出了，他的资金会在被转移之前保持休眠状态。注意，你无法在以太坊 2.0 的 0 阶段转移资金 - 所有已退出的验证者的资金会一直保留在验证者中，直至资金转移操作被引入。缺少转移操作的原因是缺乏可以转移 ETH 的用户账户。

结合以上所有信息考虑将带来一副更加全面的验证者生命周期图景