一文詳解以太坊驗證者的生命周期_ETH

原文標題：《UnderstandingTheValidatorLifecycle》

原文作者：JimMcDonald

原文編譯：John

理解驗證者(Validator)的生命周期

以太坊2.0使用權益證明來確保其網絡安全性，被稱為「驗證者」的計算機進程將對即將被打包的下一個區塊進行投票，同時他們也會提議讓自己的區塊被打包進去。但是，驗證者不是僅處于「開」與「關」的狀態：他們會在他們的生命周期里歷遍一系列的交易。這篇文章將深度剖析驗證者的生命周期，展示每個狀態和狀態轉換之際發生的事情，什么觸發了狀態轉換，以及每次狀態轉換所需要的時間。

時間上的一個符號

在以太坊2.0里，時間通常是以epoch為單位，一個epoch包括了384秒即大概是6分半。為了方便理解，以這種方式計量的時間被粗略地翻譯成分鐘，小時和天，并伴有可用的準確信息在相對應的腳注里。

生命周期概覽

在深入分析細節之前，先來看看驗證者的生命周期概覽，以及用來描述其不同狀態的術語。

DeGods從Solana遷移到以太坊后近30天的成交額排名第六:金色財經報道，NFT數據研究者sealaunch在社交媒體上表示，DeGods從Solana遷移到以太坊后的第45天，DeGods在過去30天的成交額方面排名第六。數據顯示，DeGods NFT在以太坊上過去24小時交易額為356ETH，過去7天為2,575ETH，過去30天為13,941ETH。[2023/5/18 15:11:18]

圖表1：驗證者生命周期概覽

以下是狀態標簽:

已存款-存款協議已被以太坊1.0網絡接受

待處理-存款協議已被以太坊2.0網絡接受

活躍中-驗證者正在見證和提議區塊

退出中-驗證者正處在中止見證和提議區塊的進程

罰沒中-驗證者被發現作弊，正處在中止見證和提議區塊的進程中

已退出-驗證者不再參與見證

一個元狀態同樣被定義了:見證,即所有驗證者要參與進來見證和提議區塊的狀態。這個狀態是重要的，因為當驗證者處于這些狀態時需要去訪問以太坊2.0網絡來與其職責保持同步以免被懲罰。

Lido社區關于批準授權成立金庫管委會的提案已獲投票通過:4月28日消息，Snapshot投票頁面顯示，Lido社區關于“批準DAO資金管理原則并授權成立金庫資金管理委員會”的提案投票已結束，并以100%的支持率獲得通過。

提議的金庫管理原則包括ETH是Lido DAO的主要賬戶單位、Lido DAO的資金是協議彈性和未來增長的源泉，可以資助進一步實現協議去中心化和網絡安全目標的計劃；在任何情況下都應將金庫資金的損失風險降至最低；所有金庫ETH必須質押在Lido；LDO持有者擁有最終發言權。[2023/4/28 14:32:42]

圖表2：見證的元狀態

定義了這些狀態之后就是詳細分析每一個狀態以及它們之間的交易的時候了。

已存款的狀態

接受存款協議就是驗證者生命周期的開始。接受發生在以太坊1.0鏈上，因為那就是驗證者資金的來源。在這時以太坊2.0的鏈還不知曉這筆存款。

驗證者會保持大概7個半小時在這個存款狀態里，以確保不會有一個鏈的重組影響到以太坊1.0交易并有可能使存款協議無效。這之后驗證者就會去到待處理狀態。

OKX 總裁 Hong：從信任中介到自托管，OKX首創MPC無私鑰錢包，積極構建未來工具:金色財經報道，OKX 總裁 Hong 出席Web3香港嘉年華峰會并發表《從信任中介到自托管》主題演講。她指出，全球金融環境正值變局，人們正在從信任金融中介機構向自托管時代過渡，OKX作為全球領先的科技公司，正基于Web3技術構建未來工具。

Hong表示，當前行業發展正在從 CeFi 向 DeFi過渡，OKX正在積極做好做兩件事：一是引領CeFi走向公開、透明，除追求監管許可和審計外，還將創建更優PoR標準；二是引領DeFi 不斷進化，推動Web3進入多簽錢包時代，OKX Web3 錢包目前已支持57條公鏈，是最便捷的加密錢包之一。

據悉，OKX于本月推出了 MPC 無私鑰錢包，這是市面上第一個2/3的多鏈無私鑰錢包，現已支持37條公鏈。用戶使用 OKX 賬戶即可輕松創建錢包，無需管理復雜的私鑰或助記詞，輕松探索去中心化的 Web3 世界，是真正意義上的去中心化自托管錢包。同時，MPC無私鑰錢包首創了緊急出口功能，用戶可在緊急場景下，通過完全由自己管理的兩個私鑰分片導出私鑰提走資產。[2023/4/12 13:58:36]

圖表3：從已存款狀態轉換到準備狀態

美國法院拒絕SEC主要證人作證，Ripple根據最新法院裁決提交“合理通知”辯護:3月7日消息，美國證券交易委員會(SEC)和Ripple Labs之間正在進行的法律斗爭隨著一項新的法院裁決繼續進行。法院現在已經對雙方的動議做出了裁決，即決判決和審判中不考慮專家證詞。在判決中，法官Analisa Torres批準了部分動議，駁回了其他動議，原告和被告都沒有占上風。然而，該裁決的一個關鍵結果是排除了1號專家Patrick Doody就合理的瑞波幣購買者的看法作證。值得注意的是，SEC此前曾聘請Doody來分析代幣購買者的期望，但法官現在批準了Ripple的動議，排除他的證詞。沒有Doody的證詞，目前尚不清楚SEC將如何證明投資者對XRP有“合理的”利潤預期。

此外，Ripple最近提交的文件指向了最高法院最近就Bittner案的一項裁決，該裁決涉及Ripple律師采用的所謂“合理通知”辯護。美國憲法的正當程序條款要求個人被公平告知哪些行為是法律禁止的。對于Ripple來說，公平通知的辯護為：它不可能知道要在證券監管機構注冊XRP，因為該機構從未就加密環境下的證券構成提供足夠明確的說明。Ripple Labs的律師認為Bittner和Ripple高管之間存在相似之處，并表示Bittner最近的裁決類似于它與SEC的斗爭，應該予以考慮。Ripple Labs依賴于SEC之前的聲明和行動，這些聲明和行動使他們明白XRP不是證券，或者說它的辯護是這樣的。因此，該公司沒有理由相信他們違反了證券法。

據悉，Ripple Labs與美國證券交易委員會(SEC)的漫長斗爭即將結束。雙方一直在等待法官Analisa Torres對Ripple多年來出售XRP是否構成未注冊證券發行做出裁決。結論可能需要幾個月的時間，但SEC和Ripple仍可以向法院提交申請，以考慮新的信息。（Blockworks）[2023/3/7 12:46:45]

待處理狀態

NFT項目Pudgy Penguins地板價上漲近4%升至7.15 ETH再創幣本位新高:金色財經報道，據 OpenSea 數據顯示，NFT 項目“胖企鵝”Pudgy Penguins 地板價已升至 7.15 ETH，再創幣本位新高，24 小時漲幅達到 3.82%。 此外，該系列 NFT 交易總額已經達到 2.22 億美元，市值觸及 9338 萬美元。[2023/1/4 9:52:17]

一旦這筆存款在以太坊1.0的鏈上存在了足夠長的時間后，它就會被添加到以太坊2.0的鏈上去。這標志著這個驗證者已經正式被以太坊(Ethereum)2.0所認可。假如最少32個ETH已經被存進去的話，驗證者現在就會準備開始見證。

準備中的驗證者會被放在一個隊列里：以太坊，以保證驗證者的集穩定。如果隊列是空的則準備中的驗證者會在大約25分鐘后變成活躍狀態：如果這是一個非常繁忙的時段則有可能經過數天甚至數星期之后驗證者才會被激活。但是一旦驗證者從等候隊列中出來，它就會變成活躍狀態。

圖表4：從準備狀態到活躍狀態的過渡

活躍中狀態

驗證者理應在活躍狀態下度過它們主要的生命周期。活躍的驗證者會以6分鐘一次的頻率參與當時的見證，偶爾還會有提議區塊鏈的工作。驗證者會保持活躍狀態直到以下其中一種事情發生：

驗證者由于在需要其參與見證時沒有履行職責被懲罰，導致資金下降到16個ETH以下。

用戶通過發送一筆合適的交易來要求停止驗證。

驗證者被證明作弊。

在前兩種情況里，驗證者被添加到希望停止驗證的驗證者隊列里

圖表5：從活躍狀態到正在退出狀態的過渡

在第三種情況里，驗證者被加入到一個被發現在作弊的驗證者的隊列里以接受懲罰。

圖表6：從活躍狀態到罰沒中狀態的過渡

請注意，通過發送包括了相同驗證者信息的額外存款協定來向一個活躍驗證者充值額外的ETH是有可能會發生的情況。這有助于避免驗證者的資金降到16個ETH以下并且被添加到退出隊列的情況。

退出中的狀態

當網絡現有的驗證者表明了自己想要停止驗證的意圖之后，無論他是自愿的還是非自愿的，他都不會馬上這樣做而是會進入退出中的狀態，和以往的活躍狀態一樣繼續同樣多地參與見證和提議。這保證了網絡的穩定性，避免了一個驗證者決定離開時就馬上停止履行職責的情況。

與一個驗證者想要從準備狀態變成活躍狀態時類似，要離開的驗證者要進入一個一次只能允許少數通過的一個隊列。又和加入時類似，在退出中狀態里花費的時間取決于驗證者在隊列里的排隊數量。

圖表7：從退出中到已退出狀態的過渡

罰沒中狀態

一個被發現作弊的驗證者會馬上受到1個ETH的懲罰，從余額里扣除。然后他會進入到一個罰沒中的隊列里去，這個罰沒中隊列類似于一個退出中隊列，但是它會被標記為需要額外的懲罰，我們會在接下來的「已退出」狀態里討論這個問題。

圖表8：從罰沒中狀態過渡到已退出狀態

一個驗證者在退出中的時候以及甚至在退出之后都有可能被罰沒。這避免了這種情況的發生：驗證者作弊之后，通過常規的退出機制，在自己的作弊行為被發現之前就退出，從而逃脫了懲罰。這帶來了一個略微復雜的狀態模型。

圖表9：擴展罰沒條件

已退出狀態

當一個驗證者去到已退出狀態，他就已經正式完成了自己的使命。他不用再參與見證或提議區塊，并且不再需要擁有關于以太坊2.0鏈的狀態信息。

在退出之后，在資金能被轉離驗證者之前有一個大約1天的最后延遲。但是，如果這個驗證者被標記為經過了罰沒中狀態，那么他會承受兩個額外的懲罰。

第一，在已退出狀態里能轉移資金之前花費的時間會更長，是36天。第二，在這個36天周期的中途，他會承受進一步的扣款，扣款金額取決于這個驗證者被發現作弊之前18天被罰沒的驗證者數量以及這個驗證者被發現作弊之后的18天被罰沒的驗證者數量。下圖展示了一個驗證者的有效余額損失的總百分比

圖表10：在大致相同的時間里，被罰沒的有效余額與網絡被罰沒驗證者數量的百分比對比

一旦36天到期，被罰沒的驗證者們的剩余資金就可以被轉移了。

正如生命周期圖表里所能看到的一樣，一個已退出的驗證者無法再通過任何機制重新進入活躍狀態。就是說，一旦一個驗證者退出了，他的資金會在被轉移之前保持休眠狀態。注意，你無法在以太坊2.0的0階段轉移資金-所有已退出的驗證者的資金會一直保留在驗證者中，直至資金轉移操作被引入。缺少轉移操作的原因是缺乏可以轉移ETH的用戶賬戶。

擴展的驗證者生命周期

結合以上所有信息考慮將帶來一副更加全面的驗證者生命周期圖景

圖表11：擴展的驗證者生命周期

了解不同狀態之間的轉換所要求的條件以及消耗的時間，對于確保以太坊2.0質押基礎設施的成功運行至關重要。從一開始的存款到資金的提出，生命周期展現了每個狀態里可能發生的事情并對驗證者在任何時候的行為進行了明確的解釋。

腳注

腳注1：值得注意的是，以太坊2.0并沒有設置一個明確的狀態機制；也就是說，狀態的名字是筆者提出來方便理解的。

腳注2：1,024個以太坊1.0的區塊加32個以太坊2.0的epoch。

腳注3：這假設了存款協議需要完整的32個ETH。要是存款協議少于這個閾值，驗證者將停留在已存款狀態中，直到有更多的存款協議把驗證者的余額提高到至少32個ETH。

腳注4：若不，則另一筆存款可以被添加以增加這個驗證者的余額到這個數量。

腳注5：每epoch為(活躍中退出中罰沒中的驗證者)/65536，最小值為4。

腳注6：4個epoch。

腳注7：每一個epoch內一個驗證者只能見證一次，每一個slot內只有一個指定的驗證者履行提議者的職責。

腳注8：256個epoch

腳注9：8192個epoch

腳注10：注意因為懲罰最高可達到有效余額的百分之百，一個驗證者的最大懲罰永遠不會超過32個ETH，無論該名驗證者的真實余額如何。

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