信標鏈驗證者是怎樣的一種體驗

前言：以太坊phase 0的核心是信標鏈，它負責(zé)協(xié)調(diào)以太坊網(wǎng)絡(luò)。作為驗證者，Ta是如何參與ETH2.0網(wǎng)絡(luò)的？本文從驗證者的視角非常簡潔地闡述了驗證者的參與過程，很適合想成為ETH2.0網(wǎng)絡(luò)驗證者的讀者閱讀。本文作者是Alex T，由“藍狐筆記”的“SIEN”翻譯。

本文試圖用簡單的語言來解釋信標鏈的工作方式。在ETH2.0中，信標鏈是整個網(wǎng)絡(luò)的骨干，以非常復(fù)雜的方式協(xié)調(diào)所有一切，因此，下面的闡述有意地進行了大量的簡化。為了簡單起見，我將主要考慮網(wǎng)絡(luò)和驗證者正常工作的情況，并忽視大多數(shù)毫無疑問會發(fā)生的惡意行為。諸如罰款、消減以及孤塊、重組等事情在這里暫不描述，后續(xù)再表。

信標鏈是一個區(qū)塊鏈，從本質(zhì)上講，是連接在一起的區(qū)塊的鏈，但有一些驚喜。

我們的旅程從一個不為人知的英雄開始，Ta就是驗證者。驗證者將其32 個ETH的“小金庫”鎖入在當(dāng)前ETH1.0網(wǎng)絡(luò)上的質(zhì)押合約中，以便通過運行驗證者節(jié)點來積極參與ETH2.0網(wǎng)絡(luò)。

在驗證者出發(fā)之前，需要一些先決條件。理想情況下，驗證者有權(quán)訪問ETH1.0節(jié)點和信標鏈客戶端節(jié)點，兩者均已同步。

一旦我們的英雄（藍狐筆記：此處指驗證者）將其ETH存入質(zhì)押合約，他的ETH2.0之旅便開始了。存儲過程的一部分是，他為其信標鏈的ETH獲得了公鑰、冷熱私鑰。通過瀏覽器，公鑰可用來查看驗證者狀態(tài)和活動。熱私鑰用于投票和提議，而冷私鑰應(yīng)該離線存儲，因為它是金鑰匙，它允許將來讓你訪問你的ETH。

需要注意的是，這里有一件非常重要的事情，一旦你發(fā)送了質(zhì)押金，你必須保證驗證者客戶端處于運行狀態(tài)，直到你停止成為驗證者。在Phase 0階段，如果你退出，你將無法重新加入成為驗證者，同時也無法轉(zhuǎn)移資金。否則，你會失去ETH。（藍狐筆記：這個提示很重要，一定要保證驗證者客戶端的正常運行，以避免產(chǎn)生損失）

驗證者的第二步是等待大約7.5個小時（當(dāng)前是1024個ETH1.0區(qū)塊和1024個ETH2.0 slot），以確保存儲的交易無法被逆轉(zhuǎn)。驗證者利用這段時間來設(shè)置一個可用的驗證者客戶端，添加熱私鑰并將其連接到先前設(shè)置的信標鏈客戶端。

一旦等待結(jié)束，存儲資金被信標鏈識別，驗證者被添加到激活隊列中。在這個隊列中，可以猜想，我們會繼續(xù)等待，這取決于隊列中有多少其他的驗證者。現(xiàn)在已有327，680個激活的驗證者，每個epoch（周期）只有4個驗證者可以活躍。

要想理解epoch，需要先了解什么是slot（插槽）。slot是12秒的時間間隔，可以生產(chǎn)一個區(qū)塊。最終這是一個區(qū)塊鏈，因此，我們必須在某個時間點產(chǎn)生區(qū)塊?？誷lot可以存在，且它們被稱為跳過slot。

為了確保事情能夠井然有序，slot在一起組成分組，在一個epoch一次32個slot。這分散了一些信標鏈客戶端需要做的一些操作，這反過來應(yīng)該減少運行所述客戶端的計算機的計算負擔(dān)。

在隊列中排隊后，驗證者終于被激活。在每個epoch開始前，驗證者都會得到一份花名冊。在這個花名冊中，他會看到每個epoch，跟他的一些同行一起，他需要投票決定將哪些區(qū)塊包含到一個slot中。在某些epoch，他看到他也有責(zé)任為slot提議區(qū)塊，而其他人可以投票。

在每個epoch之前，信標鏈（使用特殊形式的隨機數(shù)生成）的每個slot選擇一個驗證者來提議區(qū)塊。

它也采用整個可用的驗證者池，將他們分成每個epoch的slot數(shù)，然后進一步將其分成上述的組，也就是委員會。委員會可以將其選票匯總在一起。最后，對于每個epoch，每個驗證者需要按照指示進行一次投票，并且如果被選中，則將需要提議一個區(qū)塊。

回到我們的主角，驗證者，我們發(fā)現(xiàn)他的生活相當(dāng)單調(diào)。正如我提到的那樣，他花了很多epoch詢問信標鏈客戶端在每個epoch前他需要做什么，之后再嘗試去執(zhí)行。然后每個epoch他需要去投票（也稱為去證明或去確認），以使得其他人提議的區(qū)塊被包括進來?？紤]到所有的可用信息，它會真誠地執(zhí)行操作。并且，通常來說，僅查看一個帶有正確信息的提議區(qū)塊是件簡單任務(wù)。

時不時地會發(fā)生一些讓人激動的事情，我們的驗證者被選擇去提議區(qū)塊。一旦相應(yīng)的slot出現(xiàn)，它就會從網(wǎng)絡(luò)上查看可以看到的內(nèi)容，上一個區(qū)塊是什么（也稱為網(wǎng)絡(luò)頭）以及可以看到在網(wǎng)絡(luò)上等待被包含進區(qū)塊中的驗證。隨后，它將所有這些信息打包進入一個新區(qū)塊，然后將其發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。

它收集到的信息越多發(fā)送越快，它可以收到的潛在獎勵就越多，如果該區(qū)塊被包含在規(guī)范鏈中的話。在提交該區(qū)塊后，假定一切都正確，通過收到的證明數(shù)量，它會看到該區(qū)塊在隨后的區(qū)塊中被其他同行驗證。

在一個epoch結(jié)束之后，信標鏈還將ETH發(fā)放給正確履行職責(zé)的驗證者。其中一些發(fā)給投票的人，更大部分發(fā)給提議區(qū)塊的人。但是，如果沒能正確完成任務(wù)，人們也會遭到罰款。更糟糕的是，如果驗證者因為惡意行為，或因為技術(shù)困難，導(dǎo)致發(fā)生諸如在同一slot提議兩個區(qū)塊之類的事情，他們會被消減，這意味著會損失更多的資金且從鏈中被踢出。

區(qū)塊鏈是一個個區(qū)塊逐個構(gòu)建起來的，通過使用最后一個可用區(qū)塊作為父塊，每個區(qū)塊查看之前slot中的區(qū)塊，將自己錨定到鏈上。不過，由于現(xiàn)實世界中的事情都不是童話，因此，諸如網(wǎng)絡(luò)延遲之類的事情會導(dǎo)致產(chǎn)生很多問題，因為并不是所有的驗證者都有相同的情況。延遲意味著一些驗證者可以看到某些提議的區(qū)塊，而其他人可能看不到。

為了解決這個問題，必須在驗證者客戶端中引入一個稱為“分叉選擇”的強大實體。其目的有點類似于法官。在每個slot，它會檢查自己擁有的所有可用信息，并且如果考慮鏈的歷史存在多種選擇，它會嘗試選擇其中一個，選擇回溯到構(gòu)建時刻獲得投票數(shù)最多的那個。這個機制可以確保它只有一個規(guī)范鏈，但它有個稱為重組的副作用，可能在短期內(nèi)對鏈進行重組。當(dāng)重組發(fā)生時，獎勵和懲罰也會發(fā)生改變，以反映新鏈的歷史和履行的職責(zé)。

如果總驗證者池中至少有三分之二的投票贊成同一區(qū)塊代表一個epoch的開頭，那么，該epoch被認為是鏈中的有效部分。

合理性提供一個合理的確定性，即是說，鏈不會通過重組而改變。為了確定鏈不會發(fā)生改變，當(dāng)有一個連續(xù)的其他epoch已經(jīng)被證明且建立在其上時，該epoch會被視為具有最終性。換言之，具有最終性的epoch是被已經(jīng)證明的epoch，而其子epoch也是被證明的。

總的來說，這就是信標鏈驗證者的旅程：

· 同步信標鏈客戶端

· 發(fā)送32 ETH質(zhì)押金到存儲合約

· 啟動驗證者客戶端

· 等待，直到質(zhì)押存款被確認，且被添加進入驗證者激活隊列

· 運行并確保驗證者客戶端持續(xù)運行：

-對區(qū)塊進行投票/證明，以使其包含到鏈上

-被要求時提議新區(qū)塊

· 獲得收益$$$

本文簡要提及或忽略了以下主題，這些主題都需要用專門文章來闡述：

*隨機數(shù)的生成—RANDAO

*分叉選擇規(guī)則—Casper FFG