以太坊2.0奖惩机制大解析，本文教你如何做一个好节点

原标题：以太坊2.0奖惩机制大解析，本文教你如何做一个好节点

写在前面：本文来自以太坊博客以太坊pos机制，介绍了eth2的激励机制和对验证者的惩罚机制。

本文的重点是通过eth2的设计理念来理解其激励机制。 更具体地说，我们研究了影响 eth2 的激励措施以及它们如何以奖励、惩罚和削减（stake slashing）的形式实施。

我们还将介绍如何鼓励验证者在线以及为什么，为什么他们不会因为离线而被罚没等等。接下来我们将开始深入挖掘。

如果不下线，什么情况下会出现slashing？

罚没有两个目的：(1) 使攻击 eth2 的成本高得令人望而却步，以及 (2) 通过检查验证者是否实际执行了他们的任务来防止验证者被罚没。 削减验证者是指销毁（部分）其质押的资金，前提是当验证者做出破坏性行为时，并且该行为可以被证明。 在 Eth2 阶段 0 中，验证者可能被罚没的两种主要方式是双重投票和环绕投票：

重复投票是指验证者同时对两个不同的区块进行投票，这意味着他们表示支持两个不同版本的事实。 为什么要禁止这种行为？ 最简单的例子就是验证者在$A$块发送交易$a$，在$B$块发送交易$b$，两笔交易花费相同的ETH。 这是典型的PoS版双花攻击。

一条链的两个版本也可以通过削减选票来防止，这会惩罚那些对不同版本的真相进行投票同时声称两个版本都是真实的验证者。 更具体地说，当验证者验证一个版本的真实性，然后验证另一个版本，但以模棱两可的方式表明他们不再相信第一个版本时，这样的证明（对于区域区块投票）就是环绕投票。

重复和环绕投票是验证者在第 0 阶段被削减的唯一可能性，但在后续阶段添加了额外的规则以确保验证者实际存储和提供他们签名的分片数据（这可以防止验证者被削减）。 懒惰或隐藏信息）。

在正常操作中，正确遵守协议的验证者不会发出罚没票。 如果不是故意的恶意行为，罚没消息可能只是误会或意外遇到。 为了尽量减少这些错误的影响，质押的销毁与同时被削减的其他验证者的数量成比例。 如果少数验证者犯了一些低级错误，那么他们不太可能尝试攻击 eth2，因为成功的攻击需要大量的验证者。 因此，发生在少数验证者身上的罚没被认为是无心之失，并受到轻微惩罚（最低 1 ETH）。 另一方面，如果许多验证者在相似的时间内犯了错误，他们的质押将被烧毁（可能是他们的全部余额），因为这被认为是对网络的攻击。

被削减的验证者将被禁止进一步参与协议并被迫退出。 在诚实错误的情况下，这可以防止违规验证者再次被罚没而对自己造成进一步伤害； 在真正的恶意情况下，这允许协议删除恶意验证器。

如果验证器离线怎么办？

在应该参与协议的时候离线的验证者会受到惩罚，但在正常情况下，这些验证者只会失去他们正确参与协议时本应获得的奖励。 这意味着在线时间超过 50% 的验证者，他们的 stake 仍然会随着时间的推移而增加。

这种机制的结果是，需要离线维护的验证者客户端通常在短时间内离线比退出和重新加入协议（两者都有相关延迟）更好。

这意味着验证者不需要在备份客户端或冗余网络连接上花费太多时间，因为离线的影响不太严重。 事实上以太坊pos机制，任何允许两个实体对消息进行签名的系统都是有害的，因为主客户端和备用客户端可能同时在线并发出罚没票（即上述重复投票机制）。

这种离线惩罚适用于最终确定的区块（三分之二的验证者（按股份数量衡量）在线并且他们的投票有效）。 这是正常运行期间 eth2 的预期状态。 如果只有不到三分之二的节点在线，eth2 就会出现灾难性的问题。 在这种情况下，Eth 的 Casper 参与的共识协议族将无法达成共识。

如果三分之一的验证者下线，eth2 会做什么？

这就是不活动泄漏的来源。不活动错误会慢慢降低离线节点的平衡，因此在线验证者占验证者总数的比例（以股份数量衡量）可以再次超过 2/3，因此 Eth2 可以继续使作为协议的决定。

不活动漏洞是 Eth2 在类似 WW3 的事件中幸存下来的方式之一。 如果这样的事件影响了超过三分之一的验证者，离线验证者会发现他们的余额减少到这样的程度，以至于不再需要他们的参与来让 Eth2 继续作为一条链发挥作用。

反相关和去中心化

罚没机制和不活动错误都鼓励验证者做出导致其节点以与其他节点不同的方式失败的决策。 也就是说，为了确保尽可能少的削减并防止不活动的利用，验证者可能会尝试以不同于其他人的方式让他们的客户失败。

这给所有验证者施加了压力，要求他们分散验证者的各个方面，例如依赖相同信息源的验证者，如 Infura 或使用 AWS 来托管他们的客户，如果出现问题更是如此。

有这么多的惩罚机制，为什么还要有人去充当验证者呢？

验证者可能很懒惰，收受贿赂，除非受到其他激励，否则会尝试攻击系统。 到目前为止讨论的惩罚会阻止不良行为，但需要奖励来鼓励验证者执行有利于 Eth2 的行为。

以下是三种主要的奖励类型：

举报人奖励

一个验证者提醒另一个验证者提供被削减的证据，作为他们清理 Eth2 系统的奖励。

申请人奖

验证者被随机分配到生产区块的任务； 选定的验证者称为提议者。 申请人的努力将获得以下奖励：

这些奖励鼓励验证者在选择要生产的区块时向区块链提供有用的信息。

认证者奖

证明是验证者同意 Eth2 中的决定的信号。 这些类型的信息构成了共识的基础，并以 5 种不同的方式获得奖励：

扩展验证者收入

在 PoS 系统中有两种常见的支付验证者的方式：固定奖励和固定通货膨胀。 在固定奖励模型中，验证者因其工作获得固定奖励，通货膨胀率取决于注册验证者的数量。 这就引出了如何正确设置奖励率的问题。 如果奖励率设置得太低，参与的验证者就会太少，而太高的奖励率会鼓励超出安全所需的广泛验证并浪费资金。

这种互补模型具有固定的通货膨胀率，奖励分配给活跃的验证者。 这种模式的优势在于，它允许市场调节支付给验证者的适当金额，他们将根据自己当前的收益来决定是否参与。 这种模式也有缺点。 验证者的收入可能不稳定，导致个体验证者难以做出有利可图的决策。 这种模型还使协议容易受到劝阻攻击，在这种攻击中，验证者试图阻止彼此参与以增加他们的利润（即使他们在短时间内损失资金）。

Eth2 的目标是通过选择一种奖励模型来做到这一点，在该模型中，验证者的奖励与抵押的 ETH 总量的平方根成正比。 这种互补模型试图抑制通货膨胀率和验证者奖励的变化，同时仍然允许市场在安全行事的同时向每个验证者支付适当的奖励。

抱最好的希望，做最坏的打算

这篇文章提到了包括反关联机制、鼓励去中心化、不活跃的 bug 来帮助 Eth2 顺利运行，但激励机制运行的基本前提是假设“验证者会偷懒，受贿，并试图攻击除非有激励机制告诉他们不要那样做。” 如果有人用本文提到的方法攻击 eth2，他们最好做好损失大量 ETH 的准备。