Informe de investigación del mecanismo de staking de Ethereum 2.0

Como una parte importante de la planificación general de ETH 2.0, Beacon Chain implementará directamente la función PoS. De acuerdo con el diseño actual de todo su sistema Staking, se puede ver que ETH2.0 es diferente de DPoS, que es un sistema vertical. método de expansión de la centralización del superverificador. , pero tomó completamente el método de expansión horizontal opuesto, es decir, aumentó el número de nodos pequeños y medianos, tratando de lograr la equidad y los umbrales bajos entre los nodos de la red, y luego evitando la situación en la que un pequeño número de supernodos controlan conjuntamente la red.

Desde la perspectiva de la tasa de retorno de compromiso, cuanto antes un validador que se une a ETH2.0 disfruta de una tasa de retorno anualizada más alta, el propósito es alentar a más nodos a unirse a la verificación cuando comience el bloque de génesis. Cuanto mayor sea el número de verificadores que participan en toda la red, mayor será la seguridad de toda la red y, finalmente, lograr un equilibrio entre el número de nodos, la seguridad y la rentabilidad de los nodos.

1. Introducción a la cadena de balizas ETH 2.0

Para lograr la expansión, Ethereum planea lanzar la Fase 0 de ETH 2.0 en el tercer trimestre de este año: la cadena de balizas. En el futuro, la cadena de balizas se convertirá en el núcleo de toda la arquitectura de red de ETH2.0. Después de implementar la Fase 0, el próximo hito en la hoja de ruta de Eth2.0 es la Fase 1, que implementará la fragmentación y creará 64 cadenas de fragmentación.

Fuente: ethos.dev

En la planificación de Ethereum 2.0, la cadena de balizas en la Fase 0 solo admite la función Staking y aún no puede admitir funciones como fragmentación, máquinas virtuales y transferencias.

Los usuarios de ETH pueden convertirse en validadores de la cadena de balizas apostando ETH para proteger la seguridad de toda la red Eth2.0 y, al mismo tiempo, obtener las recompensas ETH correspondientes de acuerdo con la cantidad prometida.

2. Introducción al mecanismo de participación

1) Introducción al mecanismo de autenticación

En Ethereum 2.0, el mecanismo de consenso de verificación de red se cambiará del PoW de prueba de carga de trabajo original al PoS de prueba de equidad, es decir, cada bloque ya no es producido por los mineros originales, sino por los nodos de verificación prometidos. Cada usuario puede convertirse en un nodo de verificación de ETH2.0 apostando 32 ETH.

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El nodo de verificación se seleccionará aleatoriamente para convertirse en el Block Proposer, es decir, el productor del "block slot", y al mismo tiempo, también podrá dividirse aleatoriamente en Attesters en la red, es decir, el votante de verificación de la "ranura de bloque". La lógica específica se puede ver en la figura a continuación, es decir, cada vez que un verificador aleatorio propone producir un nuevo espacio, será votado y verificado por otros verificadores que actúan como Atestiguadores. Si se aprueba el voto, el verificador que propone obtendrá la recompensa ETH de la red.

Los verificadores que actúen como Attesters también recibirán recompensas ETH de la red por el número acumulado de verificaciones, es decir, el número de Atestaciones.

2) Clasificación del cliente del nodo de verificación

Según Topaz Testnet publicado por Prysmatic Labs, los validadores actuales ejecutan principalmente dos tipos de clientes:

Cliente de cadena de balizas Cliente de cadena de balizas;

Cliente validador Cliente validador.

Cuando se ejecuta el cliente de la cadena de balizas, el verificador maneja principalmente la sincronización de la información del nodo, el bloque de transmisión y la verificación de bloques, etc.; cuando se ejecuta el cliente del verificador, vincula principalmente los nodos de la cadena de balizas, se comunica con el nodo de la baliza y los bloques se firman. .

Un cliente de validación solo admite 32 compromisos de ETH, y los usuarios pueden ejecutar varios clientes de validación para apostar más ETH.

3. Ingresos por participación

1) Monto de la apuesta

Cada validador requiere 32 ETH para activarse, y cuando el saldo del validador cae por debajo de 16 ETH, la cadena de balizas detendrá el trabajo de estos validadores. Sin embargo, los usuarios pueden comprometer el exceso de ETH ejecutando varios clientes de validación, como 64 ETH, 320 ETH, etc.

2) Ciclo de compromiso

Según la documentación técnica de ETH2.0, el verificador puede optar por liberar el compromiso después de 2048 Epochs, es decir, casi 9 días de trabajo.

Al cancelar, el verificador debe esperar 4 épocas antes de retirar su compromiso. Dentro de estas 4 épocas, el verificador aún puede enfrentar informes y multas.

Un verificador no malvado solo necesita esperar unas 27 horas para finalmente completar la liberación del compromiso y retirar el ETH previamente comprometido. Por el contrario, si se corta un validador malicioso, tendrá que esperar 8192 épocas, o alrededor de 36 días, antes de poder retirar el saldo.

3) Factor de impacto de los ingresos de la promesa

En la arquitectura de diseño actual, los principales factores que afectan la tasa de retorno de la recompensa del validador son:

El momento de participar en el juramento. Teóricamente, cuanto antes sea el tiempo de participación, mayor será la tasa de retorno de la promesa.

La tasa de emisión de la red ETH 2.0. De acuerdo con el plan de emisión actual propuesto por Vitalik, la tasa máxima de emisión anual de ETH no deberá exceder el 2%. El monto máximo de emisión puede aumentar con la cantidad de ETH comprometidos en la red general, pero la tasa de rendimiento anualizada de un solo validador puede disminuir con el aumento en la cantidad de validadores.

Número de clientes de validación para ejecutar. Si bien un cliente validador solo puede comprometer 32 ETH, los usuarios pueden aumentar la probabilidad de que un proponente de bloque ejecute múltiples clientes validadores, al tiempo que reduce la probabilidad de que un solo cliente esté fuera de línea, mejorando así la tasa de rendimiento anualizada general.

castigo fuera de línea. Cuando el cliente de verificación del verificador esté fuera de línea, será castigado por la red fuera de línea, lo que reducirá sus ingresos de verificación.

Haz el mal y confisca. Cuando el verificador hace algo malo, la red confiscará el ETH prometido.

4) Emisión de red adicional

La siguiente figura muestra la tasa máxima de aumento anual propuesta actualmente de ETH y la tasa máxima anual de retorno de los validadores (puede cambiar más adelante):

Fuente: EthHub

Cabe señalar que, según Vitalik Buterin, estos son los números más grandes en la figura anterior. En la práctica, hay muchos factores que pueden reducir la emisión total de ETH y las recompensas de los validadores.

Pero incluso la tasa de inflación más alta según la propuesta de Vitalik es mucho más baja que la tasa de inflación del 4 % de la red ETH 1.0 PoW actual.

5) Costo del validador

Costos de cómputo. El verificador debe ejecutar el nodo de la cadena de balizas y el cliente del verificador, que debe ocupar recursos de la computadora personal o del servidor. Tomando macOS como ejemplo, los requisitos de configuración sugeridos por la red de prueba oficial son los siguientes:

Fuente: Prysmatic Labs, Standards Consensus

Tiempo de actividad general y costos de mantenimiento. Los usuarios deben asegurarse de que sus nodos de validación estén en línea sin tiempo de inactividad, o su participación podría verse reducida.

4. Los datos de replanteo actuales de la red de prueba de la cadena de balizas

1) Descripción general de los datos del verificador

Fuente: Etherscan, consenso estándar

Se puede ver que el número actual de validadores activos en Beacon Chain Testnet ha llegado a 36 540, que es relativamente activo.

2) Rendimiento de los ingresos de los diez principales verificadores

De acuerdo con los datos de la red de prueba de la cadena de balizas Etherscan del navegador Ethereum, se puede ver que la tasa de retorno anualizada del validador que ocupa el primer lugar en el rendimiento de participación puede llegar al 38,06 %, mientras que la tasa de retorno anualizada del décimo validador clasificado es 18.15% La diferencia es casi el doble.

La función de replanteo de la cadena de balizas se convertirá en la veleta de la industria de replanteo, aunque su efecto final no se verificará hasta que se lance la red principal de la cadena de balizas, pero solo a partir de los datos de la red de prueba actual, ETH2.0 ha ganado el apoyo de muchos creyentes, fanáticos y desarrolladores.

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