以太坊重启挖矿 一文玩转ETH2.0：Staking的起因、变化及玩法！

以太坊工作量证明 (PoW) 到权益证明 (PoS) 的转换已立即得到确认。 预计 PoS 的 Merge 将在 2022 年完成以太坊重启挖矿，也就是今年年底。 截至目前，以太坊信标链上的质押总量已达1300万个以太币，验证者数量也已超过35万。

可以说，今年是“公链龙头”以太坊的变革之年。 与权益证明（PoS）的合并将是迄今为止对以太坊最深刻的技术升级，其重要性仅次于创世区。 块的诞生。 我们相信 PoS 将通过更深入地连接我们并消除权力中心及其固有缺点，使 Web3 社会更加繁荣。

作为区块链或Web3的参与者，无论是作为开发者、矿工还是科学家等，都需要深刻理解此次升级带来的影响，以及如何快速融入升级后的yield & defi。 本文将系统地讲解从ETH1.0到ETH2.0过渡的始末，阐明ETH2.0所做的改变，帮助参与者无缝过渡到ETH2.0生态。

1.黎明：ETH2.0出现的始末

1.起因：为什么合并？

2020年，CryptoKitties等“DeFi热”导致以太坊网络交易量大幅增长。 根据 DappRadar 2020 Q3 Dapp 报告显示，2020 年第三季度以太坊交易量较第二季度飙升至 1195 亿美元。 相比增幅近1200%。 但随之而来的是网络拥堵，交易费用飙升。 甚至一度平均交易手续费达到14美元的高度，创下新的历史记录。 由于费用飙升，许多交易不得不推迟。 包括 EOS 创始人 BM 在内的很多人都感叹，对于大多数正常规模的交易来说，以太坊的交易费用太高了。

以太坊的目标是成为世界一流的计算机，但就目前而言，以太坊还面临着多重问题。 第一个陈词滥调是上面提到的低可扩展性。 以太坊网络支持数以千计的去中心化应用，每秒需要处理大量交易，而采用PoW共识机制的以太坊1.0每秒只能处理10-50笔左右的交易，相比于PayPal、Visa等中心网络的现代化程度远远不能满足用户对交易速度的需求。 因此，高额的手续费一直是以太坊被诟病的重点。 其次，还有PoW的高能耗等问题。

2、变化：合并能带来什么？

以太坊的合并实际上解决了可扩展性以外的一系列问题。 同时，它是解决以太坊可扩展性问题的第0阶段，即不涉及扩容技术。 因此以太坊重启挖矿，本次合并升级不会降低以太坊主网的高额gas费。 这个问题需要结合分片链和Layer2技术来有效解决。 在当前阶段，信标链将被部署，验证者使用股权证明来创建区块。

1）更公平

以太坊基金会认为，在PoW（Proof of Work）机制下，算力投资水平越高，硬件维护能力就越高，这使得大资金相对于散户拥有更高的资金回报和优势； 相比之下，使用PoS机制，以太坊可以有效降低验证节点的准入门槛。 任何用户只要质押32个ETH就可以加入验证者团队（要知道矿工团队在PoW上的投入远高于这个数字。）。 验证者的工作包括创建新区块（即矿工）和验证新区块（不成为矿工），由信标链随机分配，无需竞争算力，大大降低了对硬件设备的要求，支持更多用户参与。 只需一台普通的笔记本电脑和可靠的、始终在线的互联网连接，由于质押者的数量更多，所有质押者的投资回报将更加平等和分散。

2）更安全

PoS 很容易从攻击中恢复。 V神在《Why PoS》一文中讨论到，在基于GPU挖矿的PoW中，攻击网络的成本只是租用足够多的GPU来赶上现有矿工的成本，只需要少量的成本和时间。需要完成采矿过程。 攻击工作是可能的。 例如，ASIC 芯片挖矿需要 1/3 的持续成本（包括更新迭代硬件、维护和电力）和大约 2/3 的资本成本。 根据计算，需要在487美元左右。 ASIC 以高中心化成本提高了安全级别，但是这种防止攻击的高成本使得整个网络趋向于中心化，因为矿工加入的门槛也变高了。 而在权益证明中，几乎所有的资本成本都是运行节点的成本。 随着质押率的提升，攻击成本预计会非常高，V神个人预计这个数字最终会升至10000美金左右。

在 PoW 网络中，如果出现 51% 攻击，唯一的对策​​就是“等到攻击者主动撤回攻击”。 但这忽略了称为 Pawn Camping 攻击的更危险攻击的可能性，攻击者一次又一次地执行攻击，明确目的是打倒整个链。 PoS 的情况会好得多。 对于某些类型的 51% 攻击（特别是回滚最终区块），权益证明中有一个内置的惩罚机制，其中大部分攻击者的权益（而不是其他人的）将被自动销毁。

同时，这也将支持分片链的推出。 分片链的安全性会影响到整个以太坊网络，因此只能在安全性得到有效保障后逐步上线。 本次合并升级也是为最终分片链上线做准备。 分片链的验证者将由信标链随机分配。 因为是随机的，一条分片链上的验证者很难合谋作恶。 按照以太坊团队的说法，作恶的可能性小于万亿分之一，分片链的安全性是有保障的。

3）更节能

在 PoW 机制下，矿工需要购买矿机硬件、电力和矿池，导致大量能源消耗。 转化为 PoS 机制后，可以节省 95% 以上的能源消耗，因为以太坊给 stakers 带来的好处 只需要消耗少量的网络和电力成本。 在全球减碳环保的大背景下，选择不消耗任何能源的PoS机制，更符合以太坊网络可持续发展的愿景。

2.深入：Miner → Validator1。 验证者：ETH2.0 中的矿工

在 ETH2.0 中，“矿工”将被“验证者”取代，他们需要将 ETH 存入以太坊智能合约（称为“抵押”的过程）。 验证者质押的 ETH 将作为抵押品，激励他们正确完成验证工作。 不执行验证工作（例如，因为他们处于离线状态）或执行恶意行为的验证者将导致其质押的 ETH 的一部分被销毁。 另一方面，如果验证者表现良好，他们将获得 ETH 奖励。

事实上，一笔交易被敲定的过程需要验证者进行“证明”（attestations），这实际上比上面解释的要复杂得多。 证明有两种：一种是LMD GHOST投票，用于证明区块链的链头； 第二个是最重要的，FFG投票用于证明两个检查点（区块链的合理化和最终确定）。 如果验证者收到的块是有效的，验证者将“证明”该块，有效地对该块进行投票以将其添加到区块链中。 有时，一个节点会被要求提出一个新区块，其他验证者将“证明”。 当一个区块链有多个分叉时，只有在其历史上积累最多“证明”的那个才是正确的。

所有验证者在每个检查点都投票给 FFG，而只有随机选择的验证者子集在每个时隙投票给 LMD GHOST（每 12 秒发生一次向信标链添加区块的机会）。

此外，验证者将不时参加同步委员会。 同步委员会是一组随机选择的 512 个验证者。 headers），这样轻客户端就可以检索这些经过验证的块，而无需访问整个历史链或整个验证器集。

2. 对验证者的 Staking 奖励、惩罚和 Slash

1) 奖励

验证者需要质押的 ETH 作为“抵押品”来激励验证者诚实行事。 随着验证者因参与保护网络而获得奖励，抵押的 ETH 将随着时间的推移而增加。 当确定一个验证者的投票合法有效，并且与大多数其他验证者一致时，则该验证者将获得一份证明作为奖励。

当一个验证者被选为“区块提议者”时，如果它提议的区块被“敲定”，那么该验证者也会得到奖励。 区块提议者还可以通过在他们提议的区块中包含其他验证者不当行为的证据来增加他们自己的奖励。

2）惩罚

验证者可能受到的“惩罚”是通过各种机制销毁一部分验证者质押的ETH。 当验证者未能提交 FFG 投票、迟交或提交错误的 FFG 投票时，将受到证明处罚。 验证者余额被削减的金额等于他们提交正确证明时本应获得的奖励。 这意味着对于一个诚实但“懒惰”的验证者来说，如果他以完美的方式完成了证明，那么最大的惩罚是失去他本应获得的奖励金额的 3/4。 请注意，如果您不参与LMD GHOST验证，您不会受到惩罚，但您将无法获得相应的奖励。

此外，当验证者被分配到“同步委员会”时，如果验证者未能签署一个区块，他将受到相当于他成功签署该区块时本应收到的 ETH 价值的惩罚。

3) 没收

更严重的行动是削减，这会导致验证者被强行从网络中移除，并导致 ETH 存款的相关损失。

如果检测到严重违规行为，验证者将被削减。 这意味着质押的 ETH 的 1/64（最多 0.5 ETH）将立即销毁，然后 36 天退出。 在此期间，验证人的质押会逐渐减少； 并且在此期间的中间点（第 18 天），验证者还将收到额外的惩罚，该惩罚与 36 与 1 天内所有被罚没的验证者质押的 ETH 总量的比例相同。

这意味着随着更多的验证者被削减，削减的幅度将会增加。 最大 slash 是所有被 slashed 的验证者的全部有效余额（例如，如果大量验证者被 slashed，验证者可能会失去其全部股份）。

3.简单介绍：玩ETH2.01。 开发商：无缝过渡

在以太坊上工作的开发人员可以“高枕无忧”，因为合并前和合并后架构的通用 API 以及以太坊执行客户端 Geth 等现有组件的重用将确保无缝过渡的不间断开发体验。 这意味着几乎不需要对现有应用程序进行返工。

PoW 和 PoS 接口的相似性意味着不需要更改 API。 利用现有组件还可以确保不需要重写智能合约或 dapps 或迁移基础设施。 对于依赖随机操作码的 Dapps，可能需要一些基础设施更新。 如果您是以太坊开发人员并希望尽早开始测试您的 Dapps 和基础设施，我们鼓励您使用最近推出的 Kiln 测试网进行测试。 增加的客户端选择和灵活性将允许开发人员混合和匹配以满足他们的需求，例如将轻量级客户端用于执行层，将重量级客户端用于共识层。

转向 PoS 还意味着更可预测的区块时间和费用，这将减少设计具有 12 秒区块时间和 EIP-1559 建立的基本费用的高流量解决方案时的不确定性。

2. Web3玩家：Lido质押挖矿

共识完全切换后，以太坊的发行率将低至2%以下，远低于目前的发行率。 传统矿工一年回本，两年翻倍的模式将不复存在。 PoS共识下的挖矿和理财比较相似，长期稳定的年化收益率预计在10%以下。

很多玩家可能会说质押32ETH的门槛太高了，这会让大部分PoW矿工无法参与。 俗话说，需求必须满足，需求驱动供给的产生。 毫无疑问，Lido作为ETH2.0质押挖矿的领跑者，是一款对PoW矿工友好的Dapp。

Lido 是一个建立在以太坊 2.0 信标链上的 Dapp。 用户无需锁定ETH，也无需达到32ETH的巨大门槛即可参与质押挖矿。 Lido会根据用户提供的ETH数量进行合并管理，用户无需仔细阅读Beacon Chain白皮书的详细内容，只需将想要Stake的ETH转入Lido即可实现Staking和收益. 如今，Lido 的 TVL 已经达到 195 亿美元，在 DeFi 项目整体 TVL 榜单中排名第二，仅次于 Curve。

运营流程：

进入官网：点击【Stake now】开始质押操作。

目前Lido支持的网络有：Ethereum2.0、Solana、Kusama、Polygon。 我们这里只关心其中一个：Ethereum2.0 Beacon Chain。

用户可以选择任意一个网络进行质押，在带有以太坊标识的页面点击【立即质押】，页面会跳转到以太坊的质押页面，用户需要在当前页面链接钱包。

钱包链接成功后，在页面输入您要质押的金额，然后点击【提交】。 对于其他网络，质押操作步骤同上。

交易确认后，您质押的以太坊将开始获得奖励，但协议也会自动向您的钱包发放 stETH 代币。 这些代币可以在市场上进行交易，这种操作在质押ETH的同时也保持了一定的流动性。 它的价格和以太坊一样，因为它们只代表你在协议中的位置（见 Compound 的 cToken）。

最后，作为Dapp交易所，Lido会对所有发生的奖励收取一定的费用。