金色觀察｜以太坊合并 你需提前熟悉的兩個PoS概念

文/Matías Andrade and Kyle Waters，Coin Metrics作者

以太坊即將合并，完成從工作量證明（Proof-of-Work）到權益證明（Proof-of-Stake）的協議升級。合并預計將在周三晚上/周四凌晨進行。

無需多言，合并引入了許多新的術語和觀點，我們都要熟悉了解。在本周文章中，我們將進一步邁向后合并時代，并對兩個即將在行業對話中出現的概念展開闡述。

大多數人需要花多少時間來適應PoW的邏輯，對此我們似乎已經不記得了。自然，我們也要花上些時間來理解權益證明PoS。權益證明的前提是，通過精心設計的激勵機制（獎懲結合），你可以提供與工作量證明相同的功能，而無需依賴能源密集的計算。眾所周知，隨著權益證明的出現，以太坊系統將變得更加復雜。PoS的關鍵是獎懲機制，它精確地平衡了驗證者的利益，以符合一個公平、去信任、抗審查的加密經濟系統。

那么這些獎勵和懲罰究竟是如何分配的呢？驗證者被委托的職責必須得到及時、適當的履行。這些職責包括為信標鏈提議一個區塊，這是最大的獎勵來源；盡管單個質押者每年只能獲得大約6次這樣的獎勵，但卻占質押者獎勵的12.5%左右。還包括證明區塊的職責，證明區塊會帶來更小但更頻繁的獎勵，占質押者收益的比例也更大，總共約84.4%。提議區塊的機會是概率性的，能夠對驗證者收益帶來顯著差異，而證明區塊是更有規律的，并且每個epoch（32個slot）上的所有活躍驗證者都只有一次證明機會。最后，約3%的收益來自參加同步委員會。這些獎勵是用新鑄造的ETH支付的。

幣安將執行LUNC手續費銷毀計劃:9月26日消息，幣安發布官方公告稱，為保障用戶交易體驗及響應Terra Classic（LUNC）社區交易手續費銷毀提議，幣安決定將所有LUNC現貨和杠桿交易對上產生的交易手續費發送至LUNC銷毀地址，以執行銷毀。[2022/9/26 5:51:47]

年均預計區塊提議數量（424,043個驗證者）

如果說以太坊的提議和證明獎勵是胡蘿卜，那么懲罰和罰沒就是大棒。“罰沒”和“懲罰”是經常互換使用的。然而，它們的意圖和影響卻截然不同。

懲罰措施是為了激勵驗證者及時履行職責而設定的，并不是為了懲罰惡意行為而設計的，目的只是懲罰一直不活動無證明產生的驗證者。關鍵一點是，錯過提議并不會受到任何懲罰，付出的代價只是機會成本。然而，這卻拉大了驗證者的預期收益差異，特別是因為大多數驗證者肯定會由于停機、網絡問題、客戶端bug或其他問題而時不時地未能履行他們的職責。

罰沒只適用于那些會威脅到以太坊功能和完整性的行為。如果用戶為一個slot（槽）提議兩個沖突區塊，那么他們在以太坊上的質押資金可能會被罰沒，當用戶錯誤配置冗余質押服務器時會出現這樣的錯誤。最后，如果質押者不能以正確和及時的方式證明檢查點，他們可能會被罰沒，尤其是當他們的證明歷史很糟糕的時候。此外，如果一個質押者在其他罰沒事件發生的18天內遭到罰沒，他們可能會受到關聯懲罰，并損失更大比例的資金。例如，如果3%的驗證者受到罰沒攻擊，在Bellatrix硬分叉后，每個驗證者可能被罰3 × 3% = 9%的質押ETH（最低32 ETH質押額時為2.88 ETH），其中3是一個常數。盡管每個質押者都應該關注罰沒，但如果他們舉報見證了罰沒的發生，就會得到獎勵，稱為舉報人獎勵。然而，并不會出現通貨膨脹，因為他們所見證的罰沒總是會消耗他們更多的ETH。

PoS的設計旨在實現的最關鍵的變化之一是為以太坊區塊鏈帶來最終確定性（Finality）。最終確定性（Finality）是一個屬性，一旦交易被包含在區塊中即被視為最終交易。最終確定性（Finality）使用戶對其交易的經濟確定性更加確定無疑。在PoW下，更長的鏈為用戶提供了更大的信心，因為還原歷史交易會變得越來越難。但是，接收方可以自己決定自己的“最終確定性（Finality）”。例如，交易所Kraken目前需要20個區塊確認以太坊存款（14秒的區塊時間下約需5分鐘）。PoW機制下的用戶必須使用這種概率函數來降低交易回滾的風險，以太坊則將在給定的一段時間后為最終區塊提供更強大的定義。

我們可以很容易地使用叔塊上的數據將其與以太坊當前的PoW前景進行比較，叔塊包含有效的PoW解決方案，但在網絡傳播的競賽中敗下陣來。盡管如此，它們在使用以太坊啟動的叔塊機制解決PoW問題時所付出的努力和精力得到了回報。以太坊的叔塊率允許我們（稍有不精確）衡量用戶在進行交易時可能出現的不確定性。從本質上說，用戶可能會在他們認為是最終交易的交易中交換高價值的商品，結果發現他們的交易只是叔塊交易的其中一個，還沒有進入到主鏈。

以太坊叔塊率

叔塊是以太坊設計的一部分，以達到快速的出塊時間。此外，叔塊通過其礦工完成的工作對主鏈的安全性做出貢獻，即使叔塊中包含的交易可能沒有包含在區塊中。這通常不會產生問題，因為交易會直接返回到下一個區塊中可用的交易池。然而，對于想要最終確定其交易確實是最終交易的商人來說，這樣并不理想。

雖然沒有PoW鏈能以完全相同的方式提供最終確定性（Finality），但一旦以太坊過渡到權益證明，將能夠提供非常強大的保證，確保一個區塊（以及其中包含的所有交易）將是最終的。當至少三分之二的活躍驗證者確認了2個epoch時，以太坊信標鏈（共識層）就達成了最終確定性（Finality）。Epoch時長為6.4分鐘，包含32個slot，每個slot間隔時間12秒，所以最終結果大約在12.8分鐘之后達成。之所以選用這些精確的設計特性是為了在網絡的去中心化和最終確定性（Finality）的合理等待時間之間進行最優化權衡。

想要在合并后的以太坊中還原一個最終確定的區塊，將會有三分之一的驗證者必須遭受罰沒失去他們的全部質押資金，這為用戶提供了一個強大的最終確定性（Finality）。然而，這種強化的確定性伴隨著代價：12.8分鐘比大多數交易所和其他用戶在以太坊PoW實踐中確定最終確定性（Finality）的約5分鐘要長得多。但最終，最終確定性（Finality）是推動權益證明和以太坊向前發展的設計考慮因素之一。減少“單槽最終確定性（Finality）”下的最終確定性（Finality）時間是以太坊發展路線圖上一個活躍的研究領域。

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