V 神:验证者如何参与到 Casper 系统

Vitalik Buterin 在 2018 以太坊技术及应用大会上分享了节点是如何参与到 Casper 验证中来。下面是 V 神发言的简要梳理。

参与的步骤

质押代币
Casper 是验证系统。所有的节点要成为验证者,首先要有权益的证明,所以,需要质押一定额度的代币。
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质押代币类似于存款,使用公钥做信息签名,同时,也需要一个取款地址,后续奖励时用得到。

签名公钥和取款地址无需完全一致。这意味着让其他人帮你进行签名验证。但即使其他人帮你签名,但无法把代币取出。所有的代币只能进入之前提供的取款地址。这样验证节点可以用热钱包来签名。公钥在线,代币留在冷钱包。作为验证者,资金更安全。

等待加入
质押代币之后,用户需要花一天左右的时间来等待加入。目前协议还没有完全确定。需要等待协议把申请节点加入验证者池。

参与验证
一旦进入验证者池,就是验证者身份了。验证者做什么?

首先是参与和确定主链区块。超过一定的节点验证后,主链区块确定,完成工作。其次是验证分片上的区块。按照 Casper 系统设计,不是所有节点都来做所有区块验证。区块被分配到 100 或更多的分片中,交易分开,不同的验证者验证不同的区块和交易。

总之,Casper 系统是区块确定工具,是共识机制一部分,主要用于确定区块,给区块带来更多安全性。

分片提案

以太坊的分片提案包含了 100 个子链。主链和子链各自承担不同工作。主链负责随机数的生成、随机选择哪个验证者进入哪个分片、谁可以创建分区等。

主链也会保持对验证节点的追踪,也就是说,假如你是一个验证节点,它会追踪你的所有验证相关信息,比如分配到什么分片中、得到什么奖励或惩罚。这些信息都由主链完成。此外,它也可以追踪子链上的区块。

子链主要负责交易处理,同时存储账户状态、合约状态。每隔一个小时,每个验证节点由系统随机分配一个分片。验证节点要做验证,要帮助确认区块是在哪个分片之上。

在任意时间点,验证节点被分配到特定分片上,比如有 100 个分片,有些人随机选择 1% 的验证节点,来确认任意一个分片上的区块。

分片系统可扩展,一个计算机可以处理 N 个交易,主链可以追踪 N 个分片。每个分片都能处理 N 个交易。也叫 2 次性分片,系统可以处理 2 倍 N 的交易。如果计算能力再翻一番,主链可以追踪 2 倍的分片,系统处理交易的能力是之前的 4 倍。

这里有一个 Cross-links,实现沟通的方式,也是主链用来追踪分片的方式。主链不追踪每个分片中的每个区块,只追踪 Cross-links。

验证节点的职责
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V 神指出,作为验证节点的工作,是做主链验证,验证每个区块。主链包括副联、交易和对验证节点的奖惩。验证节点必须在分片上作区块的生成,生成主链区块,还需确认分片上的区块已经交联。

验证节点奖惩

如果节点正常运行,其他三分之二的节点也正常,大家都可以拿到奖励。如果不是,则拿不到。

如果进行签名,但发生错误或冲突,虽然在线,但签名信息不正确。节点被认为有攻击网络意图,或者节点被黑。一旦出现此种情况,都会按比例得到惩罚。比例按照其他在线签名的验证节点比例来确定,罚款跟其他犯错节点的罚款数量成正比。

如果被黑,或者出现电脑或数据有问题,也得接受惩罚,不过程度较轻。一旦确定是攻击行为,罚款会很大。攻击成本也很高。

也就是这个机制主要是激励大家更好的保护网络安全,也是保护自己。如果大家有同样的权益池,如果权益池被黑,非常集中,大家的惩罚都会很高。这样也就是鼓励大家不要用同样的权益池、不用同样的 VPS。

通过这样的机制鼓励大家更去中心化,不用同样的系统,不用同样的客户端等,通过更好地保护自己的同时,增加了整个网络的安全性。

收益提取

通过私钥或提款地址可以触发提款。触发后,验证节点在 7 天左右关闭。然后等待 4 个月,之后可以提取以太坊代币。


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