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以太坊2.0信標鏈將迎來Altair升級 一文了解相關變化

注:對于即將到來的Altair升級對以太坊2.0信標鏈的影響,作者pintail撰文介紹了一些具體的變化。

其中包括:

1、Altair為輕客戶端功能引入了同步委員會,并改進了驗證者獎勵/懲罰規則,這將對驗證者的盈利能力產生影響;

2、總獎勵的可變性會增加,尤其是會影響solo質押者;

3、Altair對延遲證明采取了更嚴厲的懲罰措施,這將導致獎勵略有減少;

4、主網上導致認證延遲的事件,將對獎勵產生(相比目前更大的)影響;

5、建議驗證者關注證明延遲表現,在Altair升級之后,那些經常延遲證明的驗證者的利潤可能會低得多;

簡介

在上一篇文章中,我們研究了以太坊信標鏈(現在通常稱為“共識層”)上驗證器的真實表現,自2020年12月推出以來,信標鏈的運行非常平穩(只發生過幾次小問題),很多人便將注意力集中在倫敦硬分叉的部署(包括廣泛談論的EIP-1559)以及即將到來的ETH1.0+ETH2.0合并上,而后者執行后,以太坊的執行層將切換成信標鏈,這也標志著以太坊工作量證明(PoW)挖礦的結束。

與此同時,共識客戶端開發人員將注意力集中在信標鏈的第一次升級上,即Altair升級。這次分叉將引入輕客戶端功能,并將作為協調以太坊權益證明(PoS)共識機制分叉過程的第一次運行。Altair規范應用了自信標鏈啟動以來的一些經驗教訓來改進其激勵結構和表現,部分是通過對獎勵和懲罰的分配方式進行一些更改,因此將在一定程度上影響驗證者的獎勵。

這一次,我們會關注即將到來的Altair升級所引發的經濟變化,我們將嘗試了解它對驗證者可能產生的影響。最后,由于開發者們在Prater測試網上發現的一些問題,我們預計信標鏈主網的Altair升級將在10月中旬左右進行。

獎勵計劃更改

要了解的第一個變化是,在Altair升級完成后,基礎獎勵概念會發生一些變化。基礎獎勵是每epoch分配的基本獎勵單位,以前,執行四個驗證者職責(source投票、target投票、head投票、即時包含)時,驗證者最多可獲得一個完整的基本獎勵。然而,在Altair升級下,我們重新定義了基本獎勵,因此,它是一個完美驗證者在履行其所有職責時所獲得的每一個epoch的長期平均獎勵。我們讓最大發行量保持與以前相同,但驗證者獎勵不是獲得基礎獎勵的倍數,而是會獲得每項職責的基礎獎勵的一部分。

獎勵權重

除了重新定義基本獎勵的含義外,分配給各種職責的權重以及職責本身也發生了變化。下面的圖表說明了“之前”和“之后”的分配,這里假設驗證器表現是完美的。

提議者和延遲獎勵

從上面的圖表中,要注意的第一個變化是提議者(proposer)的獎勵增加了四倍。

正如DannyRyan在信標鏈啟動后不久指出的那樣,將低比例的驗證者獎勵分配給區塊提案從來都不是研究人員的意圖,實際上這是規范中的一個錯誤。而這個錯誤在Altair規范中得到了糾正,區塊提議者按原計劃分配了1/8的總獎勵,而不是像Altair規范之前的情況那樣只分配到1/32的獎勵。

同時,“延遲”(delay)獎勵已完全取消。相反,其他證明獎勵(head、source和target)被賦予了不同的包含截止日期:

  1. 正確的head投票,僅包含在接下來的slot時才會被獎勵;

  2. 正確的source投票,僅包含在5個slot內時才會得到獎勵(即integer_squareroot(EPOCH_LENGTH))

  3. 正確的target投票,僅包含在32個slot內時才會得到獎勵(即EPOCH_LENGTH)

這以合乎邏輯的方式巧妙地獎勵了及時證明。尤其是head投票,只有在快速接收的情況下,才能幫助網絡在區塊鏈head上達成共識。target投票對網絡有用,只要它在一個epoch(32個slot)內被包含,驗證者就會因為正確的target投票而獲得獎勵。source投票本身實際上并不能幫助區塊鏈達成共識(但只有具有正確source投票的證明才能被包含在內)。因此,如果證明在5個slot內被包含,則可以獲得source投票的獎勵。

最后,證明獎勵的權重發生了改變,source和head獎勵從16/64減少到14/64,target獎勵則從16/64增加到26/64。這種重新平衡反映了一個現實,即正確的target投票是證明中最重要的部分。只要網絡能夠在每個epoch就目標達成共識,區塊鏈仍然可以最終確定。

同步委員會

獎勵計劃的最后一個改變,是增加了參與同步委員會的新獎勵,這實施了Altair升級中引入的關鍵新功能,這是一種輕客戶端可以與網絡同步的機制。所謂同步委員會,是一組512個驗證器,它們對每個信標鏈頭進行簽名。為了確保輕客戶端可以在不自行保留整個信標鏈狀態的情況下知道同步委員會的參與者是誰,同步委員會的輪換頻率相對較低(每256epoch周期或大約1天的時間)。

與區塊提案一樣,同步委員會的成員是隨機選擇的驗證器,每個同步委員會周期為256epoch。

根據計算:

1、每年會選出321.0個同步委員會;

2、擁有200000個驗證器的驗證者集,平均每個驗證器每年將被分配到一個同步委員會0.82次;

懲罰

如果證明未包含在最早可能的slot內,那么驗證者將被視為未參與證明的部分或全部組成部分,從而導致對延遲的組成部分的處罰。

這會產生很大的區別。例如,考慮一個正確的證明,但其包含“延遲”了一個slot。在Altair升級之前,此證明將獲得source、target以及head投票的最高獎勵,以及“延遲”獎勵的一半,總的來說,這將相當于約90%的最大可用獎勵。然而,根據Altair的規則,驗證者的head投票將被視為是不正確的,并將受到處罰。因此,遲到一個slot的證明充其量將獲得最大可用獎勵的48%。

如果認證太遲而無法收到source獎勵(即延遲超過5個slot),則Altair升級下的總獎勵最多為零(并且可能總體為負),而Altair之前的相同證明將收到最高獎勵的77%。簡而言之,在Altair升級下,對延遲認證的懲罰要嚴厲得多。在參與率較低的測試網上,即使是完全可靠的驗證器也可能會在網絡壓力測試的情況下受到懲罰。

結論

從我們最初的模型中可以看出,區塊提議者獎勵的四倍增加,以及同步委員會的引入,將導致獎勵的可變形比目前更大。與大型staking池子(其獎勵將更接近平均水平)相比,這種可變性將對單獨的驗證器產生更大的影響。在考慮可能影響驗證者獎勵結構的任何未來變化(例如未來引入分片)時,應牢記這種影響。

此外,根據上述分析,當Altair升級上線時,驗證者平均獎勵可能會有所減少,即使引入的變化在最大可用獎勵方面是中性的。那些傾向于延遲包含的驗證者將最能感受到這種影響,這可能是由于網絡延遲。因此,建議驗證者密切關注其驗證器在Altair上線前后的表現。

特別是,在參與度降低或未能生成區塊的情況下(導致認證延遲),Altair升級后對驗證者的獎勵可能會大幅下降。截至目前,這種情況在信標鏈上只發生過一次,但我們應預計,隨著未來的更新(特別是合并和分片)引入新的復雜性,未來這樣的事件可能會再次發生。

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