什么是Casper，权益证明和信标链

最近，我又读到了另一篇关于以太坊2.0中采用的股权证明(Pos)机制的自相矛盾的报告，我以为我明白接下来会发生什么，但随着每一篇新的媒体帖子、推特和新闻文章的更新，我的信心正在逐渐减弱。我想，如果像我这样每周花大约50个小时读和写关于以太坊的文章都不知道接下来会发生什么，我想你们中的很多人也不知道。

我听说Eth2.0会带来“纯粹的股权证明”。我读到过CasperFFG是在Serenity中实现的pos机制，但是VLADZamfir的CasperCBC是真正的纯粹的利害关系证明。我读到过CasperFFG只是一个最终的小工具，每50个块，或者每100个块，在POW系统上用于块的终结性。

那到底是怎么回事？

有一些现有的，准确的文章，但在混乱中，似乎我们更应该重视这些准确的文章。本文的重点是阐明以太坊2.0和它目前正在计划的事情，以及Casper CBC，Casper FFG，叉-选择规则，权益证明，信标链，和以太坊 2.0之间的关系。

复习课程：要理解这篇文章，您需要了解的术语：

以太坊2.0：网络的未来、可伸缩版本(又名ETH2.0，又名Serenity，又名Shasper，又名分区Casper以太坊）。

信标链：以太坊正从工作证明转移到权益证明。这一直在星空之中，但物流和路线图随着时间的推移而演变。很久以前，人们曾设想在现有的链上推出权益证明。不过，自2018年6月以来，该计划一直在推出“信标链”的利害关系证明，以便更容易地整合pos、分片研究和推广。信标链将是一条持股权证链，最终通过分片，即植根于现有的工作证明链。

Casper：以太坊版本的“无利害关系”问题(关于权益证明和Casper研究的基础超出了本文的范围，但这里有一个简单的解释)。
Casper CBC和Casper FFG：Casper研究的两个竞争领域。

终结性：终结性是抵御Sybil攻击的额外安全层。一旦块被最后确定，它们就不能被恢复，即使是对网络的51%的攻击。

分叉选择规则：矿工(PoW)/验证者(Pos)决定哪条链是规范链的机制。

首先，让我们消除Casper CBC上Caspers备注的歧义。

关于CasperCBC

CBC代表“构造正确”，并不是Casper、以太坊或区块链技术所独有的。相反，CBC是一种软件、硬件和固件工程的方法。

CasperCBC是VLADZamfir开创的一个研究领域，经常被描述为FFG的竞争终结性小工具(PoS系统)。严格地说，CasperCBC不是这两样东西。Casper CBC是一个协商一致的协议家族，是创建它们的一种技术。

某些版本的Casper CBC在某种程度上有望取代最初的ETH2.0实现的权益证明系统，但CBC的研究仍然更抽象和理想化，而不是实际化。Buterin建议Casper CBC研究的某些方面可以在信标链中进行，但目前在信标链规范中还没有CBC。

与Casper FFG的实际交易是什么？

事实上，Casper FFG被指定为Eth2.0。在8月份的一次推文风暴中，Buterin表示，FFG是一个终局覆盖，可以用于工作证明或利害关系证明协议(不过，如果这一澄清在其他74条推文以及他发布后的5个月左右的时间里消失了)。CasperFFG定期选择规范链，并对其中的块进行“终结”，这样它们就不可能恢复。

Casper FFG白皮书将Casper描述为一个权证最终系统，覆盖了现有的块提议机制。白皮书指出，FFG是一种“部分协商一致机制，结合了权益证明研究和拜占庭容错共识理论”，但它只是一个更大的POS机制的一部分。CasperFFG没有指定块是如何被提议的，或者是由谁提出的，验证者如何选择要构建的竞争链，如何验证块，或者谁来验证它们。所有这些规范也是建立网络共识来决定规范链的必要条件。

Casper FFG是一个协商一致的机制，因为它是网络就现在到未来最后确定哪些块达成共识的手段。从这个意义上说，Casper FFG是协商一致的机制。然而，在目前的以太坊1.0链中，正如核心开发人员Danny Ryan在灯塔Gitter频道上所说的那样，“没有终结性的概念。”他解释说：“在随后开采的每一个区块中，我们都有更强的概率保证以前的块将保持在规范链中。这就是为什么交易所和其他用户依赖于POW链的“确认”来达到一定的块深度，我们都只是假设块在某个时候不会恢复，我们基本上可以把它算成最后确定的。从51%的攻击中可以看出，当您有>50%(通过散列能力)的协调攻击时，这种概率终结性就会崩溃。终结Pos链中最酷的是，坐标攻击不能恢复到最后一个块。此外，在某些类型的攻击中，我们可以让人们对自己的恶行负责，并对他们进行猛烈抨击。”

以太坊2.0的权益证明，以及共识机制的其余部分

信标链将是一个全新的、“纯”的权益证明链，从一开始就是这样(尽管分拆将在稍后到来)。这不是有时声称的混合桩的工作/证明，因为白皮书指出，第一个FFG的实施将是为POW块的最终性。然而，关于信标链的唯一证明是它植根于现有的以太坊1.0链。这一点在信标链规范中得到了证明。对信标链Pos的警告是，信标链将分阶段发展，尽管它始终是权益证明，但在前两个阶段，数据传输将是不可能的。现在还没有虚拟机，也没有EDCC(也就是智能合约)。在第二阶段(从第0阶段开始)引入eWASM之前，POW链仍然是处理数据事务所必需的。换言之，信标链的第一阶段只会有助于建立系统，就最终用户而言，基本上是无用的。不过，这仍将是100%的权益证明。

一个简短的信标链权益证明的纲要

关于权益证明如何在信标链上工作的细节是复杂的和分层的，但我可以解释最浅显的一些概念。正如我在上文所述，必须有机制来确定如何提出区块、由谁提出申请、由谁来验证申请人的要求、如何选择这些验证者、申请人如何知道应以哪些区块为基础。

区块申请人

权益证明，如您所知，使用验证器来创建块，而不是矿工。为了成为验证器，个人或实体将32以太存入Casper EDCC(或智能合约)。一旦完成，这个人将被注册为信标链上的验证者，并开始积累兴趣作为参与的奖励。如果该验证器随后违反了某些规则(称为裁剪条件)，则其存款的一部分将被削减。如果验证器的定金降至16以太，它们就会从系统中被逐出。

在信标链的规范中，有两类验证器(尽管所有验证器都充当两者的角色)：提议者(提议块的人)和测试者(对块有效性进行投票的人)。验证器每6秒随机选择一次，使用称为RANDAO+VDF的机制作为块申请人。申请人选择之间的六秒钟周期称为插槽。在每个时隙中，有一个申请人申请一个包含当前和以前块的一些信息的块，以及一个签名来证明他们的RANDAO+VDF定义的权限来申请所述块。

区块有效性测试器

区块有效性测试器根据以太坊2.0的权益证明制度，测试员(那些投票决定整体有效性的人)组成了从111到128名个人作证者组成的委员会。这样，并不是每个测试人员都需要验证每个块，从而实现效率和可伸缩性。作为委员会的一部分，针对信标链的阶段0的Gizub规范指定测试员“在信标链块上签名，同时在特定碎片链上创建到最近的碎片块的链接(交联)”。测试人员可以继续对块进行投票(每个验证器一次)，直到预先指定的插槽数通过为止，这组预定义的时隙被称为一个时间点，目前定义为6.4分钟(或64个时隙)。在每一个时代的结束，验证者被洗牌创建新的委员会。

分叉选择规则

我之前说过，验证器需要有一种方法来知道要构建哪些块。可能会有两条链从单个块中发芽，因此需要有一种机制来确定规范链。现有的POW链有一个分叉选择规则(最长链获胜)，而信标链(及其碎片链)将有一个新的选择规则。信标链的分叉选择规则称为LMD GHOST。与Casper FFG相结合，LMD GHOST既规定了要建立的块头，又为以前的块实现了终结性。(在当前规范中，块的终结性是在两个时间点之前实现的。)

通过LMD GHOST，规范链是通过考虑在给定链上创建的最新验证器签名块并与竞争链上最近的验证器签名块进行比较来确定的。委员会认证给予某一区块和该区块的后代以一定比例。

与LMD GHOST，链与最沉重的最近的验证器批准块获胜。通常这也是最长的链，但不一定，如果两个块都来自同一个父块，那么这两个块的认证就会给它们的父块赋予权重，最终使得一个较低槽高的块比一个没有很多叔父的较高槽高的块有更多的选票支持它。正如VitalikButerin在去年12月的一篇博文中指出的那样，“最长的链规则无法捕捉到这种细微差别。”

展望

本文概述了以太坊信标链的大部分计划，而几乎没有关注切分或交叉碎片通信的物流。这在很大程度上是由于在阶段0之后的信标链展开规范的不完整状态，这还不能实现分片。在下一个大时代来临之前，我们有的是时间去考虑这件事。

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