原文標題：《“Serenity”寧靜--關於ETH2.0 Beacon chain所做的選擇與哲學》
原文作者：Steven | Chain Hill Capital Co-Founder&Partner
本文系Chain Hill Capital仟峰資本合夥人、主題Alpha Strategy負責人Steven原創，未經授權嚴禁轉載，轉載請聯繫Chain Hill Capital仟峰資本公眾號，以下為正文部分：
二級標題
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1.0 Principles Serenity的設計哲學
Simplicity 簡單
基於加密經濟學裡權益證明和Sharding分片技術的內在復雜性，Serenity在設計的時候盡可能的追求最大簡單性，以便：1）最小化開發成本；2）降低不可預見的安全問題的風險； 3）讓之後的開發者在設計協議時，更容易的對其使用者說明協議的細節和合法性。 （關於第三點，在某些協議的複雜性不可避免時，優先順序應該服從：Layer2協議>客戶端實現>協議規範）
Long-term stability 長期穩定性
底層協議的建設必須足夠的完美和有預見性，只有這樣在未來的10年或更長的時間內都不需要對其進行任何更改，任何創新都可以基於這些底層，在更高的協議層發生和建設。
Sufficiency 充分性
Serenity將會從基礎性上保證盡可能多的應用程序可以構建在她協議的頂層。
Defense in depth 深度防禦
協議可以在各種可能的安全假設下無差別的工作。 （例如，網絡延遲，故障計數，以及用戶的邪惡動機。
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2.0 The Layer1 VS Layer2 一層協議與二層協議的權衡
其中，支持Layer2的理由包括：
其中，支持Layer2的理由包括：
a.降低了共識層的複雜性
b.減少了修改共識層的需要
c.減少共識層失敗的風險
d.減少協議治理的負載和政治風險
而支持Layer1的理由是：
而支持Layer1的理由是：
a.減少由於缺乏機制迫使每個人升級到一個新的協議（硬分叉）而導致的發展停滯的風險
b.可能降低整個系統的複雜性
c.如果第一層沒有足夠強大，在第二層協議上構建多麼複雜龐大的機制是不可能的（就像你永遠有沒有辦法在比特幣的網絡上構建以太坊）
以太坊2.0的大部分內容都是在Layer1和Layer2之間小心權衡，在Layer1上所做出的努力包括以下三點：
1）準圖靈完備、全狀態代碼執行
2）可拓展和可計算
3）高速區塊完成時間
具體而言：
如果沒有1），就不能使用完備的可信模型去構建Layer2的應用程序；
如果沒有2），拓展性能就會被局限在某種狀態通道和像Plasma的某些技術中，而這些技術往往面臨著資金鎖定和大規模資金退出的問題；
如果沒有3），就不能實現在不用狀態通道的情況下及時交易的要求，而這通用也會從產生資金鎖定和大規模資金退出的問題；
除了上述特性，ETH2.0將1）隱私、2）高級編程語言、3）可伸縮狀態存儲、4）簽名方案，留給了Layer2，因為它們都是快速創新的領域，現有的許多方案都具有不同的特性，未來不可避免的要在更多更好的方案之間進行權衡。例如：
1）隱私：環簽名+機密值VS Zk snark VS Zk starks；rollup VS ZEXE VS …
2）高級編程語言：聲明性與命令性、語法、形式驗證特性、類型系統、保護特性以及本地支持隱私功能
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3.0 Why Casper 為什麼選擇Casper做POS的方案
a.Nakamoto-inspired，如Peercoin，NXT，Ouroboros…
a.Nakamoto-inspired，如Peercoin，NXT，Ouroboros…
b.PBFT-inspired，如Tendermint，Casper FFG，Hotstuff
c.CBC Casper
在後兩種方案中存在著一個問題，即是否以及如何使用安全質押與懲處（Security deposits and Slashing）（第一種方案與質押懲處是不兼容的）。所有的三種方案都是優於工作證明的，我們將具體介紹一下ETH2.0的做法。
Slashing
以太坊2.0使用的Slashing機制，即在驗證者被發現有不當行為時，將會罰沒其質押在網絡中充當驗證節點的代幣，最好的情況下是約有1%的驗證者會受到懲罰，最壞的情況是全網所質押的ETH都會面臨懲罰。這種做法的意義在於：
1）提高攻擊的成本
2）克服驗證者們存在的問題，使驗證者偏離誠實行為的最大動機是懶惰（不做驗證就對一切交易都進行簽名），對自相矛盾和不正確的簽名的進行大額的懲罰可以在很大程度上解決這一問題。關於這一點，有一個很典型的案例：2019年7月，一個在cosmos上的驗證者因為簽署了兩個相互衝突的塊而受到了質押金的罰沒，而這個驗證者出現這種失誤的原因就是因為它同時運行了一個主節點和備份節點（以確保其中一個離線不會組織它們獲得獎勵），而這兩個節點在同一時間以外打開，導致它們最終相互矛盾。
共識算法的選擇
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4.0 Sharding分片--為什麼ETH2.0討厭超級節點
對於Layer1而言，分片的主要方法是使用超級節點--通過要求每一個共識節點都擁有超強的服務器，來保證它們能夠單獨處理每個事物。基於超級節點的拓展是很方便的，因為它實現起來很簡單：它只是在現有的區塊鏈的工作方式的基礎上，加入了一些更加平行運作的軟件工程層面的工作。
而對於這種做法，面臨的主要問題如下：
1）抵押池集中化風險：運行節點的固定成本很高，因此可以參與的用戶很少。如果運行驗證節點的固定成本佔據了回報的大部分，那麼較大的池子相較於小池子就能夠節省更小的費用，這將會使得小池子不斷被擠出，從而加劇集中化的趨勢。相比較而言，在分片系統中，抵押了更多ETH的更大的節點需要驗證更多的交易，所以其費用並不是固定的。
2）AWS集中化風險：在超級節點的體系下，家庭作坊式的抵押形式幾乎是不存在的，大部分的抵押都將會在雲計算的環境中，這將會大大增加單點故障的風險。
3）可拓展性的問題：隨著事務吞吐量的增加，上述風險增加，而在分片系統中增加的負載可以被更容易的處理而減少上述風險。
這些集中化分險也是ETH2.0沒有選擇格外追求超低延時（<1s）< span="">5.0 安全模型
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5.0 安全模型
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6.0 Casper的獎勵機制是如何設計的？
在每一輪Epoch中，每一個驗證者都會給出自己的證明，這個證明指的是驗證者指出哪個是區塊頭並為之簽名。如果這個證明被打包，驗證者將會獲得以下獎勵：
1）證明被打包入內的獎勵
2）指定正確的Epoch checkpoint的獎勵
3）指定正確鏈頭的獎勵
4）證明被迅速打包上鍊的獎勵
5）指定正確shard block的獎勵
在不同的場景中，具體的回報計算方式如下：
B=基礎回報，P=做出正確判斷的驗證者的比例
任意做出正確判斷的驗證者將會獲得B*P的獎勵，
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7.0 Beacon chain/shard chain 的結構
分片系統包含了64個邏輯分片“shards”，該系統以beacon chain為中心，協調所有的活動。
一筆交易在這個系統中得到最終確認的流程如下：
1）交易被包含在一群shard的某個shard block中
2）隨機選擇出來的驗證委員會被分配到這個shard中並進行驗證和簽名
3）委員會的簽名被打包進下一個beacon block
4）下一個beacon chain通過Casper FFG進行最終性確認
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8.0 尾---關於ETH2.0的未來
“寧靜”僅僅只是ETH2.0浩瀚征途的第一步，但是從他們在第一步中所做的取捨可以看出來整個團隊過去三年對於公平和效率的深入思考，並沒有一味的追求所謂百萬TPS，而是在保證安全的前提下對實用性和可行性進行更大的實踐。
我相信未來在很長的一段時間內，ETH都將會整個區塊鍊網絡的基石，今年的Defi只是在不成熟的網絡條件下的一場偉大的社會實踐，2.0在2021-2022愈臻完善的時候，必然會迸發出更大的商業價值和社會價值。
Chain Hill Capital簡介
Chain Hill Capital（仟峰資本）自2017年成立起就專注於全球區塊鏈項目的價值投資，打造了早期、成長期的股權投資以及Alpha Strategy、Beta Strategy的加密數字資產投資矩陣，搭建了完善的全球資源關係網絡，戰略佈局芝加哥、紐約、東京、北京、上海、深圳、香港、廈門等城市節點。擁有豐富的海外投資機構、全球優質項目資源庫，是一家國際化的區塊鏈風險投資基金。
以多文化背景的專業團隊為支撐，核心部門——投研部、交易部、風控部成員均來自於海內外知名高校與機構，擁有紮實的金融背景與卓越的投研能力，具有敏銳的市場感知能力，高度敬畏市場與風險。投研部通過將嚴謹的基礎研究與數學、統計模型相結合得出“Pure Alpha”、“Smart Beta”等投資策略。
