以太坊Casper详解
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什么是以太坊Casper？
由社区用户提交 – 作者：William M. Peaster
Casper的实施标志着以太坊已经转换为Proof of Stake（PoS）区块链（也称为以太坊2.0）。虽然在2015年夏，以太坊于作为工作权益证明（PoW）协议的区块链问世，但开发人员早已计划将其过渡到PoS模型中。在完成转换后，挖矿将不再是以太坊网络的一部分。
目前为止，在以太坊生态系统中已经有两个共同开发的Casper版本：Casper CBC和Casper FFG。CBC版本最初由以太坊基金会研究员Vlad Zamfir提出。尽管对CBC的研究最初侧重于公共区块链的PoS协议，但它已经发展成为一个更广泛的研究领域，其中就包括一系列的PoS模型。
Casper FFG的研究由以太坊联合创始人Vitalik Buterin主导。最初的提议包括混合PoW/PoS系统，但实施仍在讨论中，新提案最终可能仅使用PoS模型取而代之。
值得注意的是，Casper FFG正计划推出以太坊2.0。但是，这并不意味着Casper CBC就没有任何动作。事实上，它可能会在未来取代Casper FFG。
虽然两个版本都是为以太坊开发的，但Casper是一种PoS模型，也可以在其他区块链网络中推广和使用。
Casper工作原理
从以太坊1.0到2.0的过渡被称为“Serenity”升级。它包括三个不同的阶段。在其初始阶段（阶段0），启动了名为Beacon Chain的新区块链。 Casper FFG将制定规则推动这种全新的基于PoS区块链的共识机制。
与PoW挖矿所不同，PoW协议中矿工需要运行昂贵且专业的设备来创建和验证交易区块，随着Casper的实施，以太坊将不再需要挖矿的过程。新交易区块的验证和确认将由块验证器来完成，区块验证器将根据其股权进行选择。
换句话说，每个验证人的投票权将由他们持有的ETH数量决定。例如，持有64 ETH的用户所拥有的投票权重将比仅持有最小金额的用户高两倍。要成为Serenity升级第一阶段的区块验证器，用户将需要存入32 etether（ETH）的最低股权，将其存入基于以太坊区块链（1.0）的特殊智能合约。
如果一切正常，将选择随机的验证器提交新产生的区块，并最终获得块奖励。区块奖励可能仅包括交易费用，因为不存在有区块奖励。
然而，需要注意的是，每种PoS协议的实现方式可以不同，分为不同的奖励模型。 Casper模型仍处于开发中，还有很多细节尚未明确。
Casper的优点
Casper的一个优点是使权益证明成为可能，它将有助于以太坊变得更加节能及友好。在电力和计算资源方面，基于PoW的模型对系统硬件的要求很高。相比之下，PoS模型在该方面的需求就很低。而当以太坊在最后实施了完整的PoS模型时，将不再需要矿工来维持区块链的运行，因此所需的资源将更低。
Casper的另一个潜在优势与安全性有关。实质上，Casper将用作筛选器，负责对链中的区块进行排序。从根本上说，它将成为以太坊2.0分布式账本的记账员。因此，如果有验证者想要篡改数据，他们将会从网络中被迅速删除并受到惩罚。惩罚规则是扣除验证者的抵押（ETH），这意味着违规的成本将非常高昂。但是，开发人员仍在讨论发生51％攻击的可能性。
最后，有解释说Casper将使以太坊具有更高的去中心化。目前，那些在网络上具有强大统治能力的节点是拥有大量挖矿资源的用户。而将来，任何能够持有适量ETH的用户，都能够帮助确保以太坊区块链的安全。
局限性
要想最终开发和实施Casper，还有很长的路要走。目前，其效率和安全性仍未得到证实。有许多细节还需要重新定义和调整。新版本在Serenity升级的第0阶段上线前，我们都无法确定它的功能和表现。
理论上的局限性也依然存在，如果以太坊的验证系统遭到破坏，Casper将无法产生新的区块。鉴于目前的架构，Caspe无法完全抵抗51％的攻击。除此之外，还需要一个正式的规范来概述响应攻击时可能需要的fork规则。
总结
以太坊正在逐渐摒弃挖矿而选择使用权益证明的方式，用户可以在相应的充值地址中存入以太币（ETH）来维持区块链运行。Casper是一种用于产出区块的技术，可以促成以太坊的这一转变。
Casper将有助于创建基于以太网2.0升级的基础设施，并将使其更为顺畅地过渡到PoS模型中。此外，区块链领域的开源特性也意味着Casper的显著优势可以被其他项目进行分叉、修改和重构。
当Casper正式推出时，它将标志着以太坊进入史上另一个重要的里程碑。至于Casper何时能够发布，以太坊研究员Justin Drake此前曾透露，可能将在2020年1月3日（比特币11岁生日时）发布Casper第一阶段。然而，该日期仍充满不确定性。此次版本发布可能会在2020年的任何时刻。