原文： 《Mapping the Ethereum Staking Ecosystem》by Staking Rewards
編譯：比得潘@BlockBeats
以太坊在合併後，已切換到了PoS 共識機制，PoS 培育了一個由參與者組成的質押生態系統，它們在保護以太坊網絡方面發揮著重要作用。
本文中，Staking Rewards 具體分解了以太坊質押堆棧，展示了以太坊Staking 生態中的所有活動部分，並闡明了相關質押方式的運行機制。因此了解這些堆棧以及Staking 選項之間的微妙差異，將有助於用戶在質押他們的ETH 時做出更好的決定。
這些堆棧是自下而上讀取的，以以太坊協議為基礎，然後是執行和共識客戶端、中間件、DVT 網絡、質押選項、基礎設施服務、質押池、流動質押衍生品、託管人、錢包、數據供應商和工具等。不過，該圖仍可能會錯過一些項目，因此在下一次的迭代中還會陸續進行更新。
以太坊協議
以太坊協議是以太坊節點運行的一組規則，這些節點體現了數千個去中心化應用程序的核心基礎設施。
以太坊上的交易由全節點簽署，它們將簽名的交易廣播到驗證節點網絡，驗證節點執行交易（執行層），驗證其資格並達成狀態共識（共識層/信標鏈）。然後，新的商定狀態再次存儲在具有最新塊的完整節點中。
而執行層由運行在全球數千台計算機上的執行客戶端管理，它們維護以太坊區塊鏈的整體狀態，同時使用以太坊虛擬機完成交易。
共識層則是由運行在同一台計算機上的共識客戶端管理，它們在數千台計算機之間就以太坊區塊鏈的最新狀態達成共識，同時驗證其準確性。
客戶端軟件
以太坊是一個分佈式計算機（節點）網絡，運行可以驗證區塊和交易數據的軟件。要參與以太坊網絡，用戶需要在自己的計算機上安裝稱為客戶端的軟件，以將其變成以太坊節點。
「節點」是以太坊客戶端軟件的任何實例，它連接到以太坊軟件的其他計算機，形成一個網絡。但並非以太坊上的所有節點都相同，主要分為了全節點和驗證節點：
1）全節點
全節點執行以太坊協議的共識規則，這樣它們就不會被欺騙接受不遵循它們的區塊，節點將會進行：
- 簽署交易
- 存儲完整的區塊鏈數據
- 驗證所有區塊和狀態
- 將簽名的交易廣播到驗證者節點
2）驗證節點
驗證者節點接收來自全節點的廣播交易，然後執行交易，驗證其資格並達成狀態共識（在共識層）。
由於客戶端軟件，所有節點僅與協議工作和交互。客戶端是以太坊的實現，它根據協議規則驗證數據並保持網絡安全。以太坊網絡中的每個驗證者都必須使用這些客戶端，無論用戶是在家中質押還是通過某種服務，客戶端都需要使用以太坊協議並與之交互，它們構成了質押堆棧的第一級。
合併後的以太坊有兩部分：執行層和共識層，兩個層都運行不同的客戶端並扮演特定的角色。
1）Execution Client（執行客戶端）
監聽網絡中廣播的新交易，在以太坊虛擬機（EVM）中執行它們，並保存一個數據庫和所有當前以太坊數據的最新狀態。以下是以太坊的一些主要執行客戶端：
Besu 、 Erigon 、 Geth 、 Nethermind
2）Consensus Client（共識客戶端）
實現PoS 共識算法，使網絡能夠根據來自執行客戶端的經過驗證的數據達成一致。
Lighthouse 、 Lodestar 、 Nimbus 、 Prysm 、 Teku
客戶端多元化
客戶端多樣性是建立彈性網絡的重要組成部分。通過讓節點使用的客戶端多樣化，它可以限制錯誤或攻擊對單個客戶端的影響並保護網絡。如果超過66% 的驗證者使用單個客戶端，並且該客戶端受到攻擊或遇到嚴重錯誤，將會對整個以太坊網絡構成風險，並可能導致區塊鏈中斷以及節點運營商的巨額損失。
要在網絡上達到最終確定性，則需要66.6% 的驗證者。如果客戶擁有超過66.6% 的市場份額並且他們分叉到自己的鏈上，他們便能夠完成。一旦發生分叉並最終確定，驗證者將無法返回原始（真實）鏈，並不會受到懲罰；如果66.6% 的鏈同時被slash，則slashing 懲罰為32 枚ETH。
那有什麼解決方案呢？這些情況可以通過將客戶市場份額限制在33%，並教育社區了解客戶多樣性的重要性和鼓勵他們使用不太受歡迎的客戶端，以追求保持以太坊網絡的完整性和彈性來避免以上情況。當前共識和執行客戶端的分佈如下：
Flashbots / MEV
最大可提取價值（MEV）是指通過更改或排除一個區塊中的交易順序，可以從超過標準區塊獎勵和gas 費的區塊生產中提取的最大值，這個概念最初是由工作證明（PoW ）礦工應用的。
以太坊合併後，該如何提取MEV？被稱為「searchers」（搜索者）的獨立網絡參與者將提取大部分MEV，搜索者運行算法來檢測有利可圖的MEV 機會，並使用機器人將這些有利可圖的交易提交到網絡。驗證者則會收到此MEV 的一部分，因為搜索者支付更高的gas 費用（這些費用將交給驗證者）以確保他們的交易包含在一個區塊中。
MEV 機會是如何產生的？
MEV 機會主要來自使用整個DeFi 生態系統並與之交互的市場參與者。
1）清算
借貸協議在DeFi 生態系統中非常流行，借貸協議允許用戶存入一些抵押品（即ETH），然後以該抵押品借入資產。該抵押品（ETH）的價值隨著ETH 市場價值的變化而波動，如果抵押品的價值低於某個閾值，協議將允許任何人清算抵押品（以償還借入的資產）。如果頭寸被清算，通常會涉及與清算人分攤的清算費用——這就是MEV 機會出現的地方，而搜索者則是競相尋找清算交易並首先提交以賺取清算費用。
2）Dex 套利
套利交易是在一個交易所（如Uniswap）購買Token，然後在另一個交易所（如Sushiswap）以更高的價格出售相同Token 的行為。由於區塊鏈的機制，用戶可以一次性完成此交易, 搜索者將監控DEX 的價格差異，並尋找執行此類交易的機會。
3）Sandwich trading
「Sandwich trading」是在DEX 套利機會的背後進行的。假設一個大的DEX 套利交易被提交到內存池，這個交易很可能會推高/壓低所購買Token 的價格。而搜索者將觀察內存池併計算該交易對貨幣對可能產生的影響，如果它可能會大幅推高/下跌價格，它們可以在大宗交易完成之前執行買入/賣出訂單，然後在不久之後出售/購買它，從交易中獲利。
Flashbots 從何而來？
此外，一些搜索者還會：
- 觀察內存池（交易所在的位置）以獲取有利可圖的交易；
- 複製可能有利可圖的交易並用他們自己的地址替換；
- 一旦領跑者確認交易確實有利可圖，他們就會提高交易的gas 價格以領先於原始交易並獲取原始搜索者找到的MEV。
作為回應，便出現了新的服務。 Flashbots 是一個獨立項目，它通過一項服務擴展了Go-ethereum 客戶端，該服務允許搜索者向礦工提交MEV 交易，而無需向公共內存池透露交易，這解決了領先者造成的問題，並有助於降低高昂的gas 價格。
MEV-Boost 則是一個開源中間件，驗證者可以運行它來進入競爭激烈的區塊構建市場。中間件允許驗證者從構建者市場訪問區塊，MEV-boost 將簡單地插入用戶的共識客戶端，允許其外包專門的區塊構建，而無需了解它如何工作的技術細節，這些構建者生成的區塊包含交易訂單流和區塊提議驗證者的費用。
此外，Flashbots 團隊發現，將提議者與區塊構建者的角色分開可以促進以太坊的更大競爭、去中心化和審查阻力。
分佈式驗證技術
分佈式驗證技術（DVT：Distributed Validator Technology）是指在多個非信任節點上運行的以太坊驗證器，以提高容錯性和安全性。它消除了單點故障問題，如果DVT 集群中<33% 的參與節點下線，剩餘的活動節點仍然可以就簽署什麼內容達成共識，並為其Staking 職責生成有效簽名。
DVT 技術或分佈式客戶端的核心目標：
- 為委託人提供無削減的去中心化安全層，同時獲得質押獎勵；
- 為幾乎沒有或沒有技術知識或以前接觸過加密貨幣的人簡化設置驗證器的過程；
- 為以太坊質押社區建立基礎，確保去中心化的精神繼續保持在網絡的核心。
DVT 創建了去中心化的質押基礎設施，使分發以太坊驗證者的操作、提高安全性、增加包容性和網絡去中心化成為可能。
傳統驗證者客戶端涉及的風險
驗證者客戶端是代表驗證者行動的軟件，通過持有和使用其私鑰對鏈的狀態進行證明。單個驗證器客戶端可以保存許多密鑰對，控制許多驗證器。
驗證者使用他們的抵押私鑰簽署消息，該私鑰只能由驗證者客戶端軟件訪問，該軟件用於根據分配給驗證器的職責安排消息的創建和簽名。而這種設置的風險主要有：
- 質押私鑰位於一個（集中式）位置，如果有人未經授權訪問此私鑰，則可能會產生衝突消息，從而可能導致驗證者的ETH 被削減；
- 如果用戶不操作自己的驗證器，則需要將質押私鑰交給用戶正在使用的運營商，而這需要產生一個假設，用戶要相信運營商安全可靠地存儲了質押私鑰；
- 如果驗證者客戶端軟件沒有及時創建消息來執行驗證者職責，驗證者將遭受活動洩漏，這將減少他們的ETH 餘額，這可能是由軟件錯誤、互聯網停機時間、硬件問題和斷電等引起的。
不過，目前也已經開發了一些解決方案來幫助解決這些問題，SSV network 便是其中一個研發項目，於2021 年獲得了以太坊基金會的資助，致力於解決傳統驗證器客戶端設置缺陷的方法。
SSV Network
SSV 提供了用於將驗證器私鑰拆分和分發到多個「KeyShares」的基礎設施，以跨多個非信任節點運行以太坊驗證器。
目前，驗證器必須在單個節點上運行，這會導致單點故障。如果該節點需要維護或因問題而下線，它可能會被削減。 SSV 將該節點的驗證器私鑰拆分為多個KeyShares 並分發到各個節點，如果某個節點由於上述原因之一下線，則其餘持有該KeyShares 的節點將響應並操作驗證器以確保不停機。
這創建了一個安全的質押解決方案，用戶無需將驗證器私鑰交給運營商，從而解決了當前質押私鑰處理的問題。
Obol Labs
Obol Labs 是一個構建PoS 基礎設施的研究和軟件開發團隊，專注於互聯網債券、DVT 和多運營商驗證。 Obol 網絡通過多運營商驗證促進信任最小化質押，這為採用低信任訪問以太坊質押打開了大門，它可以用作各種Web3 產品的核心構建區塊。
此外，Obol 還構建了「Charon」，這是一個中間件，使任何現有的以太坊驗證器客戶端都可以作為分佈式驗證器的一部分一起運行。它作為普通驗證客戶端與其連接的信標節點之間的中間件，攔截和代理API 流量。
Solo-Staking
個人質押被稱為「Solo-Staking」，用戶至少需要存入32 枚ETH 才能激活驗證器軟件。作為驗證者，該用戶將負責向區塊鏈添加新區塊、處理交易和存儲數據，同時這個過程中，也在保護整個網絡，並將獲得新的ETH 獎勵。
在我們看來，在以太坊上單獨抵押是最好的抵押方法，它提供了充分的參與獎勵，改善了網絡的去中心化，並且永遠不需要用戶的資金信任其他方。
此外，用戶也可在家中運行物理專用硬件，這被稱為「Home-Staking」，該硬件將7x24 小時連接到互聯網，並具有穩定的電源。
Home-Staking 被廣泛認為是Staking 的黃金標準，主要優勢有：
- 直接從協議中獲得最大獎勵，以保持您的驗證器正常運行和在線；
- 徹底消除信任，永不放棄對資金鑰匙的控制權；
- 可以運行家用硬件並親自添加到以太坊網絡的安全性和去中心化；
- 促進權力下放的最佳方式；
- 踐行自我主權：「不是你的驗證者，不是你的網絡」。
劣勢：
- 放棄了將操作移交給其他人的便利；
- 必須對機器和網絡進行物理準備、維護和潛在的故障排除。
在家中進行Solo-staking 的推薦硬件要求：
- 具有4 個以上內核的快速CPU
- 16GB+ 內存
- 1+TB 快速SSD
- 25+ M/Bits 帶寬
不過，根據用戶選擇的客戶端，所需的硬件也會略有不同。人們通常面臨的最大瓶頸是磁盤空間，即使在與以太坊區塊鏈同步之後，最好還是使用具有大量額外空間的SSD。 在此處查看完整的設置指南。
Cloud-Staking
Cloud-Staking 是指使用雲服務器來運行節點，它可能比構建和維護自己的家庭服務器更容易。它提供較長的服務器正常運行時間和靜態公共IP 地址，並且可能更具成本效益。
這種方式的缺陷則是需要信任第三方，並且正在通過使用AWS 等雲服務為網絡的集中化做出貢獻。不過，有一些去中心化的雲解決方案可用，例如Flux 或Ethernity Cloud。
優勢：
- 提供商提供高服務器正常運行時間和靜態公共IP 地址；
- 獲得專用或虛擬服務器比構建自己的服務器更舒適。
劣勢：
- 信任一個集中的第三方——服務器提供商；
- 由於完整節點所需的存儲大小，租用服務器的價格可能會變得非常昂貴。
Staking Providers
Staking Providers（質押提供者）是進入以太坊質押生態中更大的類別之一，它們設置、維護和運行硬件和日常驗證節點操作。它們被視為運行所有計算機和物理基礎設施的後端操作員，這些計算機和物理基礎設施使PoS 區塊鏈發揮作用。
Staking Providers 也是提供Staking 服務機構的總稱，主要有以下質押提供者：
- 基礎設施提供商
- 驗證者即服務(VaaS)，包括提供機構驗證服務的機構
- 質押池
基礎設施提供商
質押池的基礎設施提供商直接向質押池提供驗證服務，他們擁有專用硬件來維護和運行通過質押池設置的節點，並專注於大規模運營並提供可擴展的解決方案以滿足Staking Pools 的需求。
同時，基礎設施提供商與Solo Stakers 和VaaS 區別之處在於：Solo Stakers 運行自己的基礎設施，主要專注於自己的家庭設置；基礎設施提供商提供大規模解決方案，它們能夠為Staking Pool 設置、維護和監督數千個節點；而Vaas 則是指使用第三方服務來設置驗證器、處理節點操作並進行持續維護的人，該服務允許用戶以固定費用外包「艱苦工作」或運行和維護節點。
VaaS (驗證即服務)
驗證即服務，也稱為質押即服務(SaaS)，代表了一種質押服務類別，用戶可以在其中為驗證者存入32 枚ETH 並生成密鑰。但在這種情況下，用戶將節點操作委託給了第三方。此外，用戶不是在家裡運行硬件或使用預配置的節點（Solo staking），而是使用第三方提供商來進行硬件或云設置、維護和升級。
這與雲質押有何不同？關鍵區別在於，在Cloud Staking 中，用戶選擇了雲服務並且仍在進行驗證者節點的整個設置、監控和升級的人。而在VaaS 中，用戶無需管理、監控或運行節點的任何操作，只需將其32 枚ETH 帶到VaaS 並為其服務支付月費。
VaaS 具有三個主要優勢：
1）仍然是用戶自己的驗證器
用戶可以獲得自己的一組簽名密鑰，當然還有取款密鑰，並可以通過正在使用的服務創建儀表板來監控進度。它本質上是半託管的，因為密鑰在用戶和VaaS 之間共享。
2）容易上手
VaaS 提供商從頭到尾幫助用戶完成整個過程，用戶可以忘記硬件規格、設置、維護和任何需要完成的升級。
3）限制了風險
用戶通常不需要提供取款密鑰，這會阻止服務提取、轉移或花費其資金。
越來越多的VaaS 提供商可以幫助用戶質押ETH，但每個提供商都有不同的風險和收益。此列表中的一些提供商迎合機構投資者，可能不適用於個人，但它們仍在提供驗證器服務，因此屬於此類。
質押池服務
質押池是一種協作方式，允許許多擁有少量ETH 的不同用戶獲得激活一組驗證者密鑰所需的32 個ETH。這使得較小的參與者有可能參與網絡上的質押，並導致建立更多的驗證節點。
值得注意的是，以太坊協議本身並不支持質押池服務，因此單獨構建了共享服務解決方案來滿足這一需求，它具有三個主要優勢：
1）進入門檻低
大多數質押池允許用戶以低至0.01 ETH 進行質押，這比滿足單獨質押的32 ETH 要求更容易實現。
2）像Token 交換一樣簡單
用戶無需擔心維護和設置節點，並且存入池的過程通常就像將一個Token 換成另一個Token 一樣簡單。
3）流動性Token
質押池通常會為用戶提供代表其質押的ETH 的Token。該Token 可以像使用任何其他Token 一樣使用，使投資者能夠獲得質押獎勵，同時能夠跨去中心化金融協議進行轉移、存儲、交易和賺取收益。流動性Token 將在下面的「流動性質押協議」下進一步討論。
此外，質押池服務通常使用智能合約運行，其中資金存入管理和跟踪用戶的股份並向其發放Token 以代表合約中的股份。質押池可以進一步分為三類，根據它們是否允許開放、有限或專門策劃的驗證器集將它們分開。
1）作為驗證者公開參與
對驗證者開放參與意味著每個人都可以參與共識過程，並成為網絡中的節點運營商，無論你是機構還是個人。它不依賴於投票過程來決定誰可以或不可以成為網絡上的驗證者，用戶與任何其他節點運營商一樣被對待。
這種民主化的質押系統不偏袒任何一方，是無許可質押的縮影，使用該協議的一個示例是RocketPool。
2）有限策劃的驗證器集
一組有限的驗證者是指某些協議採取的方法，其中精心挑選專業驗證者以最大化收益並限制削減處罰。該協議有一個委員會來選擇一流的驗證者以最小化賭注風險，這意味著由一組決策者決定誰可以成為驗證者，這使其成為一個許可協議。
但這種方法可能出現的問題是：
- 一旦操作員進入集合，就幾乎沒有改進的動力；
- 運行自己的基礎設施的專業節點運營商並不多，這可能導致協議耗盡候選池。
此外，如果這種選擇過程長期持續下去，它可能會形成一個全面的壟斷聯盟，並導致以太坊的反烏托邦結果。雖然這不太可能，但集中在少數Token 持有者手中的決策權並不是以太坊的最佳結果，而且從長遠來看，對於選擇這條道路的網絡來說，結局也不是很好，其中一個示例是Lido Finance。
3）具有獨家策劃的驗證者集合的質押池
使用一組獨家運營商的Staking 礦池，如：Ankr Staking、Alluvial Finance、Stakewise、Stafi。
流動性質押解決方案
Staking Pools 的一個獨特主張是他們發行流動性Token，這些Token 代表了質押的ETH，並允許用戶在DeFi 應用程序中交易或使用該Token，以及作為新交易/投資機會的回報。為質押資產發行流動性Token 的概念被稱為流動質押，這是大多數質押池為其用戶提供的。
傳統上，在基於PoS 的項目上進行質押涉及鎖定期，在此期間用戶的資產無法交易或撤回。以以太坊為例，在上海昇級完成之前，無法從信標鏈上的驗證者提取資金，這限制了用戶實際兌換自己的流動性Token 以獲得鎖定在共識層中的ETH 獎勵的能力。
這就是為什麼流動性質押如此受投資者歡迎的原因，因為它被允許提取他們的ETH，而無需實際從質押合約中移除ETH。
流動質押的主要好處還有：
- 使質押過程變得簡單，無需管理或設置硬件；
- 存款規模沒有限制，這使得較小的玩家可以參與；
- 流動性池允許用戶參與其他DeFi 協議。
一些常見的示例：
-去中心化的
Lido Finance (stETH)、 RocketPool (rETH)、 Ankr Staking (aETHc)、 Alluvial Finance、 Stakewise (SETH2)、 Stafi (rETH)；
-中心化的
Binance (BETH)、Kraken (ETH2.S)、 Coinbase、cbETH。
託管人
託管人是實際擁有用戶金融資產的機構，它通常是經紀公司、商業銀行或其他類型的機構，為了方便和安全而持有用戶的資金和投資。此外，託管人通過使投資者能夠將其數字資產存儲在受監管的第三方託管提供商處，在機構採用ETH 方面發揮著關鍵作用。
數據供應商和工具
數據供應商
數據供應商是提供數據供第三方使用的組織或企業，一些數據供應商免費提供對數據集的訪問，還有一些銷售數據有償，以及一些數據供應商提供免費和收費的混合數據服務。
絕大多數以太坊數據提供商免費提供他們的服務，並致力於通過公正和實時的Staking 市場數據為社區提供見解。此外，數據供應商可以分為：
1）投資者數據
Staking Rewards : 加密質押行業的中央信息中心和數據聚合器
Dune : 基於社區的區塊鏈生態系統分析
Token Terminal : 聚合區塊鍊和去中心化應用程序的收益數據分析
2）驗證者數據
Rating.Network：驗證者評級
Nodewatch.io：以太坊節點分析
Ethernodes.org：以太坊節點瀏覽器
Clientdiversity.org ：客戶多樣性分析
Migalabs ：以太坊分析
Eth2-fork-mon : 一組可配置信標節點的分叉監視器
Ethstats : 用於跟踪執行層節點狀態的Web UI
3）其他
Beaconcha.in：信標鏈區塊瀏覽器
Beaconscan : 官方的Etherscan 信標鏈瀏覽器
Blockscout：執行層區塊探索
工具
以太坊社區已經開發了一些工具來使質押過程更加安全、高效和可擴展。這些工具大部分都是開源的，可以在Github 上找到：
Consensus-monitor ：通過其信標API 檢查用戶的以太坊共識層節點的Web UI
dshackle : 用於區塊鏈api 的容錯負載均衡器，包括Ethereum RPCfauceth，使用Hcaptcha 的EIP1559 兼容網絡水龍頭
ganache : 用於執行層開發和測試目的的模擬器
genesis-generator ：為執行層和共識層客戶端生成和公開創世文件的工具
rpc-proxy : Web3 JSONRPC 的代理，速率限制和方法過濾
testnet-faucet ：可用於向用戶分發測試網ETH 的Web 水龍頭
testnet-homepage ：簡單的網站，可用於顯示有關用戶測試網的有用信息
ethereum-metrics-exporter ：用於以太坊執行和共識客戶端的prometheus 導出器
checkpointz：信標鏈檢查點同步提供程序
錢包和瀏覽器
錢包和瀏覽器是用戶、協議和以太坊鏈之間的連接點，錢包有不同的功能來滿足用戶的需求，列出的這些提供了以太坊質押作為錢包的一個關鍵功能。
託管質押
託管質押意味著用戶通過一個中心化實體（即Binance、Kraken、Coinbase）質押加密貨幣，但這意味著交易所是用戶資產的保管人，用戶將私鑰的管理委託給了交易所，並受其條款的約束。
但不太推薦這個選項作為用戶的首選，因為它需要很大的信任假設並且不利於網絡的去中心化。如果用戶不喜歡使用自託管錢包而更喜歡使用中心化交易所的話，那另當別論。但是，還是始終鼓勵用戶支持去中心化並學習如何使用其他選項。
如果你是以太坊Staking 生態系統的新手，看了上面這些還是感到困惑或不知所措，那麼下面的樹形圖則可幫助更清晰地了解它們。
總結
以太坊Staking 社區是網絡的核心，致力於支持以太坊在全球範圍內構建數字未來的願景。隨著越來越多的用戶開始質押他們的ETH 以及現有的利益相關者繼續開發新的質押產品，預計以太坊將在未來幾年成為主要的質押資產。
