在加密货币的世界里,“挖矿”一度是比特币和以太坊等主流代币的代名词，它指的是通过大量的计算能力（通常是显卡ASIC矿机）来竞争记账权，从而获得新币奖励的过程，随着以太坊在“合并”（The Merge）升级的完成，这一传统模式被彻底颠覆，以太坊不再依赖“工作量证明”（Proof of Work, PoW），而是全面转向了“权益证明”（Proof of Stake, PoS），曾经的“以太坊怎样挖矿”这个问题，如今已演变为“以太坊如何通过PoS参与网络共识与奖励获取”。

从PoW到PoS：以太坊的“绿色革命”

在PoW机制下,矿工们需要投入巨额资金购买矿机、支付高昂的电费，并进行复杂的数学运算来打包交易、生成新的区块，这种方式不仅能源消耗巨大，引发了诸多环境争议，还导致了网络中心化的风险——算力集中在少数大型矿池手中。

为了解决这些问题,以太坊社区多年来致力于向PoS转型，PoS的核心思想是：不再以“算力”竞争记账权，而是以“权益”（即持有的以太币数量和质押时间）作为选择验证者的依据。 质押ETH，成为验证者，为网络作证，赚取奖励”。

以太坊PoS机制的核心参与者：验证者（Validator）

在PoS体系下,传统的“矿工”被“验证者”（Validator）所取代，任何持有至少32个ETH的个人或实体，都有资格将ETH质押进入以太坊的信标链（Beacon Chain），成为一名验证者。

成为验证者的基本条件：

  1. 质押数量： 至少质押32个ETH，这是成为验证者的门槛，用于保证验证者有“ skin in the game ”（利益相关），会诚实履职。
  2. 硬件要求： 相较于PoW时代对高性能显卡的极致追求，PoS验证者对硬件的要求大大降低，一台稳定的、能持续联网的电脑（甚至是一些云服务器）即可，无需强大的GPU，这极大地降低了参与门槛和能源消耗。
  3. 客户端软件： 需要在电脑上运行以太坊客户端软件，如Prysm, Lodestar, Teku或Lodestar等，用于与信标链通信，执行验证者职责。
  4. 持续在线： 验证者需要保持在线并同步网络状态，以便随时被选中参与共识过程，如果离线或行为不端，可能会被“罚没”（Slashing）一部分质押的ETH作为惩罚。

以太坊PoS的运作流程：如何“挖矿”（验证）？

虽然我们不再称之为“挖矿”，但验证者的核心职责仍然是生成新区块和维护网络安全，其流程大致如下：

  1. 质押ETH： 用户将32个ETH（或更多，但基础单位是32）通过质押合约（如Rocket Pool, Lido等第三方质押协议，或直接通过官方客户端质押到信标链）锁定，成为验证者候选。
  2. 进入激活队列： 质押后，验证者不会立即上线，而是需要进入一个激活队列，等待以太坊网络根据当前验证者数量和需求，逐步激活其为正式验证者，这个过程可能需要几天到几周不等。
  3. 被选为提议者（Proposer）： 成为正式验证者后，每个验证者都有机会被随机算法选中，作为“区块提议者”，其职责是收集待打包的交易，打包成一个新区块，并广播到网络。
  4. 被选为见证者（Attester）： 除了区块提议者，更多的验证者会被随机选中作为“见证者”（或称“评估者”），他们的职责是对当前提议者提出的区块进行投票确认（ attest），如果一个区块获得了足够多的见证者投票（超过总权益的2/3），它就会被最终确认，并添加到区块链上。
  5. 获得奖励： 对于成功提出区块的验证者和正确投票的见证者，系统会给予一定的ETH奖励，这些奖励会直接分配到验证者的质押账户中，奖励的多少与质押的ETH数量、在线时间以及参与共识的积极性相关。
  6. 质押退出与提取： 验证者可以随时选择退出验证者队列，退出过程也有一个队列，以确保网络平稳过渡，在退出并经过“退出队列”期后，验证者可以提取其质押的ETH以及累计的奖励（如果有罚没，则相应扣除）。

低于32个ETH如何参与？—— 质押池（Staking Pools）

对于大多数普通用户而言,32个ETH是一笔不小的资金（按当前价格计算价值不菲），为了降低参与门槛，以太坊生态中涌现了许多质押池（Staking Pools）服务，如Lido, Rocket Pool, Stakewise等。

用户可以将任意数量的ETH（甚至少到0.1个）质押到这些质押池中，质押池会将来自多个用户的ETH汇集起来，凑足32个ETH（或代表多个32 ETH的份额）去成为一个或多个验证者，质押池会将获得的验证者奖励按照用户质押的比例分配给各个参与者，并通常会收取一小部分作为服务费。

PoS的优势与挑战

优势：

  • 能源效率极高： 相较于PoW，PoS的能耗降低了超过99%，更加环保。
  • 降低参与门槛： 硬件要求低，普通用户可通过质押池参与。
  • 去中心化潜力： 理论上，更多人可以成为验证者，有助于提高网络去中心化程度。
  • 安全性： 验证者质押的ETH作为保证金，恶意行为将面临罚没，从而保障网络安全。

挑战：

  • “无利害关系”（Nothing-at-Stake）问题： 在PoS中，验证者理论上可以同时在多个分叉上投票而无需成本，以太坊通过罚没机制和“最新有效区块”规则来缓解此问题。
  • 中心化风险： 如果大型质押池或少数巨鲸掌握了大量验证权，可能带来中心化担忧，鼓励分散化质押是社区的重要议题。
  • 质押流动性： 质押的ETH在退出前无法自由使用，虽然已有一些解决方案（如Lido的stETH）试图提供流动性，但仍存在一定的流动性锁定问题。