以太坊2.0 POS挖矿(ETH2 Staking)教程（一）Topaz测试网

引言

由以太坊2.0客户端构建团队之一的Prysmatic Labs发布的以太坊2.0的第一个主网配置的测试网Topaz终于在4.15正式启动了。该测试网针对的是以太坊2.0第0阶段的测试，即实现信标链（beacon chain）和质押（staking）。
早在去年1月，以太坊在reddit上就进行过一次AMA^[1]（Ask Me Anything），对以太坊2.0的进展做了详细的说明。当时预计第0阶段的正式启动预计会在2019年11月或2020年1月。然而现在已经是2020年5月份了，目前仍处在第0阶段的测试阶段，正式启动时间依然没有确定。可见以太坊和其他项目类似，对于进展的预计过于乐观，预计上线时间什么的也就只能听过算数，图一乐而已。

本人在去年10月的时候就已经参与过Prysmatic Labs的测试网的Staking了，并且在官方discord中提交过几个问题。当时的版本BUG非常多。然而时隔半年多，看到报道说他们的测试网已经有超过2.5万验证者参与了，这个数字的确超过了我的预想。没想到测试阶段的Staking就有这样的热度，看来社区对于以太坊2.0的关注程度相当之高。于是我便带着好奇参与这一次的测试网了。

开启Staking的过程踩了一些坑，也会在这里记录下来给大家作参考。

话不多说，进入正题。

名词解释

先解释几个的专有名词。

PoS: 即Proof of Stake，中文叫“权益证明”。一个乍听上去一脸懵逼的词，其实很简单，泛指通过锁定代币获得新代币的挖矿方式。与之对应的是PoW-Proof of Work，工作量证明，即通过计算来获取新代币的挖矿方式，比如比特币。
Staking：质押。指的是Pos中参与区块验证并获得新代币的过程。
beacon chain: 信标链。信标链是 Eth2 的核心，它管理着验证者和分片的协调。信标链是事实的源泉，Eth2 的所有其他方面都从这里启动。
validator: 验证者。抵押ETH后，负责对区块进行提议（propose）或证明（attest），并获得收益。

准备工作

1. Metamask

Metamask是一个基于浏览器插件的ETH钱包。
官网：https://metamask.io/
教程：http://bjiebtc.com/qianbao-metamask-shiyongjc/
按照教程操作，到记完助记词并进入主界面即可。然后点击上方的网络切换按钮，默认的为主网络，这里需要切换到Goerli测试网络，如下图：

切换到Goerli测试网络

2. 主机

个人电脑、本地服务器、云服务器都可运行。官方的最低配置要求如下：

操作系统：64位Linux，Mac OS X，Windows
处理器：Intel Core i5–760或AMD FX-8100或更高
内存：4GB RAM
储存空间：20GB可用空间SSD
互联网：宽带连接

一定要满足该最低要求！
如果使用1GB内存和2GB交换的主机（去年10月测试可行）运行信标链客户端，一定时间后将会报错退出。别问我是怎么知道的！
由于运行时必须保持24/7在线，因此还是推荐租云服务器来进行Staking。配置起码要2核4G。

参与Staking！

参考官方文档：https://prylabs.net/participate

1. 下载代码

新建任意目录，进入后执行以下代码：

git clone https://github.com/prysmaticlabs/prysm && cd ./prysm

等待下载完成后即可。

2. 获取测试所需的ETH - GöETH

GöETH即Goerli测试网所用的ETH。记住测试网的ETH没有任何价值，仅作为测试用。
在官方文档中点击第2个步骤，再点击METAMASK图标连接到钱包：

连接metamask

之后会出现metamask弹窗，点击授权。接下来会提示你至少需要32个GöETH才能参与。点击Need GöETH，并在弹窗中点击Yes please。

获取32个GöETH

3. 生成验证者的密钥

执行以下代码创建账户

./prysm.sh validator accounts create

创建的过程中看到INFO accounts: Enter a password:之后输入密码并记住所输密码，之后按下回车即可成功创建账户。
完成后会看到以下字符。复制0x....的部分。

========================Raw Transaction Data=======================
0x.......
...........
...........
===================================================================

4. 发送验证者存款

上述拷贝下来的内容中包含验证者账户的信息。将内容粘贴到官方文档中的步骤3的输入框内，然后点击步骤5的make deposit按钮，之后在metamask的弹窗中确认该笔交易即可。

将上一步骤复制的内容粘贴到此处

发送存款交易

5. 运行信标链(beacon chain)和验证者(validator)客户端

官方文档的这一步骤在发送验证者存款之前，不过放在最后也没有关系。

一旦开始验证之后，信标链客户端和验证者客户端需要24/7全天候在线才能进行Staking，否则将会受到惩罚。因此需要保证两个进程在关闭终端后继续保持运行。
关闭终端后保持进程运行的常用方法为nohup，或者screen。由于验证者客户端需要输入账户创建时设置的密码才能继续，而nohup运行时会因无法输入密码而退出验证者客户端，因此这里使用screen运行。

通过screen开启客户端

创建并进入一个新的screen session：

screen -S beacon_chain

运行信标链客户端

./prysm.sh beacon-chain

等待开始运行后，按下快捷键CTRL+A+D脱离终端。此时会显示[detached from xxxx.eth2test1beacon]并退回到原来的回话，信标链节点将会继续保持运行。如果要回到信标链session，使用-r参数即可：

screen -r beacon_chain

以同样的方式开启验证者客户端，创建一个新的screen session并将步骤2改成./prysm.sh validator并输入密码即可。
如果忘记创建的screen session名称，运行screen -ls可查看所有创建的screen session。

注意事项

开始Staking需要经历三个阶段：
1.初始同步（initial sync）：和其他区块链一样，开始阶段需要同步所有的历史区块。这一阶段信标链进程将会占用大量内存、CPU和带宽资源。以xx云的2H4G云主机为例，客户端开始时同步速度为大约20区块/秒，但运行一段时间后会缓慢降至0.4区块/秒。此时重启客户端会恢复到初始速度，同步完成大概需要重启3-4次，整体时间根据主机性能和网速需要2小时-12小时。这一阶段如果开启验证者客户端，将会一直处于等待信标链同步完成的状态，因此可暂时不管验证者客户端，等到同步完成后再开启，节省资源。
1. 等待成为验证者：信标链同步完成后，开启验证者客户端，此时会进入等待队列。处于等待队列的验证者没有收益。此过程大约需要24小时左右。
2. 进行验证并获取收益：等待完成后即成为验证者，被分配到特定分片进行提案（propose）或证明(attest)。持续完成提案或证明即可获得收益。
可设置swap交换区增加虚拟内存，防止内存不足导致信标链客户端出错，特别是在初始同步阶段。增加swap的方法详见：https://blog.csdn.net/blog_liuliang/article/details/80435134

参考

Ethereum 2.0 Reddit AMA