Vitalik Buterin 在 2018 以太坊技術及應用大會上分享了節點是如何參與到 Casper 驗證中來。下面是 V 神發言的簡要梳理。

參與的步驟

質押代幣

Casper 是驗證系統。所有的節點要成爲驗證者，首先要有權益的證明，所以，需要質押一定額度的代幣。

質押代幣類似於存款，使用公鑰做信息簽名，同時，也需要一個取款地址，後續獎勵時用得到。

簽名公鑰和取款地址無需完全一致。這意味着讓其他人幫你進行簽名驗證。但即使其他人幫你簽名，但無法把代幣取出。所有的代幣只能進入之前提供的取款地址。這樣驗證節點可以用熱錢包來簽名。公鑰在線，代幣留在冷錢包。作爲驗證者，資金更安全。

等待加入

質押代幣之後，用戶需要花一天左右的時間來等待加入。目前協議還沒有完全確定。需要等待協議把申請節點加入驗證者池。

參與驗證

一旦進入驗證者池，就是驗證者身份了。驗證者做什麼？

首先是參與和確定主鏈區塊。超過一定的節點驗證後，主鏈區塊確定，完成工作。其次是驗證分片上的區塊。按照 Casper 系統設計，不是所有節點都來做所有區塊驗證。區塊被分配到 100 或更多的分片中，交易分開，不同的驗證者驗證不同的區塊和交易。

總之，Casper 系統是區塊確定工具，是共識機制一部分，主要用於確定區塊，給區塊帶來更多安全性。

分片提案

以太坊的分片提案包含了 100 個子鏈。主鏈和子鏈各自承擔不同工作。主鏈負責隨機數的生成、隨機選擇哪個驗證者進入哪個分片、誰可以創建分區等。

主鏈也會保持對驗證節點的追蹤，也就是說，假如你是一個驗證節點，它會追蹤你的所有驗證相關信息，比如分配到什麼分片中、得到什麼獎勵或懲罰。這些信息都由主鏈完成。此外，它也可以追蹤子鏈上的區塊。

子鏈主要負責交易處理，同時存儲賬戶狀態、合約狀態。每隔一個小時，每個驗證節點由系統隨機分配一個分片。驗證節點要做驗證，要幫助確認區塊是在哪個分片之上。

在任意時間點，驗證節點被分配到特定分片上，比如有 100 個分片，有些人隨機選擇 1 % 的驗證節點，來確認任意一個分片上的區塊。

分片系統可擴展，一個計算機可以處理 N 個交易，主鏈可以追蹤 N 個分片。每個分片都能處理 N 個交易。也叫 2 次性分片，系統可以處理 2 倍 N 的交易。如果計算能力再翻一番，主鏈可以追蹤 2 倍的分片，系統處理交易的能力是之前的 4 倍。

這裏有一個 Cross-links，實現溝通的方式，也是主鏈用來追蹤分片的方式。主鏈不追蹤每個分片中的每個區塊，只追蹤 Cross-links。

驗證節點的職責

V 神指出，作爲驗證節點的工作，是做主鏈驗證，驗證每個區塊。主鏈包括副聯、交易和對驗證節點的獎懲。驗證節點必須在分片上作區塊的生成，生成主鏈區塊，還需確認分片上的區塊已經交聯。

驗證節點獎懲

如果節點正常運行，其他三分之二的節點也正常，大家都可以拿到獎勵。如果不是，則拿不到。

如果進行簽名，但發生錯誤或衝突，雖然在線，但簽名信息不正確。節點被認爲有攻擊網絡意圖，或者節點被黑。一旦出現此種情況，都會按比例得到懲罰。比例按照其他在線簽名的驗證節點比例來確定，罰款跟其他犯錯節點的罰款數量成正比。

如果被黑，或者出現電腦或數據有問題，也得接受懲罰，不過程度較輕。一旦確定是攻擊行爲，罰款會很大。攻擊成本也很高。

也就是這個機制主要是激勵大家更好的保護網絡安全，也是保護自己。如果大家有同樣的權益池，如果權益池被黑，非常集中，大家的懲罰都會很高。這樣也就是鼓勵大家不要用同樣的權益池、不用同樣的 VPS。

通過這樣的機制鼓勵大家更去中心化，不用同樣的系統，不用同樣的客戶端等，通過更好地保護自己的同時，增加了整個網絡的安全性。

收益提取

通過私鑰或提款地址可以觸發提款。觸發後，驗證節點在 7 天左右關閉。然後等待 4 個月，之後可以提取以太坊代幣。