什么是以太坊 Casper？

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。