Cosmos与以太坊2.0测试网beacon的质押模型
Cosmos质押
一. 基本概念
质押代币：atom，能够通过早期筹款得到或交易所购买
候选人：持有atom的人。候选人可以通过质押atom, 可以通过签署和提交 BondTx 交易竞选成为验证人（质押权重前100名），也通过质押atom获取投票成为委托人，将自己的选票投给验证人，验证人就获得了委托人的投票权重（委托人可以继承验证人的投票，除非委托人自己有过投票。如果委托人自己投票的话，将会覆盖验证器的决定）
验证人：参与共识和验证区块，并有资格成为提议人参与出块。成为提议人出块成功被链上接受，则可以获取出块奖励及交易手续费的分红。
提议人：成为提议人提交提案需要存入至少512atom代币（可来自其他支持该提案的候选人），一旦满足存款限额，即进入长达两周的投票阶段。若提案未被接受（如参与投票的法定人数不够，没有超过50%的支持，多于33.4%的否决权），其存款不会被退还，而是会被纳入到社区池中。
二. 质押内容
质押即被锁仓（bond），等到三周的锁仓期过去之后才能解除绑定（unbonded）取回。
质押实现：cosmos中有一个数据结构pool，是全局状态的管理空间，能够跟踪所有账户持有的atom的状态（包括移动和通货膨胀等）。包括绑定池(bonded pool)和解绑池(unbonded pool)，对于候选人来说，绑定atom到绑定池，可以得到全局pool的shares（通过share和atom的比例计算对应的atom数）。只有bonded代币才能参与治理（投票等）。
质押激励：atom的通货膨胀在7%-20%之间，若系统质押的atom数量很少，可以达到20%的通胀，若超过2/3的atom被用作质押，增发率最低 7%，因此鼓励节点为不被通货膨胀稀释而质押。同时，将atom质押可得到增发收益，出块奖励和交易手续费的分红等。
三. 安全
区块链网络的安全与它的攻击成本有直接的关系。同时，攻击成本与网络中对基础安全设施建设的投入成正比。
1. 比特币的经济激励设计
目前，比特币的市值在1500亿左右。目前的区块奖励大致等于6%的通胀率，也就是说，矿工们一年可以在手续费之外，赚取90亿左右的区块奖励。矿工的收益会随着网络价值的升高而升高。代币价值的升高意味着挖矿的收益也会提高，所以会有更多的资金被投入到挖矿设备中。这样一来就提高了网络的安全，但是竞争也会降低收益。
这是一种正向激励的机制，因为只要比特币的价格越高，网络的安全也就越高。也就是说系统的价值越高时，对系统进行攻击的利润也就越高。所以只有提高挖矿的花费激励才能提高网络攻击的成本。这也是比特币的经济激励设计的原因。
2. 基于权益证明的网络
攻击者可以通过购买大量的权益抵押代币，然后在同一个高度提交不同的区块，导致区块链分叉。幸运的是，想要实现这种攻击的成本是巨大的。如果攻击者想要在市场上大量购买代币，这就必然推高代币的价格。若想要购买总量2/3的代币，这种行为可能将推高代币十倍的价格。这也就意味着攻击的成本会很高。另外，如果这个攻击被执行了，会出现一次硬分叉Hard fork。分叉将罚没作恶人的代币，最终所有的资金都被打水漂。这种机制很强大，这也意味着不会出现这样一种攻击。
3. Cosmos
在Cosmos网络中，因为大部分Atom会被用作抵押，所以在市场上流通的Atom很可能不够形成一次攻击。
但是，这并不意味着不会有攻击的危险。Cosmos网络中的验证人要持续通过签名参与到共识中，这也就意味着他们的私钥会一直存在在服务器上。私钥不能与外界隔离。如果黑客攻入了验证人的服务器，那么他们就可以控制整个网络。在这种情况下，抵押代币被罚没仍可能出现，但是这造成的损失是被攻击的验证人和委托人的。
所以，我们认为对Cosmos网络的攻击更有可能是通过对验证人节点的服务器的安全攻击来实现的。所以Cosmos网络的安全与验证人节点的网络基础的牢固程度紧密相关。基础设施包括使用HSM，数据中心，哨兵节点架构，雇佣安全专家，保证相关密钥文件，进行相关的安全审计，在节点上安装攻击检测系统等等。根据 Validator Working Group的事件经验，构建这样一种安全的系统的成本在 $10,000 到 2,000,000之间。
作为一个网络，我们希望验证人可以随着网络价值的不断增大而投入更多的资金到网络安全的升级维护中。例如，在网络刚启动的时候，每个验证人运用公司中可能存在几个财产管理的关键人物。随着验证人控制的Atom金额的增大，比如大于$100,000,000，这种风险是无法容忍的。类似Xapo, Coinbase或其他交易所会构建一个缜密的系统来抵御内部和外部的攻击。随着验证人影响力的扩大，它也需要构建这样的系统。随着网络影响力的增大，运行一个验证人节点的难度和成本也会不断提高。这也增大了攻击的成本，对网络的安全是正面的影响。
如果验证人收取佣金会带来哪些改变呢？让我们假设有一个验证人VCorp：
- 抵押的Atom数量: 5,000,000
- 佣金比率: 15%
- Atom通胀比例: 10%
- Atom价格: US$5
VCorp的资产价格为US25,000,000，它的收入预计为5,000,000 * 10% * 15% = 75,000 Atom，价值US375,000。如果Atom的价格升到50, 那么VCorp的总资产将达到US250,000,000。保护这么多资产的责任重大，但是同时收入也会很高US3,750,000。公司可以利用这些收入来升级安全系统。
因此，我们认为随着Atom的升值，有竞争力的验证人会将很多收入投入到日常安全维护中。如果维护验证人节点安全的成本不是随着网络的市值而线性上升，那么我们会看到验证人之间为了竞争而把佣金比率逐渐下调。
4. 基于pos的"贫者愈贫，富者愈富"
在使用权益证明（PoS）来保障去中心化的系统的信息安全时，通常会受到争议，因为一个普遍问题是，某些验证人能够迅速积累财富（权益证明的抵押代币）从而掌握整个网络的控制权。
接下去的例子将采用一个现实假设，让我们看到在Cosmos的网路中，要通过佣金大量积累Atom将要花费漫长的时间，防止节点持有Atom的集中度过高。
- 总计2.3亿个Atom
- 年度平均通胀（增长）: 10%
- 平均佣金比例: 10%
- 年度总佣金产生: 230万个Atom
- 边际利润: 50%
- 年度节点总收益115万个 Atom (总供给量的0.5%)
让我假设一下经过10年时间，区块链中的节点可以以50%的边际利润以及10%的佣金率积累财富。同时，10年中，节点所获的财富都是以Atom来代表的。期间他们不用分红，不对投资者进行现金回报，不用通过用Atom换取普通货币的形式来对冲资产负债表，不用使用atom进行再投资或是跨链出售Atom。这样经过计算，这些节点所能获得的代币也仅占了整体代币供应的5%。任何验证人要宣称自己可以短期内迅速积累Atom是不可能的。
让我们来假设一下Cosmos中存在一个持有大量Atom的账户的情景
- 年度平均通胀（增长）: 10%
- 大户的Atom 持有量：1,000,000个
- 验证人成本: 年均300,000 美元
假设验证人获得的佣金成本为平均20%。如果大户选择了一个验证人作为其代表，并且愿意支付每年1,000,000 Atom*10%(inflation)*20%(commission) = 20,000 Atom的服务成本。并且大户希望Atom的价格超过15美元，那对于这个大户更理性的做法是去成为一个验证人而非让他人作自己的代表。
随着”富者愈富”规律被打破，我们可以将更多的精力集中到区块链安全机制的制定以及怎样用经济收益来激励网络中分散的验证人，以确保形成一个去中心化的网络系统。
以太坊2.0测试网beacon的质押模型：
Beacon链的主要工作之一是维护验证者集合。想要加入验证者集的参与者，可通过当前的以太坊PoW主链，向一个Beacon链合约发送32 以太币，在经历一些有效性检查之后，这些币会被锁定，而合约则会发出日志条目（Solidity中的“事件”），它们可被Beacon链客户端所接收。然后被选中的节点就可以导入到Beacon链的验证者集当中。
验证者可以具有多种状态，一旦激活之后，就可以提出区块并参与以太坊2.0协议。当这些区块被选中之后，它们就会同时出现在Beacon链以及分片链上（一旦它们被实现的情况下）。这些验证者还会加入对区块进行投票的委员会。
验证者也可以发出信号，表明他们希望退出系统，并停止参与协议的运行。经过一段时间（目前为97天，但可能会更灵活），他们的押金（32以太币）加上奖励再减去罚款，将被退回到一个分片链当中。解锁PoW主网上的初始权益，是不太可能的，除非整个系统失败，并且社区同意给退出者退款。
参考文献
https://blog.csdn.net/qq_25870633/article/details/88886492
https://support.sparkpool.com/hc/zh-cn/articles/360018838034-Cosmos常见问题
https://github.com/XChainLab/documentation/blob/master/cosmos/cosmos源码分析之四Staking模块.md
https://support.token.im/hc/zh-cn/articles/360021916494-Cosmos-代币经济模型
https://www.odaily.com/post/5136923
https://www.8btc.com/article/299798