以太坊信标链部署与设置全指南，从零开始运行你的验证者

以太坊的“合并”（The Merge）标志着以太坊从工作量证明（PoW）到权益证明（PoS）共识机制的伟大转型，而这一切的核心，就是以太坊信标链（Beacon Chain），信标链不处理交易和智能合约，它负责协调整个以太坊网络中的验证者（Validators），确保网络安全和共识，对于希望深度参与以太坊生态、成为网络守护者的用户来说，了解并设置以太坊信标链是至关重要的一步,本文将详细介绍以太坊信标链的设置过程。

什么是以太坊信标链？

在开始设置之前，我们首先要明确信标链的角色，信标链是以太坊PoS共识的基石，它引入了验证者概念，验证者通过锁定至少32个ETH作为质押（Stake），获得参与共识过程的权利，从而验证区块、提议新区块，并因此获得奖励,信标链负责：

1. 验证者注册与管理：记录所有验证者的信息及其质押的ETH。
2. 随机数生成：为验证者分配出块和验证任务,确保去中心化。
3. 跨分片通信：为未来以太坊分片扩展奠定基础。
4. 共识协调：确保所有验证者对区块链状态达成一致。

信标链是整个以太坊PoS网络的“指挥中心”。

设置以太坊信标链的先决条件

在动手设置之前,请确保你满足以下条件：

1. 硬件要求：

   • 处理器（CPU）：至少4核,推荐8核或更多。
   • 内存（RAM）：至少8GB，推荐16GB或更多,以确保顺畅运行。
   • 存储（SSD）：至少1TB的高速SSD，因为需要同步整个以太坊主网数据（包括信标链和执行层）,并且数据会持续增长。
   • 网络：稳定、高速的网络连接，带宽建议至少10Mbps，且能保持24/7在线。
   • 操作系统：推荐Linux（如Ubuntu 20.04 LTS），因为大多数客户端在Linux上性能最佳且兼容性最好，Windows和macOS也有支持,但可能稍显复杂。

2. 软件与账户：

   • 以太坊钱包：一个能够控制你质押ETH的钱包，如MetaMask、Ledger、Trezor等。注意：不要使用交易所地址作为质押接收地址,因为你需要掌握私钥来操作验证者。
   • 足够ETH：
     • 质押ETH：至少32个ETH,用于锁定作为质押金。
     • 运行费用：额外的ETH用于支付交易费用（如提款、退出等），通常建议准备0.5-2个ETH不等,具体取决于网络费用。
   • 验证者客户端软件：这是运行信标链验证者角色的核心程序。
   • 执行层客户端软件：信标链本身不处理交易，需要与执行层客户端（如原Geth客户端）交互，以获取区块数据并广播交易，信标链和执行层客户端通过HTTP API通信。

选择并安装客户端软件

以太坊客户端是开源的，有多个团队开发的不同实现，它们都遵循以太坊规范，你可以自由选择，但建议选择活跃度高、社区支持好的客户端。

1. 验证者客户端（Beacon Client）选择：

   • Lodestar（由ChainSafe开发，使用TypeScript/Node.js）
   • Lodestar（由PegaSys开发,使用Java）
   • Prysm（由Prysmatic Labs开发,使用Go语言）
   • Teku（由ConsenSys开发,使用Java）
   • Nimbus（由Status.im开发，使用Nim语言，轻量级,适合资源有限设备）

   示例：本文将以较为流行的Prysm和Lodestar为例进行简要说明，具体步骤请参考各客户端官方文档,因为更新可能较快。

   

2. 执行层客户端（Execution Client）选择：

   • Geth（Go-Ethereum,最主流的执行层客户端）
   • Nethermind（.NET平台）
   • Besu（Java平台，由ConsenSys开发,支持联盟链）

   示例：我们选择Geth作为执行层客户端。

3. 安装步骤（以Ubuntu为例，简述）：

   • 更新系统：sudo apt update && sudo apt upgrade -y
   • 安装依赖：根据客户端需求安装，如Go、Node.js、JDK等。
   • 下载并安装客户端：
     • Geth：通常通过二进制文件或snap安装。snap install geth --classic
     • Prysm：可通过官方提供的脚本安装,或从GitHub下载编译。
     • Lodestar：通常通过npm安装：npm install @chainsafe/lodestar-cli -g
   • 详细安装命令：请务必访问各客户端的GitHub官方仓库或官方文档获取最新的安装指南。

启动并同步执行层客户端

在启动信标链之前,执行层客户端需要先同步到以太坊主网的最新状态。

1. 启动Geth：

   geth --syncmode snap --http --http.addr "0.0.0.0" --http.port 8545 --http.api eth,net,web3,personal

   • --syncmode snap：快速同步模式。
   • --http --http.addr "0.0.0.0" --http.port 8545：开启HTTP API,允许信标链客户端连接。
   • --http.api eth,net,web3,personal：开放的API接口。

   Geth开始同步时，会下载大量数据，这个过程可能需要数天甚至数周，具体取决于你的网络和硬件性能,确保你的SSD有足够空间。

启动并同步信标链客户端

当执行层客户端同步到一定程度（不需要完全同步，但建议至少同步到最近的 finalized 区块）后,可以启动信标链客户端。

1. 准备Prysm配置： 创建一个配置目录和密码文件：

   mkdir -p ~/prysm-beacon
   echo "your-password-here" > ~/prysm-beacon/password.txt

2. 启动Prysm验证者客户端（用于创建/导入验证者）： （如果你已经有验证者密钥,可以跳过创建步骤）

   ./beacon-chain --datadir ~/prysm-beacon --accept-terms-of-use --password-file ~/prysm-beacon/password.txt

   （首次运行可能需要同意条款）

3. 启动Prysm信标链节点（同步信标链数据）： 打开一个新的终端窗口：

   ./beacon-chain --datadir ~/prysm-beacon --accept-terms-of-use --http-web3provider http://localhost:8545

   • --http-web3provider http://localhost:8545：指定执行层客户端的HTTP API地址。

   Prysm信标链客户端会开始同步信标链数据，同样,这个过程也需要一些时间。

4. （可选）启动Lodestar示例： 如果选择Lodestar：

   lodestar beacon --network mainnet --execution-endpoint http://localhost:8545 -- graffiti "my-graffiti" --dataDir ~/lodestar-data

   • --execution-endpoint：执行层客户端API地址。
   • --graffiti：可选,验证者区块上的个性化标识。

创建验证者并质押ETH

当信标链客户端同步到最新状态后,你就可以创建验证者并进行质押了。

1. 生成验证者密钥对（Keystore）：

   • Prysm：

     ./validator accounts create --keystore-path ~/prysm-beacon/keystores --password-file ~/prysm-beacon/password.txt

     这会在~/prysm-beacon/keystores目录下生成一个或多个keystore文件和deposit-data.json文件。

   • Lodestar：

     lodestar validator create --keystore ~/lodestar-keystores --password-file ~/lodestar-password.txt --network mainnet

2. 准备存款： 你需要使用deposit-cli工具（由以太坊基金会提供）来处理你的keystore文件