三分钟了解以太坊 2.0 密钥结构与运行机制

以太坊 1.0 和 2.0 的密钥是基于相同的思路并使用椭圆曲线密码学创造出来的。但是，以太坊 2.0 的功能性有所增强，在创造密钥时需要不同的参数，并使用BLS(Boneh-Lynn-Shacham) 签名方案。

以太坊 2.0 密钥概述

以太坊 2.0 密钥有哪些？

在以太坊 1.0，用户访问他们的资金只需要一个私钥，而在以太坊 2.0 中则需要两个不同的密钥——验证者私钥和提款私钥。

验证者密钥

如下图所示，验证者密钥由两个元素组成：

验证者私钥

验证者公钥

由于验证者私钥需要随时对 ETH2 进行链上签名，比如区块提议和证明。因此这些密钥必须保存在热钱包里。

这种灵活性使得验证者签名密钥可以快速地在设备间进行迁移。但是，如果密钥丢失了或被盗了，盗窃者可以通过以下两种方式作恶：

通过以下的做法使验证者被罚没：

作为区块提议者时，对同一个时隙 (slot) 的两个不同信标区块进行签名投票

作为区块证明人时，对另外一个区块进行环绕证明投票

作为区块证明人时，对同一个目标检查点进行两次不同的证明投票

强行主动退出，阻止验证者质押，并给提款密钥所有者提供 ETH 余额的访问权限。

验证者公钥包含在存款数据里，作用是使得 ETH2 能够识别验证者身份。

提款密钥

如果在阶段 1 和阶段 2 能够实现 ETH 转移的话，那么转移验证者的余额则需要用到提款密钥。如同验证者密钥，提款密钥也由两部分组成：

提款私钥

提款公钥

丢失了这个密钥意味着无法访问验证者余额。但是，验证者仍然可以对证明投票和区块进行签名，因为这些操作只需要验证者的私钥，只是如果密钥丢失了的话验证者这样做基本没法取得奖励。

要提款的话，验证者状态必须是「已退出」。

单个 ETH1 钱包中有多个验证者存款的情况

每个验证者都有他们自己唯一的存款数据，而信标链通过存款数据来识别验证者。一个验证者有四个密钥。

问：我要如何重新将存款存进验证者余额里？（例如有效余额已被清空）

答：发送另一笔大于等于 1 ETH 的交易到存款合约，以验证者的特定存款数据作为交易输入。在第一笔存款交易后，这个唯一的存款数据会储存在区块链上，并可以在多个浏览器上查询到。

注：存款合约要花费大概 360,000 gas，但鉴于退款操作需要一定成本，建议将交易费定在 400,000 到 500,000 gas 之间。

ETH2.0 验证者的助记词

在过去的几年里，我们已习惯于 12 到 24 个单词的助记词系统。我们为什么要倒退回本地保存密钥呢？这方式显然更复杂、更不安全。

在 BLS 密码库的审计完成之前，目前已知的硬件钱包将不支持 ETH2.0 密钥的生成。EIP-2333 和 EIP-2334 提供了解决方案，但仍有待实现。基于这些认知，我们可以预见在阶段 0 启动的时候，助记词系统是不可用的。

它是怎么运作的？

助记词和路径都是为大家所熟知的功能了，用户在访问他们的硬件钱包时也经常会碰到。

「旧的 ETH1.0」的路径结构和示例：

m/44'/60'/0'/0   m / purpose' / coin_type' / account' / change / address_index

同样的逻辑也适用于 ETH2.0 密钥，只是有一些不同的参数。会有一个「父密钥」（助记词）使得用户可以将尽可能多的验证者连结到一个提款密钥里。如此一来，用户可以通过助记词导出所有的密钥。

下图对此做出了简要概述：