以太坊2.0 使用權益證明機制來保護網絡，也就是由許多叫做“驗證者” 的計算機線程來投票決定哪一個區塊能夠上鍊（即所謂的“attesting”，作見證），當然也會自己提出備選區塊。不過，驗證者不是僅僅只有“開” 和“關” 兩種狀態：從成為驗證者到退出驗證者的整個生命週期中，其狀態會經過多次轉換。本文會深入研究驗證者的生命週期，展示各階段和轉換過程的實質、如何觸發轉換，以及每種轉換的歷時 1。
先說明一下時間單位：
以太坊2.0 中的時間通常是用“epoch（時段）” 這種單位來度量的，1 個時段是384 秒，也就是六分半鐘。為便於理解，基於這一度量的時間我都轉化成了以分鐘、小時、天為單位，並在附錄的腳註中提供詳細信息。
驗證者生命週期概述
在深入細節以前，我們先來看看驗證者生命週期的概況、了解一下用於表述不同狀態的術語。
- 圖1：驗證者生命週期一覽-
各標籤所示的階段如下：
已存入保證金（Deposited）：保證金要約已被以太坊1.0 區塊鏈打包等待激活（Pending）：保證金要約被以太坊2.0 網絡接受活躍（Active）：驗證者要見證區塊及提議區塊即將退出（Exiting）：驗證者即將停止見證及提議區塊被罰沒（Slashing）：因為作弊被抓，驗證者停止見證和提議區塊完全退出（Exited）：驗證者完全退出，不再參與任一流程
也可由此定義出一種基本狀態：“正在見證（attesting）”，激活、主動退出及完全退出都在該狀態中，處於該狀態的驗證者被指望去見證及提議區塊。這個狀態是最重要的，在此狀態下，驗證者需要連接以太坊2.0 網絡、同步數據，以履行責任，避免被懲罰。
- 圖2：“正在見證” 狀態-
定義完了這些階段之後，我們就來詳細考察它們之間的轉換過程。
保證金存入階段
保證金要約被接受是驗證者生涯的開始；這個接受過程是在以太坊1.0 鏈上發生的，因為驗證者資金原本就放在以太坊1.0 鏈上。但1.0 鏈接受之時，2.0 鏈還不能感知到這筆存款。
驗證者的保證金存入階段大概要歷時7.5 個小時 2，以保證鏈重組影響到Eth1 交易的順序乃至保證金要約無效化的概率足夠小。這個階段完成後，驗證者就進入等待激活階段 3。
- 圖3：從保證金存入階段轉到等待激活階段-
等待激活階段
保證金在Eth1 鏈上存入足夠久之後，它就會被Eth2 鏈接受。這標誌著驗證者正式開始接受Eth2 的組織。假設一位驗證者存入了至少32 ETH 4，那麼TA 就可以開始作見證了。
等待激活的驗證者會組成一個隊列：在一個時間點，Eth2 鏈上能激活和能退出的驗證者數量都是一個比較小的數量（所以要排隊）5，以保證驗證者集合的穩定性。如果隊列是空的，那麼等待激活的驗證者會在大約25 分鐘以後激活 6；如果隊列很長，那可能要幾天甚至幾週才能激活。不過，排完隊之後，驗證者就可以直接激活、參與見證。
- 圖4：從等待激活到活躍階段-
活躍階段
一般來說，一名驗證者的絕大部分時間都處於這個階段。活躍驗證者大約每6 分鐘要發出一條見證消息，偶爾要自己提議區塊 7。驗證者會一直保持在活躍狀態，除非出現下列三種情況：
該驗證者因沒有及時發出見證消息而遭受懲罰，最終其餘額低於16 ETH該驗證者主動要求退出，方法是發送相應的一筆交易（在剛激活的9 天內不能發出此種交易）該驗證者被證明作惡
在前面兩種情況中，驗證者都會被加入退出隊列（一段時間內能離開活躍狀態的驗證者數量也是有限的，就跟能進入的驗證者數量受限一樣，大概是每幾分鐘可以離開1個）。
- 圖5：從激活狀態到即將離開-
在第三種情況下，驗證會被加入作惡者隊列，接受懲罰。
- 圖6：從激活狀態到被罰沒狀態-
值得注意的是，如果有需要，驗證者總是能夠發送額外的保證金要約（包含相同的驗證者信息）來“充值” 餘額（但是有效餘額的上限是32）。這樣就能避免驗證者余額低於16 然後被放到退出隊列裡去。
即將退出階段
雖然主動退出的驗證者表達了停止驗證的意願（不論是自願還是被迫的），但是，他們是不能立即退出的。相反，雖然處於即將退出狀態，他們還是要照常承擔職責，跟活躍狀態時候一樣要見證和提議區塊。這樣保證了網絡的穩定性，避免了驗證者立即退出會造成的衝擊。
就像驗證者想激活的時候有個等待激活狀態和隊列，想要退出的驗證者也有一個隊列，一段時間裡僅允許少量驗證者退出。同樣地，主動退出階段要花費的時間取決於排在前面的驗證者有多少。
- 圖7：從正在退出到完全退出-
被罰沒狀態
驗證者違反協議後被抓，就要立即被罰沒1 ETH（從其餘額中扣除），然後進入被罰沒狀態，這跟即將退出狀態類似，但是還要遭受懲罰。這一點我們在下文的“完全退出” 部分討論。
- 圖8：從被罰沒到完全退出-
處於即將離開狀態乃至已經完全退出的驗證者，都有可能被罰沒（驗證者完全退出到可以取出資金以前有一段間隔，在此期間是可以被罰沒的）。這樣能防止作惡的驗證者利用正常的退出機制、在作惡被發現以前逃之夭夭。結果就是狀態模型變得更加複雜：
- 圖9：補充罰沒條件之後-
完全退出
轉到完全退出狀態之時，驗證者就正式結束了自己的工作，不再需要見證和提議區塊，也不再需要緊跟Eth2 區塊鏈的實時動態了。
轉成完成退出狀態之後，大概還有一天的延遲 8，之後才能取出驗證者余額。不過，如果一個驗證者是從被罰沒狀態中完全退出的，那還要接受兩項額外的懲罰。
第一項，從完全退出到能夠取款的間隔會長得多，要36 天 9。第二項，在這36 天期間，系統還會根據該驗證者作惡被抓的時間點前後18 天內被罰沒的驗證者數量對該驗證者施加進一步的懲罰。那麼該驗證者的有效餘額損失比例 10 將如下圖所示：
- 圖10：被罰沒的有效餘額與同期被罰沒的驗證者比例的關係-
36 天的周期走完，被罰沒驗證者剩下的餘額就能拿走了。
從這個生命流程圖中可以看出，沒有額外的機制讓一個完全退出的驗證者重新激活。因此，一旦某個驗證者退出，其資金就會一直休眠，等待驗證者前來取走。不過，Eth2 Phase 0 時候，資金是不能轉賬的—— 因此所有完全退出的驗證者的資金都仍保存在質押系統中，直至開啟轉賬功能。沒有轉賬功能，是因為用戶帳戶模式還未引入。
補充後的驗證者生命流程
把上面所有詳細信息補充到流程圖中，可以得到一個完整的圖：
- 圖11：補充後的驗證者生命流程圖-
請細看其中補充的條件、各階段的歷時、轉換過程，這些細節對成功運行Eth2 驗證設施非常關鍵。從初始化保證金到取出保證金，這個生命流程圖點出了各階段可能發生的情況，也為驗證者在全時段中的表現提供了清晰的解釋。
注1：要注意的的是，以太坊2.0 的規範沒有一個顯式的狀態機，因此，各階段的名稱都是作者為便於描述而給出的。
注2：1024 個以太坊1.0 區塊的時間加上32 個以太坊2.0 的時段。
注3：這裡假設驗證者存夠了32 ETH。如果沒有存夠，則該驗證者會一直停留在保證金存入階段，直到該驗證者另外發起保證金要約，使其餘額超過32 ETH。
注4：如果不到32 ETH，那還可以另外再存入，提高該驗證者的餘額。
注5：每個時段有（激活驗證者數量+ 主動退出驗證者數量+ 被罰沒驗證者數量）/63356 個名額，下限是4 個。
注6：即4 個時段的長度。
注7：每一個驗證者都需要在一個時段中的某個時隙（slot）發出見證消息，而每一個時隙都會有一名驗證者被隨機選中作為區塊提議者。
注8：256 個時段。
注9：8192 個時段。
注10：注意，罰沒力度最高是100% 的有效餘額，但有效餘額的上限是32 ETH，無論該驗證者的實際餘額是多少。
