StaFi正式发布ETH2.0 Staking流动性解决方案

ETH staking 流动性困境
ETH2.0 Phase 0 阶段将在近期上线,用户可以直接参与到信标链的Staking中,只需要质押32个ETH就可以成为节点,并享受年化5%至20%左右的Staking奖励。
但是目前ETH2.0的设计,对于想参与ETH Staking的用户来说,并不友好:
1)Stakers必须掌握大量关于运行节点的知识,然后去运行验证人客户端,才能获得质押收益。并且还要保持稳定的在线时间,避免双签等Slash行为,否则还会受到ETH 2.0 的惩罚,不仅没能获得质押收益,还可能出现账户余额从32ETH被罚没成16ETH的情况。所以这对于单纯希望获得Staking奖励的人来说,参与门槛太高;
2)每一个节点最多质押32个ETH,如果希望质押更多数量的ETH,就需要同时运行多个验证人客户端,进而增加节点的运营成本和运维难度;
3)如果用户希望质押的数量低于32个ETH,则无法参与ETH2.0 Staking。
除了上述的高参与门槛外,Stakers在质押成功后还将面临赎回的难题:只有等待 ETH2.0 Phase 2之后才能赎回原来的ETH。而ETH2.0 Phase 2上线的时间预计可能需要1~2年,这意味着Stakers的资产可能在1~2年内无法赎回流通,此种状态让绝大多数 Stakers 都难以承受。
rETH 解决方案
概览
如何帮助Stakers降低参与门槛,同时解决Staking之后的流动性,是迫切需要解决的行业难题。作为一直致力于解锁Staking资产流动性的StaFi,也将提出 ETH2.0 Staking流动困境的解决方案:rETH.
用户可以通过 StaFi 部署在 ETH 上的 Staking Contract 参与ETH2.0 Staking,质押的金额将不受32ETH的约束,用户质押的数量最小可以是0.01ETH,最大则没有上限。并且用户只需要简单的操作即可完成 Staking 过程,无需运行节点客户端、投入运维成本以及担心Slash风险等。StaFi 部署在Ethereum上的Staking Contract合约,将根据目前平台上处于“Available”状态的验证人历史表现,自动将用户质押的ETH匹配最佳节点进行Stake。
用户在完成 ETH 质押后,平台将自动为用户发送一个rETH Token(ERC 20),通过 rETH 锚定用户Staking本金及对应的Staking收益,然后 rETH 可以在 DEX 上兑换ETH,也可以通过借贷协议参与Lending等。

用户获得rETH Token的数量由用户计划质押的ETH 数量 Qs 和 当时 rETH 汇率Ci 决定:

其中 rETH 汇率 Ci 随着质押收益的增加而增长,其主要由Staking Contract里锁定的ETH总数量Qstk、赎回的ETH总数量Qred、Staking 奖励数量Qrew、Slash 数量 Qslh、Penalty 数量 Qpey 、Commission 佣金比例 Rcom,以及rETH发行的总数量M、rETH 被销毁的总数量N所决定,计算公式如下:

技术架构
StaFi 将在以太坊 PoW链上部署Staking Contract,并实现与ETH PoW链上的Deposit Contract交互,以及监听 ETH 2.0 Beacon Chain 的Staking信息,具体交互逻辑详见下方合约交互时序图。

rETH的整个后端架构将分为 3 层:
1)最上层是用户资金管理及结算。用户通过 StaFi 部署在以太坊的Staking Contract参与Staking,并根据用户存入的ETH数量,及当前rETH的汇率,为用户发放对应数量的rETH。同时负责用户端资金存入及赎回的资金清算及结算。
2)中间层是Staking资金的分配及结算。StaFi将根据当前Staking Contract的资金,部署对应数量的Staking Pool,每一个Staking Pool存入32个ETH,并在匹配好验证人之后,存入ETH的 Deposite 合约,正式参与ETH 2.0 的Staking。
3)最下面一层是对ETH 2.0 节点(Original Validators)的管理与监控。StaFi 会向Original Validators提供一套标准化的Onboarding管理工具,节点可以通过该工具完成ETH 2.0客户端的运行,同时该工具也将实时监听ETH2.0 信标链的事件,对每一个运行Staking  Pool合约的节点运行情况实时统计,特别是Staking收益发放、掉线时间及次数、发生的Slash以及验证人退出等事件。
资金安全
StaFi 始终将用户资金安全放在首要考虑因素,即在保证 rETH Token是 Fungible 的前提下,如何最大程度地保证用户的资金安全,是StaFi团队一直在思考的事情。用户资金安全的核心在于如何使用去中心化的管理方式,实现Staking Contract里的资金安全。
我们计划采用如下的方式,来综合保证用户的资金安全:
1)Contract 的密钥管理将由StaFi 链上的 StaFi Special Validitor(SSV)采用多方安全计算(MPC)和多签的方式综合管理。StaFi 将采用MPC方案,将Staking Contract Pool的私钥形成21个小碎片,分别分配给StaFi链上的SSV Group里的21个验证人。只有21个SSV里中的16个才能完整恢复密钥,进而控制部署在ETH上的Staking Contract的操作权限。关于StaFi链上的SSV如何选择,以及如何轮换,大家可以在StaFi官网上查看详细的规则。
2)在基于MPC和多签的管理方式下,Staking Contract不再由项目团队中的一个人或者多个人掌控,而是由StaFi链上的一群不特定群体SSV验证人控制。虽然在该机制下,Staking Contract的安全性可以得到极大的提升,但是我们还需要考虑极端情况下SSV联合作恶的可能性。根据规则,每过一个1Era(6小时),21个SSV就会被轮换依次,同时SSV验证人需要在StaFi的Insurance Pool 质押一定数量的FIS代币(StaFi的主网代币),使得21个SSV的总体质押金价值大于Staking Contract Pool里的ETH资产价值。一旦发生联合作恶的极端情况出现,我们将惩罚SSV的质押金,用于偿还用户资产。
3)合约最终上线前,StaFi将通过内部测试、外部Bug Bounty激励以及合约安全审计等多种方式,综合确保合约的安全。
铸造与赎回
用户参与Staking时,StaFi将自动为用户Mint 对应数量的rETH,并且不收取任何Mint手续费。
由于ETH2.0 只有在ETH2.0 Phase 2上线前后,才支持转账及赎回等操作,所以StaFi ETH Staking Contract 也只有在ETH2.0 Phase 2上线后,支持用户赎回 ETH。StaFi将实时追踪ETH 2.0的最新动态,及时根据进展来开启赎回功能。
质押奖励
在 ETH2.0 网络中,根据目前ETH基金会披露的官方文档显示,信标链上线开启Staking功能后,参与ETH Staking的用户无法直接 Claim 质押收益,只能由信标链在每隔6.5分钟左右发放BETH作为Staking奖励。但是由于BETH无法转账和赎回,所以StaFi也无法支持用户Claim 质押收益。
Slash 问题
在参与ETH2.0 Staking时,难以回避的就是Slash问题。即节点由于掉线或者是作恶等原因,导致受到Slash惩罚,从而出现 staked 的ETH 数量被扣减。
基于Slash问题,StaFi 设计了一套解决方案,来首先保证Staker用户的本金不受影响:
1)加入rETH计划的Original Validators,会被要求缴纳一定额度的 ETH 作为保证金,一旦发生Slash,Staker受到的损失将从Original的保证金中扣减,从而不会影响Staking用户的资产;
2)Staking Contract会优先选择历史上未发生Slash的优质 Original Validators;
3)Staking 资金将在多个 Original Validators 分配,规避了单个Original Validator出现Slash的情况。所以即使在极低的概率下,某一个Original Validator出现了Slash情况,也不会对Stakers的本金产生较大的影响。
Original Validators
介绍
Original Validators 特指加入StaFi ETH2.0 Staking Contract计划的ETH 2.0 验证人。ETH2.0 的节点运营方通过 StaFi 验证人Onboard工具,完成注册并缴纳保证金后即可成为Original Validator。为了规避 StaFi Staking Contract(SSC)里Staking资金对原链的验证安全产生威胁,StaFi将不会成为 ETH2.0 上的验证人,即用户存入SSC里的资金只会向 Original Validators 进行分配。
保证金
注册成为StaFi Contract Pool的验证人,除了需要通过StaFi提供的Onboarding工具运行节点外,还需要缴纳一定数量N的ETH作为保证金,并和Staker的资金一起存入以太坊2.0的Deposit 合约。主要目的是为了保障在节点被Slash时用户资金不受影响,发生的Slash损失将由节点缴纳的保证金进行弥补。
所以某一个节点运营商需要缴纳的保证金总量Pi 由当前网络中定义的N值与运行的节点总数量Mv确定:

其中N值的具体数值,由ETH2.0网络运行的情况、节点运营商历史Performance、节点数量等因素综合确定。考虑到ETH 2.0 Slash的规则,N值将在4ETH至16ETH之间,即最低不能低于4ETH,但最大值不会超过 16 ETH。
同时,StaFi将建立一套智能评分体系,对各个Original Validator的表现进行量化评分,每一次资金分配时,将根据智能合约自动计算的评分高低在Original Validator中分配,评分高的节点将优先获得分配,而评分低的将随后获得分配。该评分随着时间,会实时变化、调整。
评分主要纬度为:
1)节点运营方背景
2)节点掉线的时间
3)历史Slash情况
4)质押 FIS 代币数量
为了实现【人人为我,我为人人】的愿景,StaFi 将会定期根据 Original Validators 的评分,发放数额不等的 FIS 代币作为支持 rETH 业务的回馈。
流动性方案
由于ETH2.0 赎回功能需要等到Phase 2上线前后才能实现,所以验证人在相当长一段时间内也无法收取Commission,来弥补运营成本。为了激励验证人加入StaFi rETH解决方案,我们将届时支持Original Validators向 StaFi 官方申请流动性。
假设节点运营商Bob,运行节点的数量为X,每个节点质押的ETH数量为N,由于Bob短期内缺乏流动性资金,那么此时Bob可以选择向StaFi出售处于质押状态的ETH,StaFi可以按照当时FIS/ETH汇率的价格,向Bob支付对应数量的FIS代币,可以是ERC 20 的FIS,也可以是StaFi主网的FIS。Bob可以选择出售FIS代币来获得流动资金。
其中Bob可以出售的ETH最大数量S等于:

rETH 的特点
1)汇率根据 Staking Reward 的产生,会不断增加;
2)用户将根据Staking时的rETH汇率,来计算获得的rETH数量;
3)在ETH 2.0 开放赎回之前,rETH将无法赎回,但是它始终锚定了对应数量的ETH本金及质押收益,StaFi链及多签合约将保证链上资金的安全性;
5)rETH可以在ETH上的DEX、借贷协议等流通,也可以通过StaFi的跨链服务到 Polkdot 或者 Cosmos 的 DeFi 生态上流通。
rETH 的价值
通过rETH,StaFi为用户解决了如下问题:
1)无需担心Staking资产的流动性,随时可以通过交易rETH来获得流动性;
2)不需要像以往那样等待漫长的赎回期,就可以立即根据rETH/ETH汇率进行兑换,获得对应的ETH资产;
3)避免了申请解除Staking的手续费,降低了交易成本,提高了资产的交易效率。
4)降低了用户参与Staking的门槛,简单一键Stake。
通过rETH,StaFi为ETH2.0  Staking机制解决了如下问题:
1)由于ETH Staking资产极其缺乏流动性,将会极大地降低了普通用户参与Staking的意愿,通过rETH的解决方案,用户将极大地提高Staking意愿,进而提高ETH Staking质押率;
2)由于StaFi Staking Contract的资金是分散到各个 Original Validator 中,所以 StaFi 并不会成为原链的验证人,所以无论 StaFi Staking Contract 中锁定了多少资金,都不会对原链的安全性产生威胁。
3)由于 StaFi并不参与原链的验证人,所以和原链上的验证人是合作关系,并不会损害其利益。
rETH 的二级市场流通
StaFi将通过为rETH的持有人,创造丰富、多层次、多个公链上的流通场景:
1)在rETH产品上线时,StaFi将在Uniswap、Balancer等DEX上建立rETH/ETH交易对,并且为rETH/ETH交易对的流通性提供方发放FIS代币奖励。
2)StaFi目前已经和多家中心化交易所就rETH的流通达成合作,帮助rETH的持有人通过中心化交易所流通。
3)StaFi不仅将支持rETH在ETH生态的流转,还将通过跨链桥服务,让 rETH 参与到Polkdot及Cosmos生态的DeFi中。
4)除了在CEX及DEX交易外,rETH还将在与StaFi合作的借贷协议平台存币生息或者是抵押借贷,而不用丧失Staking收益。
收入分配计划
未来rETH 解决方案的收入,将按照如下规则进行分配:
1)70% 用于回馈FIS代币持有人,具体方式为回购销毁或者是分红的方式;
2)20% 将存入 StaFi Treasury国库,用于支持项目进一步的开发和市场推广;
3)10% 将分配给团队。
FIS 代币与 rETH
在rETH解决方案中,StaFi主网币FIS的价值捕获场景列示如下:
1)Staking Contract中锁定的ETH资产,将成为FIS代币的价值支撑,特别是SSV质押的FIS代币需要高于其维护的Pool里的ETH价值。
2)rETH 解决方案中的收入中70%,将回馈给FIS代币持有人。
3)rETH 未来将通过跨链桥进入Polkdot及Cosmos生态,所产生的桥服务收入也将回馈给FIS代币持有人。
4)Original Validators可以通过质押FIS代币,提高缴纳的保证金额度,从而进一步获得优先分配资金的资格。
StaFi 链与 rETH
rETH 是StaFi 推出的针对ETH2.0 Staking流动性的解决方案之一,我们还将推出rFIS、rDOT、rKSM、rATOM等rToken解决方案。在 rETH 的设计方案中,用户 Staking 相关的合约主要部署在以太坊上,但是用户资金安全的解决方案,特别是密钥的管理将由StaFi链上的验证人采用MPC及多签的方式实现。
不仅如此,未来rETH还可以通过StaFi的桥服务,进入Polkdot生态、Cosmos生态等,参与其生态的DeFi应用。
StaFi的愿景是使用rToken解决方案,实现所有的Staking资产的再流通,并且实现rToken的跨链互通。而rETH是rToken整个生态中重要的一环。