ETH:从五大维度数据解析以太坊合并前后的变化_POW

原文作者：?Breeze

TL;DR

1，以太坊合并是为了分片做准备，其次才是环境更友好，更高的安全性和去中心化程度。

2，主网合并的复杂度远超测试网，我们对9月19日能否如期合并持悲观态度。

3，合并完成后，ETH将减产90%，质押释放的ETH无法覆盖Gas燃烧，以太坊极有可能进入通缩时代。

4，合规将成为PoS以太坊网络的达摩克里斯之剑。

5，从短期来看，以太坊合并为质押赛道带来发展红利。从长期来看，STaaS的发展主要靠公链生态繁荣和赛道本身的创新。

以太坊合并近在咫尺。

根据开发者电话会议，根据开发者电话会议，3个测试网中，Ropsten、Sepolia已经成功合并，最后一个测试网Goerli的合并预计在8月第2周进行。9月初将部署Bellatrix更新。然后是为期2周的合并部署。如果一切顺利，主网合并预计在9月19日前后进行。

PoW向PoS的转换。这在区块链历史上应该是前所未有的。如果成功，以太坊合并将给其他区块链提供一个重要的范例。

为什么要合并？

我们所说的以太坊合并是指以太坊主网和信标链合并。整个以太坊网络将继承原来主网的交易状态，信标链会被合并进去作为共识层。合并后最直观的改变就是以太坊的共识机制从PoW变成PoS。

合并前是PoW机制。节点暴力计算，争夺出块权，获得收益。在这个过程中，为了确保网络安全，需要有较高比例的节点存储所有数据，每个节点都要参与交易验证。节点被无差别对待，所有交易也被无差别处理。

合并后是PoS机制。出块节点和验证节点被随机选出。等到合并后的下一个阶段“数据分片”实现，不同节点可以各自只存储部分数据，验证也只由被选出的Committee负责进行。

这实际上降低了节点门槛，也减轻了以太坊的数据存储压力，是通过优化主网运行规则来扩容。需要注意的是，PoS并不能带来扩容，扩容依赖于分片的实现。

为分片做准备

以太坊网络之所以转变为PoS是为了分片做准备。实际上PoS和分片的组合在官方文件中获得了认可。以太坊官网中写道“信标链将处理/协调分片和质押人网络。”

笔者认为，合并的终极目标是扩容，扩容要通过分片Rollup实现，为了分片，以太坊网络需要先转变为PoS，因为PoS和分片在逻辑上更为一致。PoW考虑全局性，而PoS和分片则都用到“随机数”的元素，它们都追求“最小的充分性和必要性”，减少存储/验证冗余。

美国多个州官员支持在FTX破产案中任命独立审查员:2月2日消息，来自美国十几个州的官员希望联邦破产法官任命第三方审查FTX的财务状况，理由是需要该交易所资产的透明度。这些官员声称，由于债务人的财务状况和资产缺乏透明度，且监管调查仍在继续，任命一名具有具体职责指导方针的审查员不仅是适当的，符合债权人的最佳利益，而且应是强制性的。被任命的审查员将向法院提供一份关于FTX.com、Alameda Research以及全球大多数其他FTX子公司财务状况的详细报告，而不是仅依靠FTX目前的管理层和律师。（The Block）[2023/2/2 11:42:14]

其次才是为众人称道的环境更友好，以及更高的安全性和去中心化程度。

安全性和去中心化程度

至于网络安全性和去中心化程度，Vitalik曾讨论过他认为PoS相对于PoW更具优势的原因。

整体而言，PoS节点的参与门槛更低。比特币PoW节点间的竞争已经“进化”到ASIC，除了资金外还有机器搭建、运维门槛，普通人无法参与。

PoS网络无法拒绝任何人成为节点。虽然32ETH现在意味着4.5万美元左右的高资金门槛，但是已经有越来越多的服务商支持小额ETH质押，PoS在机器、操作上的门槛也更低。

此外，根据Vitalik给出的一些数据，PoS网络的攻击成本高于PoW网络。在被攻击后，PoS的恢复能力也优于PoW网络。

在广受争议的PoS导致富者更富问题上，因为PoS支持的参与群体更广泛，节点的质押Gas收入会被分摊。Vitalik认为，以太坊转成PoS后，财富集中程度的翻倍可能要花一个世纪，在这个过程中，ETH的重新分配，如消费、慈善捐赠，也会减缓财富集中趋势。

目前来看，PoW和PoS的安全性和去中心化程度到底孰优孰劣还没有定论。

合并前

就好像空间站要增加新的模块，飞船要提前为对接做准备，信标链的准备工作至少开始于2020年12月1日。

2020年12月1日，以太坊推出信标链，从推出之日起至今，信标链一直与以太坊主网并行运行，彼此独立。

信标链是一条PoS链，负责出块的提议者和负责交易验证的验证委员会从质押ETH的验证者中随机选出。

所以从上线的第一天开始，信标链就支持了ETH质押/存储功能，通过质押32个或更多ETH，你能成为验证者，获得质押利息。目前ETH的存入还是一个单向的过程，ETH和利息的提取要等到合并后的上海升级之后。

分析师：俄罗斯油田的加密矿场挖矿容量达85兆瓦，占市场的23%:8月31日消息，据致力于开发俄罗斯燃料和能源综合体的独立咨询公司Vygon Consulting的分析师称，在俄罗斯油田开采加密货币的数据中心的总挖矿容量为85兆瓦，占市场的23%。这些加密矿场的电力是小型发电厂燃烧伴生石油气(APG)产生的，这是开采黑金的副产品，石油公司需要处理这些副产品。尽管他们几乎不花任何钱，但他们可以将其出售给矿工。仅在7月份，使用APG挖矿的加密矿工的收入达660万美元，预计2022年7月至2023年7月的年收入接近7900万美元。（Bitcoin.com）[2022/8/31 13:00:03]

现在信标链除了质押ETH，随机选择节点出块和验证，对节点进行奖励和惩罚，维持网络正常运行之外，没有其他功能，目前它不支持账户和智能合约。

相比之下，现在的以太坊主网则是一条承载着成千上万应用，数千亿美元链上资金，以及要同时承担共识、数据可用、交易执行三个功能的PoW链。

来源：DannyRyan

信标链将协调质押网络，类似于一个中枢记账本，记录验证者名单，对验证者进行奖励和惩罚，合并后信标链成为以太坊整体的一部分，应该也会同时承担交易执行、数据可用的职责。在分片实现后，信标链还将协调分片网络。

从当前的规划来看，以太坊未来的发展路径是想要通过优化主网共识，优化数据存储/验证效率来提高主网性能，同时外接“假肢”——Rollup，交易执行主要向Rollup拓展。

因此，整个过程可以看做是向Rollup承接以太坊交易执行层，以太坊Layer1作为更高效的数据有效层和共识层过渡。未来的发展不排除这种情况：以太坊Layer1退居幕后，Rollup成为交易执行的高可扩展性机器，以太坊Layer1为Rollup数据有效性和共识提供保障。

为了推动共识机制从PoW向PoS转变，以太坊还设置了“难度炸弹”。“难度炸弹”会使PoW计算难度指数上升，从而劝退矿工，确保以太坊在合并后成为“纯粹”的PoS链。对于矿工群体，已经有人预测以太坊分叉的可能。

DApp开发者可以根据https://ethereum.org/en/upgrades/merge/提示进行操作。

在主网合并前，以太坊分别在Kiln、Ropsten、Sepoli、Goerli测试网上进行合并测试。目前Kiln、Ropsten、Sepoli已经成功过渡到PoS。Goerli的合并预计在8月11日进行。

比特币矿商Greenidge Generation Holdings第二季度收入3130万美元，低于分析师预期:金色财经报道，据FactSet数据显示，比特币矿商Greenidge Generation Holdings(GREE)报告第二季度收入为3130万美元，低于分析师预期的3400万美元。该公司还报告了本季度GAAP净亏损1.079亿美元，其中包括9820万美元的特殊项目。Greenidge在2022年第二季度生产了约621枚比特币，而2021年第二季度为315枚，截至2022年6月30日，Greenidge拥有约27,500台矿机，总产能约为2.5EH/s。

Greenidge Generation Holdings首席执行官JeffKirt在新闻稿中表示，第二季度比特币价格下跌约60%，加上全球能源价格飙升，呈现出“具有挑战性的盈利环境”。根据Kirt的说法，Greenidge现在计划暂停新矿区的开发，转而专注于其在南卡罗来纳州和纽约的两个现有矿场。[2022/8/16 12:27:35]

由于Goerli是最接近以太坊主网的测试网，Goerli合并测试比较重要。这之前将分别在Goerli、主网上进行影子分叉测试。影子分叉是合并的试运行，此前的影子分叉中不是没有问题。

再考虑到测试网合并并不是真正的以太坊主网合并。以太坊主网上运行着数千个节点、55万多个代币智能合约、数以万计的DeFi、NFT应用，相比之下，测试网中的应用和资金要轻便许多，以太坊主网的合并复杂度远超测试网。

再加上以太坊的合并已经经历过多次延期。江卓尔也表示，还有大量的应用没有开始测试合并。因此，我们对9月19日能否如期合并不抱乐观态度。

在信标链方面，目前验证者数量已经超过41万个，ETH质押数量超过1310万个，占到总供应量的约11%。从上线至今，信标链一直稳定运行，信标链已经为合并做好准备。

合并前后5大维度数据对比

合并前后，以太坊网络会出现一些变化。哔哔News将从去中心化程度、安全性、节点收入、代币供应、合规风险5个维度进行对比和说明。

以太坊PoW节点分布，来源：etherscan.io/nodetracker

相比之下，未来将接棒PoW的信标链验证者数量更多。目前信标链验证者超过41万个。

需要注意的是PoW网络中的节点区分大小，不同的节点算力水平不一样，而信标链中每个验证者背后都质押了32ETH，份额相同，没有差异。可能存在大量验证者由同一个巨鲸掌控的情况。所以仅从节点数量进行对比无法完全说明问题。

Binance前首席增长官Ted Lin宣布离职:7月2日消息，币安首席增长官Ted Lin今日在社交媒体公开表示，已经正式结束了在币安的工作。Ted称，离开是个艰难的决定，但是他希望有更多时间陪伴家人和灵活对待自己的时间，未来也将继续通过天使投资和顾问指导来帮助推进生态系统。据其领英资料显示，Ted Lin自2017年9月加入币安，先后担任国际市场负责人，首席增长官和投资顾问。[2022/7/2 1:46:40]

当我们比较去中心化程度时，我们也该考虑网络的参与门槛。尽管以太坊PoW的竞争还主要停留在GPU阶段，但是合并后，参与门槛有望降低。

PoW时代，要参与以太坊网络，你需要有专门的机器，并且机器成本不低，机器还在经历着持续的迭代。PoS时代，以太坊网络对于机器、机器操作和维护的要求都有所降低。用户也可以直接通过质押服务商以小额ETH参与质押，能进一步免除机器配置、运维上的麻烦。

所以，以太坊合并后支持的参与群体会比PoW更加广泛，你只要有ETH就可以参与。

PoS可能会带来财富集中问题，这是很多人对以太坊合并存疑的一个重要原因。事实上，任何系统都无法阻止资源、财富的集中倾向。

考虑到以太坊的参与群体更为广泛，并且质押的代币可收回有利息，相比于机器折旧和淘汰，参与者更愿意在质押中投入成本。“小节点”的数量和持续参与能缓解巨鲸财富增长的速度。Vitalik认为以太坊网络的财富集中程度翻倍可能需要一个世纪的时间长度。

但无可否认的是，PoS的以太坊网络对于巨鲸而言确实没有门槛，他们的财富优势将得到最大程度的发挥。

安全性

在安全性方面，Vitalik曾发文论证合并后的以太坊网络更加安全。论证从攻击成本、攻击后恢复难易程度进行说明。

1）攻击成本

假设网络每天有$1的区块奖励，攻击此网络所需的成本是多少？

基于GPU的PoW网络

你可以租到便宜的GPU，所以攻击网络的成本就只是租到足够的GPU算力以超过现有的矿工。每产生$1的区块奖励，现有矿工的成本将接近$1(如果成本高于$1，矿工会因为无利可图而退出，反之新矿工就会加入进来)。因此，攻击网络的成本只需要高于$1/天，而且可能只需要持续几个小时。

总攻击成本：~$0.26，且因为攻击者可以收到区块奖励，这个数字还有可能压到零。

基于ASIC的PoW网络

ASIC其实是资本成本：当买进ASIC时，你预期大概可以用两年，因为它会慢慢耗损或是被性能更好的硬件取代。如果一个链被51%攻击了，社群可能会更换PoW算法来做出应对，而这时你的ASIC就会失去价值。平均而言，PoW节点成本约为1/3的经常性成本和2/3的资本成本。

PeckShield：美国演员Seth Green遭遇钓鱼攻击，BAYC、Doodle等4个NFT被盗:5月18日消息，PeckShield发推称，美国演员Seth Green遭遇钓鱼攻击致4个NFT被盗，0xC8a0907开头的漏洞利用者地址已经售出了其中的3个（包括1个BAYC、1个MAYC和1个Doodle），获利145.5枚ETH（约30.2万美元）。[2022/5/18 3:24:06]

因此，每$1的区块奖励上，PoW节点每天会花~$0.33在电力与维护上，~$0.67在ASIC上。假设ASIC可以用大约2年，矿工会需要为单位ASIC硬件花费$486.67。($486.67=365天x2x$0.67）

总攻击成本：$486.67(ASIC)$0.08(电力与维护，0.33/24*6)=$486.75

PoS网络

权益证明的成本几乎是百分百的资本成本。唯一的营运成本是运行节点的成本。和ASIC不同的是，质押的币不会贬值，而且当你不想质押了你还可以在一段短时间内取回质押金。因此，参与者应该会愿意为同样程度的奖励付出比ASIC的情况更高的资本成本。

让我们假设~15%的质押利率足够吸引人们质押(这是ETH合并后的期望APR)。因此每天$1的区块奖励会吸引相当于6.667年资金的抵押，换算为金额为$2,433。

节点消耗的硬件与电力成本很小，每一千元的电脑可以抵押成千上万的资产，而且每月~$100的电力与网费也算足够。但保守来说，我们假设这些经常性成本是抵押总成本的~10%。所以我们只有每天$0.90的区块奖励对应到资本成本，因此我们还要把上面的数字减少~10%。

总攻击成本：90%*$2,433$0.10/24*6=$2,189

笔者补充：PoW网络中要实现攻击，需要满足>50%算力，以太坊合并后的PoS网络中，根据一些人分析，1/3的质押份额是一个比较重要的安全阈值。在这种情况下，0.26/2<486.75/2<2189/3。

从计算结果来看，PoS的以太坊网络的攻击成本高于PoW的以太坊网络。这种反脆弱性来自于市场对以太坊的信心。

相比于机器会折旧和淘汰，质押的币不会损耗，反而会生息，尤其是在质押资产有升值预期的情况下。这激励更多普通用户参与。市场的参与越是去中心化，质押的资金越多，撬动以太坊网络所需的资金成本就越是高昂。

2）更容易从攻击中恢复

在攻击恢复层面，Vitalik认为，PoS网络的恢复能力强于PoW网络。

对于GPU维护的PoW网络，一旦被攻破后，网络几乎没有抵抗和恢复能力。

对于ASIC维护的PoW网络，社群能够应对第一波攻击，通过硬分叉来更改PoW算法。但同时，所有机器都将变得毫无价值。因为没有足够的时间去为新算法创造新的ASIC，攻击和抵抗情境又将回到GPU的情况。攻击者可以攻击再攻击，使网络无法恢复。

相比之下，在PoS网络中，对于某些51%攻击，PoS网络有内设的罚没机制，攻击者在攻击的同时会受到重创。对于更难侦测的攻击，也有办法削弱攻击者。但如前文所述，确保攻击者质押份额<1/3是比较重要的安全阈值。

BaseGas费；用户被鼓励质押ETH，使得ETH的流通量降低。这些因素有比较大的可能使以太坊进入通缩时代。

ETH的通胀/通缩情况取决于2个要素，分别是ETH的年产量和ETH作为BaseGas每年被燃烧的量。

ETH的产量来自2部分，分别是出块奖励和信标链上ETH的质押奖励。合并前出块奖励归矿工所有，平均每13.3秒产出2.08ETH，这样一年下来的出块奖励大约为493万ETH。合并后，出块奖励将被取消。

至于ETH质押奖励，目前总共有约1300万ETH被质押，一年释放大约58.4万ETH作为质押奖励。合并前后，质押奖励都分配给信标链上的验证者。

质押奖励取决于总质押量和APR，APR逐渐降低来源：Ultrasound.money

现在ETH的总供应量是1.197亿，所以合并前，以太坊年产量占总供应量的/11970=4.6%，合并后，这个数据变为58.4/11970=0.49%。合并导致ETH减产89.4%。

ETH销毁方面，根据Watchtheburn.com数据，每天销毁的BaseGas费持续波动。自EIP-1559生效以来，不到1年的时间，已经销毁超255万ETH。

255万ETH>58.4万ETH，可见合并后，除非ETH质押量剧增，否则质押释放的ETH奖励远不足以覆盖Gas燃烧销毁。以太坊在合并后极有可能进入通缩时代。

再加上质押激励，ETH的市场流通量应该会处于较低水平，这些都是价格提振因素。

但同时，笔者也认为，对于一个“应用货币”而言，通缩模型因为不足以满足缓慢增长的使用需求，长期来看并不可持续。

合规风险

以太坊是继比特币之后最接近“商品”概念的虚拟资产，但合并可能会改变这一形象。CFTC前主席HeathP.Tarbert就曾暗示“在以PoS作为共识机制的区块链上，那些用做抵押的代币将很可能会被视为证券商品”。

Stake.fish在《2021年质押生态系统报告》中也曾分析到“由于质押在某种意义上看起来像固定收益，这可能会招致监管者认为验证者比矿工更接近于金融实体。如果发生这种情况，那么验证者将没有办法保持合规”。

所以整体来看，合并很可能在去中心化、安全性、节点收入、ETH供应上为以太坊带来优化，但合规是潜在的达摩克里斯之剑。

Staking成新红利赛道

随着以太坊合并进入倒计时，Staking赛道获得了前所未有的关注。

直接质押ETH存在3个问题，一是金额门槛要达到32ETH或更多，二是质押金和利息无法立刻取出，导致很高的机会成本，三是存在节点运营门槛。质押服务商是连接普通用户和信标链的纽带，使普通用户也能参与。

STaaS解决了上述3个核心问题：资金门槛、资金流动性、节点运营。STaaS把用户资金聚集起来，每凑足32ETH就能作为一个运营者加入网络。

STaaS在收到用户资金的同时，向用户发放对应数量的xETH衍生品，作为赎回ETH和生息的凭证，这些xETH可以在二级市场流通，从而释放用户“押金”的流动性，把机会成本降到0。xETH也能参与DeFi乐高，提高资本效率。

有的STaaS自己运行节点，有的则是把用户的ETH质押需求和节点运营商的节点运营能力匹配起来，让普通用户省去节点配置、运行、维护的麻烦。

Lido是绝对的头部。Kraken、Binance等CEX因为离用户最近，并且易于操作，也占据了不少的份额。其次是像Stakefish、Figment这样的专业质押服务商。在去中心化质押流动池方面，RocketPool的数据也靠前。

因为操作、功能同质化严重，所以STaaS相互间的竞争激烈。大部分此类平台把资金门槛降到0.1ETH，对应的服务费占比基本稳定在10-15%的水平。在这些平台上，用户的操作也大同小异。

Lido成为头部主要得益于两点，一是品牌效应，二是衍生品stETH的交易深度。Lido和Curve等DeFi应用建立了深度关系。现在Curve上的ETH/stETH池子有12亿美元的流动性，为用户换手stETH提供了充分的交易深度。

但是这些还不能作为Lido绝对的护城河。例如stETH在近期黑天鹅事件中就曾出现价格脱锚。Lido也被质疑会为以太坊带来中心化风险。目前还没有任何一家STaaS具备绝对的差异化优势。用户仍然可以舍弃一家STaaS而选择另一家，几乎没有阻力。

从根本的需求来看，STaaS间的竞争将围绕用户体验、资金门槛、服务收费、去中心化程度、xETH交易深度等综合维度展开。

来源：国盛证券

从短期来看，以太坊合并事件为质押赛道带来发展红利。从长期来看，STaaS发展的最主要凭借是公链生态繁荣，以及赛道本身的创新。

赛道本身的创新可能会来自2个方面，一是xETH衍生品，这里将同时蕴含脱锚风险和DeFi可组合潜力；二是STaaS机制的创新。

RocketPool和SSVNetwork是哔哔News目前看到机制比较创新的STaaS。

RocketPool平台通过“撮合”节点运营商和用户来提供服务。与Lido通过DAO筛选节点运营商不同，任何节点运营商都可以在RocketPool上创建迷你池。

他们只需要质押16ETH和价值1.6ETH的平台代币RPL。剩余的16ETH，RocketPool会从用户端“凑齐”。当节点出现罚没时，节点运营商的ETH会被优先扣除。RPL会被出售兑换ETH，来补充节点运营商的ETH。

对于每个节点运营商而言，他们聚集的用户资金上限是16ETH。这虽然带来可拓展性的限制，但是却能带来很好的去中心化效果。

SSVNetwork则采用了去中心化验证者技术。用户质押涉及到2种私钥，分别是取款私钥和验证者签名私钥，其中验证者签名私钥需要不断地进行签名，离线或者恶意行为会造成罚款，所以当用户委托节点运营商或者流动性服务提供商质押ETH时，需要把验证者签名私钥给对方。

通过DVT，用户可以把验证者签名私钥加密后分成多份，分配给不同的节点运营商。这种情况下，当有小部分节点运营商离线或者有恶意行为时，整个验证结果不会受到影响，ETH不会被罚没。这也将带来更加去中心化的以太坊网络。这种思路也可以被应用到其他有Slashing机制的PoS网络。

参考文章：

《以太坊创始人Vitalik详解：POS安全性优于POW的三点关键因素》by链得得

《以太坊在合并后将面临哪些潜在的中心化风险？》byTJKeel

《以太坊转PoS在即：Staking赛道及代表项目深度解析》byMintVentures

《区块链行业大转换——以太坊合并，从显卡跌价说起》by国盛证券

注：本文不作为投资建议

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