虚拟货币先驱报全景式解读以太坊合并...

全景式解读以太坊合并的原理、优劣势以及影响

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原标题:《以太坊合并的理想与现实》

作者:Jessie,Edmond

原文编辑:李雨婷

自以太坊采用工作量证明共识算法以来,就一直在寻找更好的算法,以将以太坊打造成一个去中心化、可扩展、安全和节能环保的网络。直到 2017 年,以太坊终于确定了一种混合 PoW /PoS  的系统 —— Casper the Friendly Finality Gadget。

此后的岁月里,以太坊 Merge 一再延迟,其缓慢的工作进度也让很多以太坊的支持者逐渐失去了信心。直到今年 6 月 8 日,以太坊在测试网 Ropsten 上顺利完成了第一次 Merge 彩排,不出意外,Merge 将在今年内完成。

Merge 对以太坊生态甚至是整个区块链的格局都会带来影响,本文试图对 Merge 的原理和优劣势进行阐释,并对其影响进行深度分析,希望给大家带来更多的视角,从而更好地把握新局面下的投资机会 ——

我们认为,尽管以太坊的 Merge 存在一些“财富更加集中”、“MEV 风险更严重”、“一再拖延”等争议,但总的来说,PoS 机制比 PoW 更有助于使以太坊变得更加安全、去中心化和节能。Merge 以及后续的分片与 Layer2  将会让以太坊变得更加可扩展,带来更好的用户体验。总之以太坊会变成一个更好的生态。

Merge 后 ETH  的发行量会降低 90%,通胀率大大降低,在 EIP1559 协议配合之下,ETH 很可能变成一种通缩资产,有助于推高 ETH 的价值。加密量化交易员 Ryan Allis 做客 Bankless 的播客时提出了一个新颖的观点:转为 PoS 后以太坊采取质押模式,这意味着 ETH 有了基本面和现金流,如果用 DCF 估值法去估值,ETH 的价值至少会达到 1 万美金,将吸引更多大资金的机构投资者关注。除此之外,PoS 的质押机制也会对质押赛道带来巨大红利,值得关注和布局。

本文前半部分对以太坊合并的过程和原理进行介绍,后半部分着重分析上述观点。

以下为本文目录,建议结合要点进行针对性阅读。

01. The Merge 是什么?

02. The Merge 如何发生?

03. The Merge 的开发进度

04. PoS 的设计理念

05. PoS 的优势   

06. PoS 的风险

07. Merge 的影响

08. Merge 后的投资视角

01.The Merge 是什么?

2013 年,Vitalik  Buterin 和 Gavin Wood 发布白皮书,构想了“下一代智能合约和去中心化应用平台” —— 以太坊。最初在 2015 年采用的工作量证明(proof-of-work,PoW)共识算法后,成为一个节能的权益证明(PoS)网络一直是以太坊的愿景。在最初的几年里,以太坊社区为开发一个具有理想安全性和效率的 PoS 共识机制付出了巨大的努力;经历了“Slasher”和“赌注共识”等想法,直到最终在 2017 年确定了“Casper the Friendly Finality Gadget”,这是一种混合 PoW/PoS 系统。

以太坊主网目前由 PoW 机制来保证安全,为了平滑过渡,先引入采用 PoS 机制的信标链与主链平行运行。Merge 就是将两个系统合并到一起,它将目前的工作量证明(PoW)共识机制换成更环保、更高效、更安全的权益证明(PoS)共识机制。当合并发生时,目前的 PoW 共识机制将被完全废除,以太坊上的所有区块都将通过 PoS 产生。

对于以太坊这样已经运行了 8 年的庞大生态,转换共识机制绝非易事,这相当于在飞机还在飞行的时候就更换了引擎。链上资产价值高达数千亿美元,一旦在升级合并过程中有什么失误,会造成比早期严重数百倍、数千倍的后果。因此开发团队会更加谨慎地推动以太坊合并升级。

02.The Merge 如何发生?

平行链 —> 合并 —> 替代

此次合并以“最小破坏”原则进行,这使得原来运行的应用客户端可以无感地切换到 PoS。信标链先是作为 PoW 之上的中间层存在,类似第二层共识网络,待到“合并”,将这一层直接作为共识层,并将 PoW 层内的执行相关组件组合到新的共识层,PoW 不复存在。

信标链区块将包含执行层,执行层是当前 PoW 链上区块的合并后等价物。对于最终用户和应用程序开发人员来说,执行层是其与以太坊进行交互的地方。

在以太坊网络上完成的任何交易都不会在这次过渡中丢失 —— The Merge 不会对以太坊网络的数据层产生任何影响。

安全机制原理

质押机制

在以太坊的 PoS 中,任何人都可以质押 32 个 ETH,成为一个验证者 —— 一个参与网络共识算法的节点,负责存储数据、处理交易,并向区块链添加新的区块。最终确定一个区块需要 2/3 的活跃验证者签名,从而保证以太坊的安全。在这个过程中,质押者会获得质押奖励。目前,信标链只允许存入 ETH,至少要等到以太坊主网和信标链合并后才能取回自己质押的 ETH。

当对一个确保数千亿美元资产安全的协议进行大规模修改时,总是存在风险,值得庆幸的是,目前的 PoS 以太坊链信标链自 2020 年 12 月以来一直在运行,没有出过任何故障。

为了保证安全平稳地运行,目前有 4 个独特的客户端实现 PoS 以太坊节点。这意味着,如果 PoS 节点运营商在特定的实施中遇到问题,他们将有能力切换到不同的客户端。

罚没规则

如果一个恶意的行为者试图通过使用大量的验证者来恢复一个已完成的区块(相当于 PoW 中的 “51%攻击”)来篡改底层协议,他们的资金会被罚没 —— 这意味着他们会失去一部分他们所质押的 ETH。这使得攻击变得非常昂贵。这就像一个 PoW 系统,如果你使用挖矿硬件来攻击网络,那么你的硬件就会被摧毁。

在 PoS 网络中,一个提议者挖出新的区块,证明者通过投票赞成这个区块是否成为区块链的一部分。罚没意味着验证者违反了规则,被迫退出。有三种罚没条件:

  • 作为提议者,该节点为一个区块签署了一个以上的信标区块
  • 作为证明者,节点在同一目标上签署了一个以上的证明
  • 作为证明者,节点签署了与历史冲突的证明

如果这些行为中的任何一个被发现,那么该节点将在未来 36 天左右被迫退出信标链。惩罚将在 36 天左右继续发生,直到节点可以退出。惩罚数量将根据网络状况而发生变化。

难度炸弹

难度炸弹的设计目的是大大增加矿工在网络上验证交易的难度,让挖矿的盈利能力大幅下降,最终,矿工将无法验证区块,以便在期待已久的合并之前打消矿工的积极性。

正如 EthHub 解释的那样:“以太坊的‘难度炸弹’(Difficulty Bomb)是这样一种机制:在预定的区块数上,增加工作证明挖矿算法中谜题的难度,导致出块时间比正常时间长(从而减少矿工的 ETH 奖励)。这种机制随着时间的推移,难度呈指数增长,最终导致‘冰河时代’(Ice Age)—— 即在链上挖矿变得非常困难,以至于停止出块。”

难度炸弹在 2015 年加入到代码中,是合并成为共识层计划的一部分。不过随着以太坊合并的一再推迟,以太坊核心开发者 Andrew Ashikhmin 提议“延迟难度炸弹是最好的选择” 。

03.The Merge 的开发进度

Vitalik 在上个月的上海 web3.0 开发者峰会上发言时表示,以太坊主网与信标链完成合并的时间预计为 2022 年 8 月。

合并过程艰辛曲折。从 2017 年开始,Vitalik Buterin 就提议,要在 2019 年从 PoW 转向 PoS,但出于对难度、安全性等因素的考虑,拖延至今没有完成。其难点主要在于:资金量庞大、涉及的各方利益协调沟通非常繁琐和复杂。

2022 年 3 月 15 日,以太坊合并公共测试网 Kiln 上线,代表它已经成功过渡、升级到完整的 PoS 机制。2022 年 6 月 8 日,以太坊完成了 Merge 的第一次彩排——测试网 Ropsten 顺利完成了合并。Ropsten 于 2016 年推出,是迄今为止运行时间最长的以太坊测试网。据以太坊核心开发者消息,在Ropsten 的合并过程中约有 14% 的验证者出现停机状况,但大多是由于错误的节点配置所导致的,这些问题很快得到解决。此外,在 Ropsten 上的合并被认为近乎完美,并且成为以太坊向 PoS 迁移的重要里程碑。未来将陆续 Sepoli 和 Goerli 测试网上执行合并。如果一切顺利,以太坊主网有望在 8 月下旬至 11 月之间完成合并。

“合并”后的工作路线是什么?根据以太坊基金会及其核心开发者的披露,我们总结如下:

  • 2023 年,The Surge(起飞)

合并并不会降低以太坊的 gas 费,但 The Surge 致力于解决以太坊交通拥堵与 gas 高昂的问题。以太坊将切割成 64 个分片,结合 Layer2 的 rollups 技术,理论上 tps 的上限可能是 10 万笔/秒(当前以太坊 tps 约为 13 笔/秒)。

根据以太坊基金会的预估,分片链应该会在 2023 年的某个时间上线,具体取决于合并后的工作进度,这些分片将增强以太坊存储和访问数据的能力,但不会用于执行代码。

注:

分片是计算机术语,指为了分散负载,水平分割数据库,以太坊分片则指的是通过创建新链/分片,多个分片同时处理数据,从而减少网络堵塞、增加 tps、降低 gas 费。

  • The Verge(边界)

技术更新,计划从 merkle 树过渡到 verkle 树,可以将它们视为以太坊的数据库,这阶段由于区块数据增大,会反过来验证拓展性和分散网络。

  • ThePurge(清除工作)

清除,意味着并非所有节点都必须永久存储所有历史块。相反,客户端将停止存储超过一年的历史记录。这意味着以太坊对节点的硬件要求会降低,网络的带宽也会降低。

  • TheSplurge(狂欢)

杂项升级,简化以太坊的使用,使其更容易被普通用户访问。

04.PoS 的设计理念

以太坊创始人  Vitalik 曾对 Casper PoS 的设计理念做了解释:

  • 密码学是少有的易守难攻(面对攻击时防御者比攻击者更有优势)的技术,就好比进攻城堡比建立城堡容易太多,岛屿防御性更强,但仍难免被攻击。相比起来,一个普通人的密钥却是足够安全的,甚至可以抵御国家级别的攻击。密码朋克理念从根本上说,是利用这种宝贵的非对称性更好地保护个人主权,加密经济是这种思想的延伸,只不过它是保护协调复杂系统的安全性和有效性,而不仅仅是简单的私人信息的完整性和保密性。密码朋克精神的思想继承者应该保持这一基本属性,让破坏比使用或维护的成本高得多。
  • 密码朋克精神不仅仅是一种理想主义,制造防御比攻击更容易的系统也是其中最基本的工程。
  • 人类一直很擅长运用共识。即使对手能够获得无限的计算哈希值的能力,并对区块链进行 51%的攻击,要使社区相信这个分叉 链的正统性,比仅仅超越主链的 hash 能力要难得多。他们需要颠覆区块浏览器、社区中每一个受信任的成员、纽约时报、archive.org 以及互联网上的许多其他来源;总之,让世界相信新的分叉链就像让世界相信美国登月从未发生一样困难。

注:

计算哈希值的能力是一种计算机用于运行和解决不同哈希算法的能力。这些算法用于生成新的区块链上的区块。这个过程也被称为挖矿。

  • 然而,仅由社会共识保护的区块链过于低效和缓慢,而且太容易让分歧无休止地持续下去;因此,通过经济手段达成共识,在短期内对保护有效性和安全性方面起到了极其重要的作用。
  • 因为 PoW 的安全性只能来自于区块奖励,而对矿工的刺激只能来自于他们失去未来区块奖励的风险,PoW 是由大量奖励激励运行的系统。PoW 从攻击中恢复是非常困难,Vitalik 不看好这种逻辑,因为(i)它的能源消耗巨大(ii)它没有实现密码朋克精神,攻击成本和防御成本是 1:1 的比例,所以不存在防御者优势。
  • PoS 打破了这种对称性,它不是依靠奖励而是依靠惩罚来保证安全。验证者把钱质押起来,得到些许奖励,以补偿他们锁定资本和维护节点,并采取额外的预防措施,以确保他们的私钥安全,但还原交易的大部分成本来自于惩罚,这些惩罚比他们在此期间得到的奖励大数百甚至数千倍。因此,用一句话高度概括,PoS 不是“安全来自于燃烧电能”,而是“安全来自于投入的经济价值的损失”。

注:

还原交易,revert transactions,意味着正在使用的智能合约的逻辑失败或没有足够的 gas 费用来完成交易。该交易仍由矿工执行,在交易被还原之前使用的任何 Gas 费用都需要支付。基于此,被还原的交易仍然被挖出,并被纳入发布的区块中,但合约的状态并没有按照预期改变。

05.PoS 的优势

在被《财富》杂志问及,为什么 PoS 是更好的机制,Vitalik 这样回答:

我认为以太坊切换到权益证明有很多好处。在环境问题方面,可以让以太坊生态系统消耗更少的资源。此外,权益证明机制可以提高系统的安全性。它使攻击成本变得更加昂贵,并且更容易从攻击中恢复网络,这是人们没有想到的。此外,权益证明机制更具抗审查性,运行验证节点的计算机让矿工更容易检测和关闭程序。因此,权益证明机制具有一系列不同的优势。

基于 Vitalik 的观点,我们进行了进一步的总结:

1. PoS 以同样的成本提供了更多的安全性

我们分别计算一下 PoS 和 PoW 中,为了获得每天每 1 美元的区块奖励,所需支付的攻击网络的成本是多少。

注:

由于 ETH 特殊的挖矿机制,以太坊网络并没有发展出类似于 BTC  一样的大算力 ASIC 矿机,当前以太坊挖矿主要还是 GPU 挖矿,ASIC 矿机所占份额非常小,因此,此处只考虑 GPU 挖矿。

基于 GPU 的 PoW

攻击者攻击一个网络需要付出的成本是:租用足够的 GPU 功率超越现有矿工。对于每 1 美元的区块奖励,现有的矿工花费接近 1 美元的成本(如果他们花费更多,矿工会因为无利可图而退出,如果他们花费更少,新的矿工可以加入进来并获取高额利润)。因此,攻击网络只需要每天花费超过 1 美元,而且只需要几个小时。

假设攻击 6 小时,租用 6 小时的 GPU,所需耗费的租金成本约为 0.26 美元。随着攻击者获得区块奖励,其成本可能降低到零。

PoS

PoS 的成本主要是资本投入(即被存入的币)与运营节点的运营成本。存入的币不会贬值,当参与者完成质押后,会在一段时间后拿回他们存入的币。因此,参与者愿意为相同数量的奖励支付高得多的资本成本。

假设约 15% 的回报率足以激励人们质押,那么,每天 1 美元的奖励将吸引 2433 美元的存款,用时长达 6.667 年。运营一个节点的硬件和电力成本很小,每个月只需要 100 美元的电费和网络费,但一台千元的电脑可以质押几十万美元的存款。我们可以保守地假设,这些持续的成本是质押总成本的 10%,投入的资本对应的奖励是每天 0.9 美元。

攻击的总成本:0.90 美元/天* 6.667 年= 2189 美元

注:

6.667 年=1 美元/(15% 回报率);2433 美元=1 美元/天x365x6.667

1/0.15=6.667 (return/IRR)

从长远来看,这个成本预计会更高,因为质押变得更有效率,人们变得适应较低的回报率。Vitalik 预计这个数字最终会上升到 10000 美元左右。

为获得如此高的安全水平而产生的唯一“成本”,是在 staking 时不能随意移动你的币。甚至可能的情况是,这些币因为被锁起来会导致币价上升,所以在社区里锁定的、准备进行生产性投资的资金总量保持不变。而在 PoW 中,维持共识的“成本”是电力被大量燃烧。

2. 在 PoS 中,攻击更容易恢复

在一个 PoW 网络中,如果你的链遭遇了 51%攻击,你会做什么?到目前为止的历史实践中,唯一的反应是“等到攻击者厌倦”。但这忽略了一种更危险的攻击的可能性,即 spawn camping attack——攻击者会一次又一次地攻击链,其明确的目标是使该链失效。

在 PoW 的网络中,一个持续的攻击者可以很容易地使一个链永久地失去作用。最初的几天里,攻击者的成本可能会变得非常低,诚实的矿工会退出,因为他们没有办法在攻击进行时获得奖励。

在 PoS 的网络中,情况要好得多。对于某些类型的 51% 攻击(特别是恢复已完成的区块),PoS 共识中有一个内置的罚没机制,通过该机制,攻击者的大部分权益会被自动销毁,而不会影响到其他人的权益。第一次攻击链将花费攻击者数百万美元,而社区将在几天内恢复正常。第二次攻击链仍将使攻击者损失数百万美元,因为他们需要购买新币来替换被烧毁的旧币。而第三次将……花费更多的数百万美元。这个游戏是非常不对称的,对攻击者不利。

3. 更加节能

PoS 节点的能源效率估计比 PoW 节点高 99%(或更多),所以 PoS 代表了区块链技术在能源效率方面的巨大飞跃。PoW 机制是非常耗能的,为了在网络上产生每个区块,参与者需要使用强大而耗能的 GPU 来解决一个复杂的数学问题,谁先解决了区块,谁就获得了奖励。简单地说,PoW 是一场军备竞赛,如果你比你的竞争对手拥有更多的哈希率,你就更有可能获胜。这种军备竞赛的最终结果是,PoW 矿工以100% 的负荷,每天 24 小时运行尽可能多的 GPU。他们想赚取的区块奖励越多,对电力的需求就越高。

在 PoS 中,区块提出者是随机选择的,军备竞赛将不再存在,没有必要消耗更多的能量来提高竞争优势,因而不需要像 PoW 那样的能源密集型硬件,任何相对较新的消费类硬件都能够运行操作 32 个ETH 质押节点所需的软件。如果你存入超过 32 个ETH,你将被协议分配到多个“验证者 slots”,但你仍然能够从一台计算机上运行它们,尽管质押的越多,硬件要求就越高。

采用 PoS 机制将更加环境友好化,极大的降低耗电量。十万次 Visa 交易使用 149 千瓦时的能源,以太坊 PoS 十万次交易仅消耗:0.1667 * 4 = 0.667 kWh,相当于 Visa 相同数量的交易所使用能源的0.4%,与以太坊目前的 PoW 网络相比,能源支出减少了 225 倍。

4. 更高的抗审查能力(censorship resistance)

要成为 PoW 网络的矿工,你需要购买挖矿硬件,需要廉价和可靠的能源,还需要一定技术和能力来运行和维护你的“矿场”。挖矿的头部效应使得小规模的采矿难以与大矿场竞争,而由于大量的电力消耗,中央机构很容易发现矿场,并关闭它们,或胁迫它们参与攻击。而 PoS 质押则可以在一台不起眼的笔记本电脑上完成。

06.PoS 的风险

1. PoS 更像是一个“封闭系统”,长期来看可能会导致更高的财富集中度

在 PoS 中,你可以通过质押自己的币获得更多的币。在 PoW 中,你总是可以获得更多的币,但需要一些外部资源支持。因此,从长期来看,人们担心 PoS 的货币分布有可能变得越来越集中。

关于这样的质疑,Vitalik 是这样回应的:在 PoS 中,验证者获得的奖励相当低;以太坊转为 PoS 后,预计每年验证者的奖励相当于 ETH 总供应量的 0.5-2%。而且验证者越多,利率就越低。因此,集中程度可能需要一个多世纪才能翻倍,在这样的时间尺度上,人们更可能消费、向慈善机构捐款、把财产分配给孩子等等,而不是等待质押的 ETH 翻倍。

2. PoS 需要“弱主观性”(weakly subjective), PoW 不需要

虽然已经存在于网络中的节点不会被攻击者欺骗,但是对于首次加入网络的节点来说,他们没有足够的信息来判断哪条链是先被创建的,因此新节点会倾向选择攻击者创建的较长链。为了避免这种情况,新节点需要以某种方式在链下了解关于主链的信息,这在本质上就是要求他们选择信任网络中的某个主体,这个第三方可以是他们的朋友,可以是交易所或区块链浏览器,也可以是客户端开发者。而 PoW 没有这样的要求。

但是,即使这两个风险很大,但考虑到从 PoS 系统中获得更高的效率、更强的应对攻击或者从攻击中恢复的能力,这些风险是可接受的。

07.Merge 的影响

对 ETH 的影响

  • ETH 发行量下降 90%,通胀率下降

比特币每 4 年将其发行率减半,而以太坊在合并时,因不再需要给矿工挖矿奖励,其发行率将减少约 90%。社区将这种情况称为“Triple Halvening”,因为这相当于 *3 个比特币的“减半”同时发生。以太坊将在瞬间经历发行量的减少,而在比特币的网络上则需要额外的 12 年时间才能匹配。

目前 PoW 模式下,以太坊每天大约发行 13500 个 ETH(每年的发行量约为 ETH 总供应量的 4.3%)。然而,PoS 发行模式是根据网络上活跃的 ETH 的数量来决定的。目前的预测是,当合并发生时,发行率将下降到 0.3% 至 0.4% 之间。

对比来看,比特币目前每天发行约900 个 BTC —— 年发行量约为 BTC 总供应量的 1.7%。 接下来的两次“Halvenings”(减半)将使比特币的发行量在 2024 年和 2028 年分别减少到大约 0.8% 和 0.4%。 随着以太坊在合并后预计发行量下降到 0.3%-0.4% 之间,直到 2028 年,比特币的发行量才会和以太坊相当。

当“The Triple Halvening ”与 EIP-1559 的 BASEFEE 燃烧机制相结合时,预计以太坊的发行量在用户活动活跃期间实际上将变得通货紧缩。通缩意味着货币随着时间越长有越来越强的购买力,ETH 的市场流通量会少于实际流通所需要的量。通缩对于助推 ETH 的价格上涨也会有帮助。

注:

EIP-1559 是将 ETH 转变为通货紧缩资产的第一步,自 2021 年 8 月推出以来,它已导致 ETH 总供应量的约 1.8% 被烧毁。但是其销毁率并不确定,网络繁忙的时候会多销毁一些,网络不繁忙的时候销毁得少一些。

  • Merge 之后会有越来越多的人选择质押 ETH,但也更容易撤出

目前,约 9.7% 的 ETH 供应被质押。所有质押的 ETH 都将停止流通,直到 Merge 完成。根据 The Merge 后质押的 ETH 数量、网络费用和 MEV,ETH 质押收益率可能在 8.7-10.3% 之间。

截止 6 月 12 日,已经约有 1346 万 ETH 被质押,约有 40 万个验证者,APR 约 4.2%。质押者还将获得目前属于矿工的 Gas 费,这将使 APR 增加 2 倍甚至更多。4.2% 的 APR 可以被认为是以太坊上近乎无风险的收益。当它上涨时,将吸引更多的 ETH 被质押。

但在 PoS 下,某个节点想要撤出也更容易。和矿机的差别在于,矿机虽然具有金融化的属性,但是它不像 ETH 是完全的金融化的产品。以太坊在合并完成之前不允许撤出,所以只会单向增加,但是允许合并完成后,ETH 转 PoS 后没有实体资产支持,撤出的数量很难确定,确实会不如之前稳定,波动性可能更大。

  • 质押用户的收益增多

在不扣除服务器成本的前提下,在以太坊上进行质押的用户将获得约 4.2% 的年利率。Kraken  在《2022 年第一季度质押状况》的报告中预计,在以太坊 Merge 完成后,质押用户的年利率将增加到 8.5%-11.5%。

2022 年第一季度的质押状况

  • 合并后,大量用户取出 ETH,对 ETH 造成严重砸盘?

目前质押 ETH 是单向操作,质押者不能提取他们的 ETH 奖励,以太坊合并后将会提现,并且当 1200 万个质押的 ETH 被解锁时,ETH 将大量抛售。这对 ETH 会造成严重的砸盘。

我们对这种观点持保留意见,原因如下:

1. 每天只能提取 30k 以太坊

2. 解锁的 ETH 会缓慢释放

3. 质押 ETH 通常是永不出售的人。由于这一阶段的升级还没有确定的官方日期,用户有可能需要等待数年才能拿回他们质押的ETH。漫长的锁定期意味着,质押者通常是那些不介意让他们的 ETH 被锁定相当长一段时间的人。

对以太坊生态的影响

  • 矿工将无法继续在以太坊上挖矿

合并前,EIP 1559 已在以太坊上激活,合并发生时,以太坊的大部分交易费用已经烧掉了近一年。剩下的在 EIP-1559 之后没有烧掉的费用(称为“小费(tips)”或“优先费(priority fees)”)将支付给 PoS 区块的区块提出者,而不是 PoW 矿工。

如果任何节点继续在 PoW 版本的以太坊上挖矿,他们将成为分叉的少数派,其区块奖励的经济价值将远远低于其运营成本。由于矿工被利益所驱动,预计 Merge 之后的矿工群体可能会:

1. 挖掘其他 PoW 代币

2. 提供高性能计算的数据中心

3. 为 Web3 协议提供计算

4. 出售矿机并质押已挖出的 ETH 参与 PoS

  • MEV 的合谋套利

MEV 即 Maximal Extractable Value,最大可提取价值。对 MEV 的一个简单解释是:一个区块链网络的矿工或者验证者,可以决定一个区块内的交易在区块内的排序,而这个排序所能决定的最大价值被称作MEV。类似于传统证券交易里面的抢跑交易。

目前这种矿工排序的方案在 PoW 和 PoS 中没有变化,但 PoS 之后,MEV 的负面影响会被放大:在 PoW 下,区块提出者是根据他们拥有的算力随机产生的,一个具有更强算力的矿池会有更高的机会提出下一个区块。但这仍然是随机的,区块提出者无法提前预知,因此很难执行多区块的 MEV 策略。但在 PoS 方案下,区块提出者在每隔 12 分钟内被预先选择出来,这意味着彼此相邻的区块提出者不仅可以从自己的区块中提取 MEV,还可以串通起来执行多区块的 MEV 策略。

这会带来两个非常重要的影响:

1. 多区块的 MEV 策略在更大的区块空间范围内,对更多的交易进行筛选和排序,从而“盗取”更大的 MEV 价值。

2. 更糟糕的是,它是非常中心化的。

    a. 更高比例的验证者在你的控制之下 -> 更大的机会去控制两个或更多相邻的区块提议者 -> 更多的MEV 被提取

    b. 这意味着中心化的质押池不仅能够提供更稳定的经济回报(作为一个单独的质押者,提出区块的机会相当小),而且由于产生更多的 MEV,经济回报会更高。因此,人们将可能放弃单打独斗,转而加入一个中心化的质押服务或池子。

如果以太坊不能降低这个风险,这很可能会毁坏整个以太坊协议。对此,Flashbots 团队提出了 MEV-Geth 方案。以太坊网络 mempool 里的这种广播更像是公开拍卖,MEV 的源头在于交易发出和真正被矿工打包之间的延迟。Flashbots 的 MEV-Geth 方案可以使交易不参与 mempool 公开拍卖,而是直接把打包好的交易按顺序(不由矿工决定)交给合作的矿工来处理。

注:

Mempool —— Memory 和 Pool 的缩写,用于储存未经确认的交易信息,它充当了还未被纳入区块的交易的等待区,也是 MEV 机器人搜索可用于捕获某些 MEV 交易的地方。

值得注意的是合并完成后,交易排序的流程并没有产生太大变化。同样我们也有理由相信 MEV 仍然会继续存在。不同之处在于,决定交易顺序的人由矿工变成了验证者,验证者将被随机选中参与到信标链的执行。

  • 技术平台的升级

使以太坊成为如此成功的平台、并成为比特币市场主导地位的有力挑战者的关键特征之一是以太坊虚拟机(EVM),它允许在网络上创建和使用智能合约。

为了帮助改进这个系统并让平台的新手更容易使用,以太坊升级后将使用一个新系统来取代 EVM,称为 Ethereum WebAssembly(ewasm)。该系统将允许开发人员创造性地自由编写代码,而无需学习原生以太坊专用语言 Solidity。

  • PoS 将 ETH 转化为互联网债券,更加监管友好

近期颁布的《负责任的金融创新法案》(Responsible Financial Innovation Act),旨在通过将数字资产整合到现有法律中来鼓励‘负责任的创新’,并为加密行业提供了更清晰的框架。SEC (美国证监会) 将监管归类为证券的数字资产,而 CFTC (美国商品期货交易委员会)将负责监督那些被承认为商品的数字资产。这或许为以太坊升级的到来铺好了路,PoS 将 ETH 转化为互联网债券 —— 美国国债的可行替代品。尽管 ETH 的波动性比债券更大,但它保证了更高的收益率,如果 ETH 价格没有暴跌,实际收益仍然会更好。以太坊转换为 PoS 或为一个创举,其他加密货币未来可能会效仿,甚至促使一些组织或政府完全接受加密货币。这种做法可以极大地促进以太坊的采用,使加密货币走向更好的未来。

对公链竞争格局的影响

乐观预期:

  • 一切执行顺利,以太坊一家独大,甚至其他公链变成以太坊的 Layer2。

悲观预期:

  • Merge 一再延期,大家对于以太坊的执行力失去信心,其他公链崛起,Merge 变成一场“等待戈多”的游戏。
  • Cosmos  等多链基础设施让多链生态百花齐放,侵吞以太坊市场份额。

Merge 后续:扩容

The Merge 并不是以太坊的扩容方案,其范围仅限于升级以太坊的共识机制。在实践中,它不会对目前以太坊的用户体验产生任何影响。gas fee 是以区块空间需求为变量的函数,并不受共识机制影响

以太坊的愿景是成为一个去中心化、安全、节能、可扩展的网络。在 Merge 完成后,就要开始分片和 Layer2 的工作,这两点将对以太坊的可扩展性具有重大意义。

08.Merge 后的投资视角

以太坊成本大幅降低,是一件好事吗?

Ethereum Foundation 持有约为 16 亿美元,分为 13 亿美元的加密货币,和 3 亿美元的非加密货币投资和资产。持有的绝大部分(99.1%)加密货币是以 ETH 形式持有的,占 ETH 总供应量的0.297%。

Gas fee 中支付的 ETH 并没有让任何中心化的实体获利,没有任何公司从你支付的费用中收取分成,gas fee 支付给矿工,因为他们贡献了必要的资源来维持以太坊的运行。因此,你可以把 gas Fee 看成是网络运行所需的基本“物资”。

收入:当你使用任何一个 Layer1 的时候,你为他们提供的服务(也就是区块空间)支付原生代币,你支付的费用,收入会以 staking 奖励的形式为资产持有人所有,这就是以太坊收入(例子:开发人员必须向以太坊网络支付费用,以便在网络上创建新的 token 或 dapp)。

支出:加密对冲基金 North Rock Digital 的创始人 Hal Press 提出了一个新颖的视角 ——对于 PoW 来说,发行量是一种费用,因为发行量不归代币持有人所有,而是归矿工所有,所以现在以太坊每年发行 400 万个币,这是一个巨大的费用。但 Merge 后,ETH 的发行不再被视为一项支出,因为在 PoW 的机制下,矿工为了补偿自己矿机等硬件成本,倾向于卖出 ETH,但在 PoS 机制下,质押者通常选择长期质押和持有,质押奖励还是在以太坊生态中,没有离开系统,因而这部分的发行不能算作成本。

除此之外,PoW 的大部分费用是电费。这属于网络的实际支出,因为对于运营网络的人来说,这是需要花钱的事情,而尽管 PoS 仍然需要运行节点、支付电费,但费用与之前相比是低很多的。

2021 年,以太坊基金会总支出大约 4800 万美元。其中约有 2000 万美元是以外部支出的形式,包括赠款、委托领域分配、第三方资金、赏金和赞助。

虽然以太坊成本大幅降低,但这一定是一件好事吗?

类比商品或传统货币,其价值是需要投入的生产资料及其他成本的总和。所以,如果以太币的铸造方式改变,人们对于其内在价值的考量会发生改变。质押的 ETH 成为新的以太坊,而以太坊再也不需要取出,用户既可以拥有流动性的便利,账面资产又一直在上涨。就像一种算法稳定币,通过质押来获得未来的潜在收益,这种方式很可能是对未来风险的预演:一旦出现了极端的风险事件,外部流动性受到冲击,那么这两种货币之间的价值会发生脱锚。

我们都知道“能量守恒”定律,外部能量输入的减少,很可能给系统的稳定性带来更大的风险。对于以太坊的流动性和资产未来价值的预期管理,是建立在现有 PoW 的挖矿机制下的,使得大家认为“凭空铸造”的资产是有价值的。但如果改变现有的激励机制,铸造成本下降对于生态而言未必是好事,很可能加剧 ETH 死亡螺旋的风险,带来类似于算法稳定币 的悲剧。

可以用传统金融的估值法来看待以太坊

加密量化交易员 Ryan Allis 做客 Bankless 的播客时提出,PoS 使 ETH 第一次有了基本面,可以按照 DCF 和 P/E 估值法来看,那么 ETH 的价值被严重低估,其公允价值肯定在 1 万美元以上,将吸引更多机构投资者的关注。

注:

DCF,Discounted Cash Flow ,是一种根据一项资产预期的未来现金流(对其未来能赚多少钱的预测)来对今天的资产进行估值。要为一家公司建立 DCF 模型,你需要知道它目前的净利润(收入-支出),这就是年度现金流。接着你需要假设这些现金流的增长率,并在较长时间内(如 15-20 年)对其进行评估。

以太坊网络的成本主要是维护共识所需花费的安全成本。它以 ETH(区块奖励)的形式发行给区块生产者,目前是矿工,但在 PoS 中是以太坊网络中的质押者,网络没有其他成本,硬件、电力等都由第三方供应商承担。

因此,我们有两种类型的现金流:

  • 燃烧掉的费用(相当于通过“回购”形式间接向 ETH 持有者分配利润)
  • 给质押者的小费 (tips) 和区块奖励

基于它们和以太坊收入的预期增长率,有可能建立一个 DCF 模型来评估 ETH 的公允价值。

DCF 模型输入:

  • 年化收入=2022 年 1 月的收入×12
  • 增长率:每年 25%(与去年 400% 的增长相比已经很保守)
  • 质押奖励:每年 110 万美元的 ETH

DCF 模型输出:

  • 每个 ETH 的 DCF 值:1.06 万美元
  • 每个质押的 ETH 的 DCF值:1.26 万美元

这些数字是通过未来现金流的净现值除以当前的 ETH 供应量来计算的。然而,他们忽略了合并后 ETH 的通缩。

如果我们假设 20 年后 ETH 的供应量从目前的 1.18 亿下降到 1 亿(按目前预计的年供应量下降 2.5% 计算,将下降到 7100 万),上述价格将上升到 1.25 万美元(不质押)和 1.5 万美元(质押)。

使用基于市盈率(P/E)的估值结果更加乐观。以太坊目前的市盈率是 20,而标准普尔 500 指数中的普通公司的市盈率是 35,每年的平均增长率为 8-10%。以太坊去年的增长率是 400%。

如果我们把以太坊比作一个高速增长的科技公司,我们可以假设市盈率为 100-200(特斯拉在 300 以上),这将使每美元 ETH 的隐含价值为 17000-33000 美元,是当前价格适度增长 5-10 倍。

我们不仅有一个 100% 的收入是利润的资产,而且它的增长率是一个公司平均增长率的 10 倍以上,但 ETH 的交易市盈率仍然低于一个普通公司,仍有很大的上升空间。

也有批评说,加密货币市场的交易是基于叙事和 meme,DCF 模型并不适合这个市场。也许它现在的确不适合,但当更多的机构投资者进入加密货币领域时,传统的估值方式将变得更加普遍,甚至 DCF 模型可能是变成 meme 本身,如果许多人相信它,它就会变得相关。

利好质押赛道服务商(staking as a service)

质押分类

  • 单独质押(Solo home staking)

单独质押就是用户在以太坊上质押至少 32 ETH,并自行运营验证者节点。自我质押存在诸多限制:1)质押资金无法流动,在以太坊升级完成之前不能解除 ETH 质押;2)24*7 运营节点的诸多工作

  • 交易所质押(Exchange staking)

通过中心化交易所质押,允许用户在任何时候进行质押或者取消质押,交易所会抽取一定服务费。由于最开始用户无法取回质押在以太坊上的钱,交易所的资金周转存在一定压力——交易所最多只能质押约所存 ETH 的 60%。因此,交易所质押的回报率远远低于单独质押或者流动质押。

另外,交易所质押会对以太坊网络带来中心化风险。交易所代表了一些最大的 ETH 持有者,交易所质押会使他们的 ETH 持有量更大,这对以太坊生态会带来巨大损害。三个最大的托管质押解决方案(Kraken、Coinbase  和 Binance)总共存入了近 270 万个 ETH。

  • 流动质押(Liquid staking)

流动质押允许用户质押任意数量的以太坊并便于他们随时解除质押,通过发行质押资金的代币化版本来完成,类似于一种衍生品,可以像普通代币一样转移、存储、消费或交易。

例如,Lido  允许用户质押任意数量的以太坊,以发行 stETH 作为回报,可用于借贷、抵押等,同时仍然可以获得每日质押奖励。由于用户质押的 ETH 会产生质押奖励,因此用户的余额将每天增加,从而使他们能够获得质押奖励的价值。

像 Lido 这样的流动质押服务适用于所有类型的 ETH 持有者。小资金的持有者可以抵押任何数量的以太坊,并且可以随时取消抵押;大资金的持有者可以使用流动质押服务来对冲他们的资金免受 ETH 波动的影响;基本上,它允许各方进行质押,而无需维护复杂的质押基础设施。

质押赛道市场分析

以太坊质押率已达 10%,未来仍将有 3 倍以上增长,Merge 的推进与完成利好质押赛道服务商。目前有约 37 万个验证者在以太坊信标链上质押了 1200 万枚 ETH,超过以太坊总量的 10%,总价值达 350 亿美元。参考 Binance、Solana  等现有 PoS 主链长期质押率在 40%~70% 之间,以太坊质押率至少还有 3 倍以上的增长空间。

运行自己的质押节点将会面临很多风险,并且需要大量的资金来启动。个人很难维持一个 24/7 的在线服务器,并且保持不出错而被罚没。为了便于个人进行质押和赚取奖励,市场上出现了“质押即服务”的节点供应商。节点供应商将负责管理基础设施,用户只需要把他们的资金在节点供应商提供的平台上进行质押即可,节点提供商每月收取节点操作费或佣金费。

其中,已占据流动性质押赛道 90% 市场份额的 Lido,通过与 Curve  建立 ETH 兑换流动性池,让用户在质押资金锁定期间仍能获取 ETH 流动性;Rocket 以 0.001 ETH 的超低质押门槛走出了适合小散户的差异化路线;而 SSVNetwork 作为底层技术供应商,率先上线测试网,使用分布式验证(DVT)技术为上层客户提供更去中心化的技术方案。

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