一文解析以太坊合并,以太坊升级的关键之举

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作者|明曦    出品 | 奔跑财经

The Merge:两个不同系统的融合

5月20日,V神在ETH上海直播时在有意淡化“ETH2.0”这个概念,实际上合并也并不是“ETH2.0”的过程,不存在推出新的以太坊版本。那么,以太坊合并到底是什么?

去年10月份,以太坊基金会 Eth2 研究员Hsiao-Wei Wang在《以太坊 The Merge 重点摘要》分享中讲过的话,更适合去作概括。

“合并(The Merge),从宏观的角度来说,是两个不同系统的融合。”

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The Merge是对以太坊的升级,是以太坊主网和信标链(The beacon chain)进行合并。具体解释(如上图):把现在Proof of WorK Chain称为Eth1,把以太坊的Proof of Stake和sharding的研究称为Eth2。把Proof of Work链取出execution layer(执行层)和Eth2的consensus layer(共识层)进行合并,组成完整的Ethereum。

信标链是具有PoS共识层的独立的网络,目前它与以太坊主网(共识层为PoW)并行运行。一旦完成合并,以太坊中的PoW共识层将被移除,以太坊链上所有区块的共识将由PoS共识层实现。在整个过程中,execution layer继续托管以太坊虚拟机(EVM),并验证和广播交换,consensus layer会用二进制数据的方式,将交换和共识所需的信息打包。但是现在以太坊Proof of Work mining将被弃用,也是就参与工作量证明(PoW)挖矿将停止,矿工将被validators(验证者)取代,PoW节点矿工退出历史舞台。

合并是以太坊升级的必要途径

我们先需要回顾一个“老大难”问题,V神曾提出过“可扩展性三难困境”:区块链难以同时实现可拓展性、去中心化和安全性三大属性。到目前为止,我们所接触过的区块链中大多都是实现其中两个属性。

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BTC、ETH而言,去中心化和安全性的网络已经运行了很多年,但是确保了前两个属性后,导致了交易效率低下,延迟和吞吐量非常低,比特币每秒大约完成7笔交易,以太坊每秒大约15笔。

正是因为这样的原因,以太坊生态发展受到严重制约,开发者以及其他用户对以太坊改进和升级的需求越来越迫切,目前而言,分片(sharding)为认为是解决这一问题的最好方案,但是去中心化的分片难度系数极其大。

V神在ETH上海直播时提到一个新的名词Proto-Danksharding,这是新的分片路线吗?不确定,但目前能知道的思路是:以太坊升级到必要时候,结合PBS、crList等技术,第一步进行1个“超大分片”,直接将区块大小提升到1MB,把ETH的TPS增加到5000,是现在处理速度的300多倍;再进行“长期的扩容计划”,把区块大小提升16MB,再配合Rollup技术,让以太坊的TPS 提高至每秒80,000笔。

5000倍的计划仿佛指日可待,但是现实骨感得很,分片开启之前,需要完成的是以太坊合并。

当前状态的以太坊正在使用工作量证明(PoW)运行,矿工需要强大且耗能的GPU来解决复杂的数学问题,才能获取奖励,在通过二级市场的交易才能获得继续挖矿的成本。合并后,在股权证明PoS中,任何拥有足够价值的ETH只要愿意储存一些价值作为质押,就可以成为验证者,降低成本是为何合并需要考虑的首要原因。

PoW中的矿工支持着以太坊网络的运行,以太坊需要一定数量的矿工去维护运行,但实际上“寡头”挖矿越积越多之后,运行的潜在危险也在增加,同时维持共识的“成本”是大量消耗真正的电力。

以太坊PoS将为实现分片搭建平台,这场重大的协议变化将为以太坊并行运行分片链提供便利,通过数据可用和结算增加可用的区块空间,为扩容带来诸多好处。所以说,PoS机制运行,后续可拓展性的规划以及开放性研究问题才能更好地运行,而非当下的“负重难行”。

Coinbase 高级软件工程师Yuga Cohler分析称,Merge最受瞩目的方面可能是其产生的效率……并且,合并作为以太坊的战略下一步是有意义的。

合并能否如约而至?

没有人能给出合并的具体时间。在近期ETH直播中,V神提到,6月以太坊测试网Ropsten将开启运行PoS机制,测试确认没有运行问题后,合并将会在2-4个月完成。

目前官网给出的时间是:预计2022年第3/4季度。


根据GitHub的Merge测试网页面,以太坊DevOps工程师Parathi Jayanathi已提交了Ropsten测试网Merge的配置代码。Ropsten测试网被视为以太坊主网的最佳复制品,它的成功将是以太坊合并至关重要的一大步。

不管顺利与否,最近一次的以太坊的难度炸弹(Difficulty Bomb)“无可避免”了。

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数据来源:wenmerge.com

难度炸弹的第一个目的是推动转向权益证明(PoS)共识机制。但目前已经推迟了5次难度炸弹,以及Arrow Glacier和Muir Glacier两次硬分叉都只推迟了难度炸弹,这次难度炸弹可能会在2022年6月底到来,随着以太坊生态体量的发展,拆除和延迟难度炸弹的可能性越来越小。

目前我们也很清楚,“炸弹”来临时,合并还未来到。

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如果直到年底仍旧没有合并,区块间隔可能会到18-20秒,以太坊的TPS不升反降,交易将迎来更可怕的gas费。

合并后的以太坊

据媒体报道,天使投资人sassal.eth表示:合并之后,以太坊网络完全转向PoS - 减少99.98%的能源使用 - 减少80-90%的ETH发行量 - 质押的ETH APY增加 - ETH变为净通缩 - 至少6个月后没有新的ETH。

节约能耗。目前以太坊一年的耗电量约等于荷兰一年的用电量。根据Carl Beekhuizen在2021年5月的估算结果:以太坊在合并后将使用至少约99.95%的能源(也有说法是99.98%)

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来源:https://blog.ethereum.org/2021/05/18/country-power-no-more/

质押收益。信标链去年12月推出以来,取得了绝对的成功。据Ethereum官网数据显示,5月24日,信标链网络总质押量已突破1300万枚ETH,验证者总数388,212个。按照当前ETH价格计算,信标链质押总价值已超过250亿美元。待到合并成功后,验证者收益率可能从现在的4.6%上升到10%左右。

全面通缩。一旦合并,ETH发行量将大幅下降,出现“三重减半”(社区名称,是对BTC减半的致敬)。根据moneyprinter数据显示,PoW模型下以太坊每年发行量约4%为ETH总供应量,每天发行1.2—1.3万枚ETH。

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来源:moneyprinter.info;时间5月24日

PoS机制下,ETH发行数量根据网络上积极质押的ETH数量来确定。根据预测数据显示,“合并”后的发行量预计下降0.3% - 0.4%。也就是说这相当于比特币未来继续的两次“减半”,2028年比特币的发行量预计将在0.4%左右(目前比特币发行量约为1.7%比特币总供应量)。

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相比于PoW的抛压,PoS质押不消耗大量电力,没有庞大的挖矿成本,而质押价值才是更多奖励的动力,再加之2021年8月生效的EIP-1559的销毁机制(燃烧每笔交易的BaseFee),以太币通缩时代即将来到。

以太坊是区块链的龙头协议和生态,它的升级必定是行业的重磅消息,可谓是牵一发而动全身,虽然以太坊升级的全过程并不顺利,甚至也有争议和怀疑。按照现有的规划和步骤,所有人的目光都聚焦于即将带来的以太坊合并,以及未来的升级生态过程中。

标签: 区块链 比特币 BTC

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