随着以太坊合并的出现,我们深入了解以太坊一套描述权益证明共识的新指标,并描述信标链自创世以来的性能。
以太坊合并是加密货币行业最令人印象深刻的工程壮举之一,该事件正在迅速临近。合并标志着多年研究、工程和开发的结束,并将以太坊区块链从工作量证明过渡到权益证明共识机制。
在许多方面,这一事件可以被认为相当于更换了价值 2000 亿美元的喷气式飞机的发动机,这架喷气式飞机还承载着价值数千亿美元的金融基础设施,同时还全速飞行。
合并已正式计划在 58.75e21 的总终端难度下进行,预计将于 2022 年 9 月 15 日进行。距离合并日期只有几天了,这份报告将引入一套新指标来帮助理解以太坊权益证明系统,并将描述自 2020 年 12 月 1 日创世区块以来信标链的性能。
区块生产和参与
信标链上的块生产过程比等效的工作量证明链有几个额外的步骤。在 PoW 系统中,矿工负责构建区块,然后将他们的获胜区块广播到节点网络,节点网络随后验证包含的交易和区块模板是否符合共识规则。
在以太坊 PoS 系统中,出块和验证经过以下步骤:
PoS 区块链由一系列插槽构成,平均间隔为 12 秒。每个插槽都代表验证者构建和提议区块的机会。
每组连续的 32 个时隙(6.4 分钟)被分组为一个Epoch。
协议选择了一组 128 个验证者,为每个 Epoch 组成一个委员会。
该委员会的一名验证者被算法选择为在即将到来的Slot中提出一个块。
委员会中的其余验证者提供证明,证明提议的区块和包含的交易遵循共识规则。
然后由三分之二的验证者网络系统地确定 Epoch。
信标链创世区块于 2020 年 12 月 1 日,在撰写本文时,这个新网络已经运行了 639 天(1.77 年)。链尖已超过区块高度 4,557,056 和 epoch 高度 142,408。
验证者取代矿工
在以太坊 PoS 共识系统中,矿工被验证者所取代,验证者必须存入 32 ETH 的股份才能参与协议共识。以太坊信标链存款合约于 2020 年 11 月上旬推出,允许早期采用者存入 ETH 并帮助启动信标链。
信标链路线图的第一阶段是第 0 阶段,在生成创世区块之前,存款合约要求最低门槛为 524,288 ETH。需要注意的是,存款是(现在仍然是)单向的,在上海升级之前,ETH 无法从存款合约中提取出来,目前预计上海升级将在合并后的 6 到 18 个月内准备就绪。
虽然存款最初开始缓慢,但在 2020 年 11 月 24 日,令人信服地达到了第 0 阶段的门槛,因为在计划的创世日期前一周,社区信心迅速提高。
验证者绩效和收入
验证者必须首先存入 32 ETH 的股份才能启动验证者,如果他们的余额低于 16 ETH(在不活动泄漏或削减的情况下),他们将被从协议中驱逐。一旦验证者进入协议,他们的 ETH 总余额将由于多种因素而开始变化:
发行和手续费收入(余额增加)
如果验证者经常错过区块或证明(余额减少),则不活动泄漏。
在恶意行为的情况下削减(余额减少)。
还有一个称为有效余额的概念,其上限为 32 ETH,并在此值以下减少到最接近的 1 ETH 增量(最小缓冲为 0.25 ETH)。例如:
如果质押者有 32 ETH 并获得 0.5 ETH 的奖励,他们的总余额(红色)是 32.5 ETH,但他们的有效余额(绿色)仍然是 32 ETH。
如果质押者有 32 ETH,但在不活动惩罚中泄漏了 0.5 ETH,他们的总余额(红色)现在是 31.5 ETH,但他们的有效余额(绿色)向下舍入为 31 ETH。
31.250 ETH 的总余额将有 31 ETH 的有效余额
31.249 ETH 的总余额将有 30 ETH 的有效余额
下图显示了积极参与 PoS 共识的总有效余额(绿色) 。剩余的总余额(红色)本质上是多余的 ETH,可被视为非活跃质押的缓冲。目前,总有效余额为 1335.7M ETH,大约 745k ETH 处于非活跃状态(占总数的 5.29%)。
最后,我们将寻求解决合并后最大的问题之一: PoS 发行量的减少以及 EIP1559 销毁机制对 ETH 净供应量的估计影响是什么?下图展示了自 2021 年 8 月 EIP1559 上线以来 ETH 每日发行量的两条曲线:
当前状况(橙色),在 PoW 和 PoS 链上都发生 ETH 发行,EIP1559 在 PoW 侧燃烧活跃。除了几天之外,ETH 供应量一直处于净通胀状态,自 7 月以来每天发行的 ETH 数量在 11.8k 到 14.3k 之间波动。
模拟条件(蓝色),仅 PoS 信标链处于活动状态,并且 EIP1559 位于 PoS 链上。这模拟了如果 Merge 与 EIP1559 一起发布的市场可能会是什么样子,并且它显示了一个明确的净通缩系统,直到 2022 年 7 月下旬,发行量稳定在每天 +500 到 +1,000 ETH 左右。
鉴于链上需求,因此目前天然气价格非常疲软,这突显出,随着天然气费用压力的任何有意义的回升,可以合理地预期 ETH 将成为净通缩供应资产。
总结和结论
以太坊合并即将到来,是多年辛勤工作以及卓越的工程和研究努力的结晶。由于最近几个月所有以太坊测试网都已成功完成合并,主网合并已正式安排,预计于 2022 年 9 月 15 日进行。
在本报告中,我们探讨了以太坊新的权益证明共识机制的基本机制,以及我们如何研究信标链的网络性能。我们评估了信标链迄今为止的表现,并分析了验证者存款、收入流以及对净 ETH 供应动态的可能影响。
现在超过 11.2% 的 ETH 流通供应参与了 PoS 共识,这代表了以太坊社区的重要信任投票。我们可以期待一个成功的主网合并,并在未来分析新的迷人的权益证明共识机制。
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