从矿工到质押者：浅析以太坊质押机制如何保证区块链安全

　　公共区块链依靠共识机制确保去中心化运作，比特币采用工作量证明（PoW），以太坊转向权益证明（PoS），质押者通过质押代币获得奖励，但质押奖励相对于代币价格波动较低，反映了其主要收入来源。

　　公共区块链的一个显著特征是它们能够在没有中央机构的情况下运行。为了实现这一点，并同时管理其网络的运作，它们采用了一套算法和经济激励机制，统称为共识机制。

　　比特币网络通过工作量证明（PoW）共识机制，由矿工来确保安全；而以太坊则通过权益证明（PoS）共识机制，由质押者来保障安全。与PoW中矿工通过计算能力来保障网络安全不同，PoS中质押者通过将其Token资本置于风险中来体现“利益相关”。

　　质押者因维护区块链而获得奖励。因此，持有Token并进行质押和验证交易的Token持有者可以生成收入。然而，质押奖励相对于Token价格波动通常是适中的，价格波动应被视为大多数加密资产投资的主要风险和潜在回报来源。

　　公共区块链提供了一种新的方式来组织数字商业，基于开放架构平台而无需中央机构。与由董事会监督并受所在国家法律管辖的公司不同，公共区块链是通过加密技术和经济激励来保障安全的全球分布式计算机网络。用来协调经济激励并保持网络正常运作的机制，可以说是这项新技术的核心创新。

　　1、权益证明（PoS）与工作量证明（PoW）

　　区块链在其网络上的每个节点上存储相同的信息。为了就网络上要存储的正确信息达成一致，节点必须在没有中央权威帮助的情况下达成共识。为了管理这个过程，每个公共区块链都采用一种“共识机制”：一种基于经济激励的规范性决策算法，将节点带入一致性。

　　比特币的共识机制被称为工作量证明（PoW）。在PoW机制下，被称为矿工的专业服务提供商竞争解决一个计算问题，获胜的矿工获得更新区块链并赚取Token奖励的权利。这些难题通过暴力破解（即反复猜测）来解决，因此需要大量资源，包括前期资本支出和持续的电力成本。因此，解决难题向其他网络参与者提供了证据，证明获胜的矿工具有既得经济利益，可以信任其更新链条。矿工因其服务而获得Token奖励。

　　以太坊最初使用与比特币相同的PoW算法，但在2022年转向了一种新的共识机制，权益证明（PoS）。这种方法同样依赖于经济激励，网络参与者通过“质押”其以太坊区块链上的本地Token以太币（Ether）来展示其既得经济利益。质押者负责验证交易并更新区块链。那些正确履行这些职责的人会获得额外的Token奖励，而那些违反链条利益的人可能会被“削减”其质押（即受到惩罚和减少）。因为质押者的经济利益与链条的健康运行一致——他们有“利益相关”——所以可以信任其验证交易和更新网络。与挖矿不同，质押消耗的电力很少，被一些人认为是一种更环保的区块链共识方法。

　　尽管比特币仍然是按市值计算最大的公共区块链，PoS网络已获得了广泛的欢迎。例如，在我们的加密货币和智能合约平台加密部门中，超过一半的协议使用PoS共识机制。按市值计算，基于PoS的链条占这些加密部门总市值的约30%，而不包括比特币的市值则占90%（见图1）。

　　图1：排除比特币，PoS现已成为主导的共识机制。

　　2、以太坊交易及质押者的角色

　　在像以太坊这样的PoS区块链上，质押者负责验证所有交易是否符合网络的规则。没有这一服务，区块链将无法运作。

　　为了更好地理解质押者的角色，我们可以考虑以太坊交易的机制。如图2中的示意描述所示，一笔以太坊交易大致涉及八个步骤（图2）。虽然用户启动了该过程，并且某些步骤可能涉及其他专业服务提供商，但大多数步骤都需要验证节点的积极参与。由于所有以太坊交易（或其他状态变化）都是通过验证节点的协调行动来完成的，因此质押者实际上是负责运行区块链的。

　　图2：验证节点负责处理交易。

　　为提供这些服务，质押者通过额外的Token获得奖励，这些Token来自用户支付的费用和新发行的Token。在以太坊上，费用分为基础费用和优先费用（“小费”）。网络会自动销毁作为基础费用支付的以太币，这种机制旨在通过减少Token供应量来惠及所有用户。质押者则赚取优先费用以及新发行的以太币（见图3）。

　　图3：以太坊质押奖励来自优先费用和新发行的Token

　　3、质押奖励和收入

　　由于Token奖励，质押者可以通过他们的资产潜在地产生收入。在传统市场中，最好的类比可能是农业用地。土地本身具有市场价值，其价格可能随着时间的推移而上涨或下跌，但它也可以通过种植作物来用于生产。同样，质押奖励是对验证区块链服务的支付，作物则可以被视为对耕种农业用地服务的支付。在这两种情况下，资产所有者都提供了一项有用的服务并产生了服务收入。

　　目前，以太坊的质押者平均获得3.1%的奖励率（见图4）。据数据提供商Allium的计算，随着以太坊供应的质押份额增加，以太坊的质押奖励率呈下降趋势（当质押供应下降时，协议会提供更高的奖励率以激励质押活动）。质押奖励的日常变动还反映了网络拥堵和优先费用的变化：当网络流量增加时，用户通常会支付更高的费用以确认他们的交易。

　　图4：以太坊质押者目前获得年化约3%的奖励率

　　对于以太坊持有者来说，通过质押Token并提供验证服务，质押奖励可以被视为一种收入来源。例如，自2023年初以来，以太坊的以太币（Ether）现货价格已上涨了173%。在此期间，我们估计质押奖励的年化收益率约为4.5%。因此，一个以太坊质押者的假设回报——包括价格回报和质押收入——将达到192%（见图5）。此计算假设质押者正确履行了职责（即获得了所有奖励且未遭受削减），且未支付任何第三方费用。实际上，以太坊质押者的收入将取决于这些假设。

　　图5：质押奖励可以视为资产收入

　　虽然质押奖励可以对Token持有者的回报产生一定的增量贡献，但相较于其他资产，以太坊的质押奖励率在其波动性的背景下相对较低。换句话说，投资者应将Token价格本身，而不是质押奖励，视为主要的风险和潜在回报来源。例如，图6展示了以太坊的质押奖励率与其波动性的关系，并与各种货币市场“套利交易”和某些股票指数的股息收益率进行比较。主要以收入为目的的投资通常具有相对较高的收益率，相对于其价格波动（否则价格变化的收益/损失将会淹没收入回报）。以太坊的质押奖励率相对于其价格波动率较低，类似于美国股票指数的股息收益率。这类投资通常主要是为了潜在的资本增值，而非收入回报。

　　图6：相较于资产的波动性，以太坊的质押奖励较为适中

　　质押奖励率在PoS区块链中差异显著。例如，一些市值较小的网络提供的名义质押奖励率在10%-20%之间（见图7）。然而，请记住，质押奖励通常通过交易费用和新发行Token的组合来资助。在许多情况下，高质押奖励率只能通过高Token供应通货膨胀来实现，这可能对价格回报产生影响。因此，投资者也应考虑实际（通胀调整后）质押奖励率（类似于分析师在债券市场或货币市场中常常考虑实际利率的方式）。以太坊的供应增长接近于零，因此其名义和实际质押奖励率大致相同——约为3%。相比之下，虽然Filecoin（FIL）提供23%的名义质押奖励率，但预计流通供应在一年内将增长20%[12]，这意味着实际质押奖励率仅为3%（见图7）。

　　图7：高名义奖励率通常伴随高通胀

　　4、风险所在

　　共识机制对区块链的重要性就像法律和产权对传统企业的重要性一样：二者不可或缺。随着加密行业的发展，Grayscale Research预计PoS共识和质押将成为生态系统中越来越重要的一部分。尽管质押奖励率通常相较于加密资产价格波动较低，但随着时间的推移，它们可以成为额外收入的来源，因此许多Token持有者将愿意担任验证者以赚取这些奖励。

　　5、技术附录

　　虽然在概念上质押比较简单，但在实际操作中涉及到更多复杂因素，下面讨论了其中几个关键点。

　　以太坊的质押有四种方式：单独个体质押、质押服务、 pooled 质押和中心化交易平台。

　　单独个体质押是最具影响力且无需信任的方法，提供完全的控制权和奖励，但需要至少32个以太币、一台专用计算机以及一些技术知识，增强了网络的去中心化。上述讨论以独立质押为视角。

　　质押服务允许用户委托硬件管理，同时获得原生区块奖励，要求32个以太币，并且提款密钥通常保留在用户手中。Pooled 质押允许用户质押任意数量的以太币，通过第三方解决方案和流动性Token简化过程获得奖励，易于退出，但存在第三方风险。

　　中心化交易平台提供最少的监督和努力，适合那些不愿意自行保管的用户，但涉及更高的信任假设和集中化风险，将大量以太币集中在一起，并提供一种收益获取的后备选项。

　　以太坊中的绑定/解绑队列涉及验证者因网络的每个时期处理速率限制而等待开始质押或解除质押，这一速率限制称为“变化”（见图8）。这些队列保护了以太坊PoS共识的稳定性。如果验证者加入的速度超过处理速度，队列时长会增加；如果验证者加入的速度较慢，队列时长会减少。变化是每个时期进入或退出的验证者的速率限制，基于活跃验证者的数量进行调整，以维持共识的稳定性。一个时期是32个槽位，每个槽位长12秒，总计6.4分钟，在此期间验证者提出和验证区块。清算是指从退出验证者队列并成为可提款状态后，将资金提取到指定地址所需的时间；验证者数量越多，清算延迟越长。

　　图8：验证者通常需要等待进入和退出

　　流动质押衍生品（LSDs）是为了应对质押以太币的锁定性质而创建的，为质押资产提供流动性，否则这些资产将无法访问。当用户将以太币质押给流动质押提供者时，他们会收到一个代表质押以太币的LSDToken。该Token是可替代的、可转移的，并且可以用于各种去中心化金融（DeFi）活动。LSDs解锁了质押以太币的流动性，使用户能够通过DeFi活动（如借代、提供流动性和作为抵押品使用）赚取额外的收益，同时仍然获得质押奖励。

　　再质押涉及使用已质押的以太币来同时保护以太坊网络和其他去中心化协议，从而赚取额外的奖励。再质押的目的是帮助较少开发的协议利用以太坊强大的验证者社区，而不需要承担高昂的成本和资源。再质押由第三方协议EigenLayer引入，而不是通过以太坊改进提案（EIP）或以太坊路线图。