以太坊合并前后5大维度数据对比

长话短说

1、合并以太坊是为分片做准备，其次是环境更友好，安全性更高，去中心化。

2.合并主网的复杂度远大于测试网。 我们对9月19日能否合并持悲观态度。

3、合并完成后，ETH的产量将减少90%。 质押释放的 ETH 无法覆盖 Gas 的燃烧。 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利斯之剑。

5、短期内，以太坊的合并将为staking赛道带来发展红利。 从长远来看，STaaS的发展主要取决于公链生态的繁荣和赛道本身的创新。

以太坊合并（The Merge）指日可待。

根据开发者电话会议，三个测试网中，Ropsten 和 Sepolia 已经成功合并，最后一个测试网 Goerli 的合并预计将在 8 月的第二周进行。 Bellatrix 更新将于 9 月初部署。 然后是 2 周的合并部署。 如果一切顺利，主网合并预计将在 9 月 19 日左右进行。

合并是以太坊历史上最重大的升级。 作为生态规模最大、生态最复杂的区块链，将首次完成共识机制从PoW到PoS的转变。 这在区块链历史上应该是前所未有的。 如果成功，以太坊合并将为其他区块链提供一个重要的例子。

为什么合并？

我们所说的以太坊合并，是指以太坊主网与信标链（Beacon Chain）的合并。 整个以太坊网络将继承原主网的交易状态，并纳入信标链作为共识层。 合并后最直观的变化就是以太坊的共识机制从PoW变成了PoS。

合并之前是PoW（Proof of Work）机制。 节点通过暴力计算，争夺出块权，赚取利润。 在这个过程中，为了保证网络安全，需要高比例的节点存储全部（或大部分）数据，每个节点都必须参与交易验证。 节点被无差别地对待，所有的交易也被无差别地处理。

合并之后就是PoS（Proof of Stake）机制。 区块生产者（Proposer）和验证节点（Verification Committee，Committee）是随机选择的。 当合并后的下一阶段是“数据分片”时，不同的节点只能存储部分数据，验证仅由选定的委员会进行。

这实际上降低了节点门槛，也降低了以太坊的数据存储压力（没有必要永久存储所有数据），通过优化主网运行规则来扩容。 需要注意的是，PoS 并没有带来扩容，扩容依赖于分片的实现。

· 准备分片

之所以将以太坊网络转为 PoS 是为分片做准备。 其实PoS和sharding的结合在官方文档中是认可的。 “信标链 (PoS) 将处理/协调分片和 staker 网络，”以太坊官方网站写道。

笔者认为合并的最终目的是扩容，必须通过sharding + Rollup来实现。 为了分片，需要先将以太坊网络转换为 PoS，因为 PoS 和分片在逻辑上更加一致。 PoW 考虑全局性，而 PoS 和分片都使用“随机数”元素，它们都追求“最小充分性和必要性”以减少存储/验证冗余。

二是更友好的环境，受到大家的好评，还有更高的安全性和去中心化程度。

PoS更环保

在 PoW 网络上出块是对算力的竞争，对机器和电力提出了越来越高的要求。 以最典型的 PoW 网络比特币为例。 根据剑桥大学此前的数据以太坊合并后还是去中心化吗，比特币网络每年的用电量约为1213.6亿千瓦时，超过了阿根廷、荷兰和阿联酋的年用电量。

虽然以太坊的功耗远低于比特币，但作为新兴技术领域的代表，它也在追求更加环保。

据了解，合并后，以太坊网络的功耗将降低99%以上。 10万笔Visa交易消耗约149度电。 相比之下，合并后的 PoS 以太坊网络进行 100,000 笔交易仅消耗 0.667 千瓦时的电力。

比较功耗与高度

· 安全和去中心化程度

至于网络安全和去中心化，Vitalik 讨论了为什么他认为 PoS 比 PoW 更有优势。

总体而言，PoS 节点的参与门槛较低。 比特币 PoW 节点之间的竞争已经“进化”到 ASIC。 除了资金，还有机器建设、运维门槛，普通人无法参与。

PoS 网络不能拒绝任何人的节点（或节点的一部分）。 虽然现在 32 ETH 意味着约 45,000 美元的高资金门槛，但越来越多的服务商支持小额 ETH 质押，而 PoS 对机器和操作的门槛更低。

另外，根据Vitalik给出的一些数据，PoS网络的攻击成本要高于PoW网络。 PoS 在受到攻击后也比 PoW 网络更具弹性。 （后面会介绍）

在广受争议的PoS让富人更富的问题上，由于PoS支持更广泛的参与者群体，节点的质押+Gas收益将被分享（相当于以数量少的优势减缓巨鲸的财富增长）节点）。 Vitalik 认为，以太坊转换为 PoS 后，财富集中度翻倍可能需要一个世纪的时间。 在此过程中，ETH的再分配，如消费、慈善捐赠等，也会减缓财富集中的趋势。

目前，PoW 和 PoS 的安全性和去中心化性尚无定论。

合并前后的信标链

基于以上原因，以太坊确定了未来分片+Rollups+PoS的发展路径。

作为发展路径的第一步，信标链与当前以太坊主网的合并已经提上日程。 预计合并将于 9 月 19 日左右进行。

·合并前

就好像空间站（以太坊主网）需要增加新的模块（信标链），飞船（信标链）需要提前做好对接（合并）的准备。 信标链的准备工作将至少在 2020 年 12 月 1 日开始。

2020 年 12 月 1 日，以太坊推出信标链。 信标链自上线以来，一直与以太坊主网并行运行，相互独立。

信标链是一个 PoS 链。 负责生成区块的Proposer和负责交易验证的Committee是从质押ETH的验证者中随机抽取的。

所以从上线第一天起，信标链就支持了ETH质押/存储功能。 通过质押 32 个或更多 ETH，您可以成为验证者并获得质押利息。 目前ETH的存入还是单向流程，ETH的取出和利息要等到合并上海升级后。

现在信标链除了质押ETH，随机选择节点出块和验证，奖励和惩罚节点，维护网络正常运行外，没有其他功能。 目前不支持账户和智能合约。

相比之下，目前的以太坊主网是一条PoW链，承载了数万个应用，上千亿美元的链上资金，具备共识、数据可用性、交易执行三大功能。

·合并后

当信标链并入以太坊主网后，以太坊的PoW共识层将被信标链（PoS）取代，交易状态将继承原以太坊主网。

信标链将协调质押网络，类似于中央账本，记录验证者名单，并对验证者进行奖惩。 合并后，信标链将成为以太坊整体的一部分，同时承担交易执行和数据。 可用的职责。 实现分片后，信标链也会协调分片网络。

从目前的规划来看，以太坊未来的发展路径是通过优化主网共识（PoS）和数据存储/验证效率来提升主网性能。 汇总扩展。

因此，整个过程可以看作是过渡到 Rollup 来承接以太坊交易执行层，而以太坊 Layer 1 作为一个更高效的数据有效层和共识层。 未来发展不排除这种情况：Ethereum Layer 1 退居幕后，Rollup 成为交易执行的高扩展机器，Ethereum Layer 1 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”会增加 PoW 计算的难度指数，从而劝阻矿工，确保合并后的以太坊成为“纯”PoS 链。 对于矿工，有人预测以太坊出现分叉的可能性。

合并状态

以太坊的合并需要通过修改代码来实现。 合并虽然本着“最小干扰”的原则，但由于涉及的申请和资金数量庞大，过程必须谨慎。 Node和DApp开发者可以根据提示进行操作。

在主网并网前，以太坊分别对Kiln、Ropsten、Sepoli、Goerli测试网进行了并网测试。 目前，Kiln、Ropsten 和 Sepoli 已成功过渡到 PoS。 Goerli 的合并预计将于 8 月 11 日进行。

由于Goerli是距离以太坊主网最近的测试网，因此Goerli合并测试更为重要。 在此之前，影分叉测试将分别在歌尔力和主网上进行。 影子分叉是合并的试运行，之前的影子分叉也不是没有问题。

还要考虑到测试网合并并不是真正的以太坊主网合并。 数千个节点、超过55万个代币智能合约、数以万计的DeFi和NFT应用运行在以太坊主网上。 相比之下，测试网中的应用和资金就轻很多。 以太坊主网合并的复杂度远超测试网。

加上以太坊的合并经历了多次延迟。 姜卓尔还表示以太坊合并后还是去中心化吗，目前还有大量应用尚未开始测试合并。 因此，我们不看好合并能否在9月19日如期完成。

信标链方面，目前验证者数量超过41万，ETH质押数量超过1310万，约占总供应量的11%。 自上线以来，信标链运行稳定，信标链已做好合并准备。

信标链状态

合并前后五个维度数据对比

合并前后，以太坊网络会有一些变化。 Beep News将从去中心化程度、安全性、节点收益、代币供应量、合规风险五个维度进行对比解读。

· 分权程度

合并前，以太坊活跃节点数量维持在数千个，高峰时达到12569个（目前活跃节点处于数百个的低谷）。 这些节点分布在世界各地。 无论是数量还是地域分布，PoW 的以太坊网络已经是高度去中心化的。

以太坊 PoW 节点分布

相比之下，未来将有更多的信标链验证者接管 PoW。 目前信标链验证者（质押32个ETH的客户）超过41万。

需要注意的是，PoW 网络中的节点是按大小区分的，不同的节点具有不同级别的计算能力。 在信标链中，每个验证者质押了 32 个 ETH，份额是一样的，所以没有区别。 可能会出现大量验证者被同一个鲸鱼控制的情况。 因此，仅仅比较节点数并不能完全说明问题。

我们在比较去中心化程度的时候，还要考虑网络的参与门槛。 虽然以太坊的PoW竞争目前还主要停留在GPU阶段，但合并之后，参与门槛有望降低。

在 PoW 时代，要参与以太坊网络，需要有一台专用的机器，而机器的成本并不低，而且机器还在不断迭代中。 在 PoS 时代，以太坊网络对机器、机器运行和维护的要求都降低了。 用户也可以通过质押服务商直接用少量ETH参与质押，可以进一步避免机器配置和运维的麻烦。

所以合并以太坊支持的参与群体会比PoW更广泛，只要有ETH就可以参与。

PoS可能会带来财富集中的问题，这也是很多人对以太坊合并持怀疑态度的重要原因。 事实上，任何制度都无法阻止资源和财富集中的趋势。

考虑到以太坊的参与群体更为广泛，质押的代币可以带息收回，相较于机器折旧淘汰，参与者更愿意投入质押。 “小节点”的数量和持续参与可以减缓巨鲸财富的增长速度。 Vitalik 认为，以太坊网络上的财富集中度可能需要一个世纪才能翻一番。

但不可否认的是，PoS以太坊网络对巨鲸没有门槛，它们的财富优势将得到最大化。

·安全

在安全方面，Vitalik 曾发表文章认为合并后的以太坊网络更安全。 演示从攻击成本和攻击后恢复的难度来解释。

1）攻击成本

假设网络每天有 1 美元的区块奖励，攻击网络的成本是多少？

基于 GPU 的 PoW 网络

你可以租用便宜的 GPU，因此攻击网络的成本只是租用足够的 GPU 计算能力以超过现有矿工的数量。 每产生 1 美元的区块奖励，现有矿工的成本将接近 1 美元（如果成本高于 1 美元，矿工将因为无利可图而退出，否则将有新矿工加入）。 因此，攻击网络的成本只需要高于1美元/天，而且可能只需要持续几个小时。

总攻击成本：~$0.26（假设攻击6小时，攻击成本>$1/24*6），由于攻击者可以获得区块奖励，这个数字可能会降为零。

基于 ASIC 的 PoW 网络

ASIC 确实是一项资本成本：当您购买 ASIC 时，您预计它可以使用大约两年，因为它会磨损或被性能更好的硬件取代。 如果一条链受到51%的攻击，社区可能会改变PoW算法来应对，这时候你的ASIC就会失去价值。 平均而言，PoW 节点成本约为经常性成本的 1/3 和资本成本的 2/3。

因此，对于每 1 美元的区块奖励，PoW 节点每天在电力和维护上花费约 0.33 美元，在 ASIC 上花费约 0.67 美元。 假设 ASIC 可以使用大约 2 年，矿工将需要花费 486.67 美元/单位的 ASIC 硬件。 ($486.67= 365 天 x 2 x $0.67)

总攻击成本：486.67 美元（ASIC）+ 0.08 美元（电力和维护，0.33/24*6）= 486.75 美元

PoS网络

股权证明的成本几乎是资本成本（抵押币）的 100%。 唯一的运营成本是运行节点的成本。 不像ASIC，质押的币不会贬值，不想质押的时候可以在短时间内拿回质押的钱。 因此，与 ASIC 相比，参与者应该愿意为相同水平的激励支付更高的资本成本。

假设 ~15% 的质押率足以吸引人们质押（这是 ETH 合并后的预期 APR）。 因此，每天 1 美元的整体奖励将吸引相当于 6.667 年资金的抵押贷款（1 美元/（15%/年）），这相当于 2,433 美元（1 美元/天 x 365 x 6.667）。

节点消耗的硬件和电费成本很小，每千元的电脑可以抵押上千的资产，每月~100美金的电费和网费也足够了。 但为保守起见，我们假设这些经常性成本约为质押总成本的 10%。 所以我们每天只有 0.90 美元的区块奖励对应于资金成本，所以我们必须将上述数字减少 ~10%。

总攻击成本：90% * 2,433 美元（资本成本）+ 0.10 美元/24*6（电费）= 2,189 美元

作者补充：为了在PoW网络中实现攻击，需要满足>50%的算力。 在合并以太坊后的PoS网络中，据一些人分析，1/3的质押份额是一个比较重要的安全门槛。 在这种情况下，0.26/2

从计算结果来看，PoS 以太坊网络的攻击成本要高于 PoW 以太坊网络。 这种反脆弱性来自于市场对以太坊的信心（以太坊不太可能变得一文不值）。

相对于机器的贬值和淘汰，质押币不会丢失，反而会产生利息，尤其是在质押资产有望升值的情况下。 这会激励更多的普通用户参与。 市场参与越分散，质押资金越多，利用以太坊网络所需的资金成本就越高。

2）更容易从攻击中恢复

在攻击恢复方面，Vitalik 认为 PoS 网络的弹性要强于 PoW 网络。

对于GPU维护的PoW网络，一旦被攻破，网络几乎没有抵抗力和恢复能力。

对于由 ASIC 维护的 PoW 网络，社区可以应对第一波攻击，通过硬分叉改变 PoW 算法。 但与此同时，所有机器（包括攻击者的 ASIC 和诚实节点）都将变得一文不值。 因为没有足够的时间为新算法创建新的ASIC，攻击和抵抗的情况会回到GPU的情况（注：由于攻击者和诚实节点回到同一起跑线，情况会比攻击者在有准备的情况下，最好在攻击下攻击GPU网络）。 攻击者可以攻击并再次攻击，使网络无法恢复。

相比之下，在PoS网络中，对于一些51%的攻击（尤其是想要推翻已经敲定的区块的攻击），PoS网络内置了罚没机制，攻击者会被Battered。 对于更难检测的攻击（具体来说，51% 勾结截断他人信息），有办法削弱攻击者。但如前所述，确保攻击者 stake

· ETH供应量和节点收益

现在市场上关于以太坊合并最激动人心的说法是“减产”。 合并后，ETH的产出将减少； EIP-1559将销毁Base Gas费； 鼓励用户质押ETH，减少ETH的流通量。 这些因素更有可能将以太坊带入通缩时代。

ETH 的通货膨胀/通货紧缩取决于两个因素，即 ETH 的年产量（新增）和每年作为 Base Gas 燃烧的 ETH 量（销毁量）。

ETH 的产出来自两部分，即区块奖励和信标链上的 ETH 质押奖励。 合并前，区块奖励属于矿工，平均每13.3秒产出2.08个ETH，所以一年的区块奖励约为493万个ETH。 合并后取消区块奖励。

ETH质押奖励方面，目前共质押约1300万个ETH，每年释放约58.4万个ETH作为质押奖励。 在合并前后，质押奖励都会分配给信标链上的验证者。

质押奖励取决于质押总量和APR，APR逐渐递减

现在ETH的总供应量是1.197亿，所以在合并前，以太坊的年产量占总供应量的(493+58.4)/11970=4.6%，合并后这个数据变成58.4/11970=0.49% . 合并导致 ETH 产量减少 89.4%。

ETH销毁方面，根据Watchtheburn.com数据显示，每日销毁的基础gas费用持续波动。 自 EIP-1559 生效以来（2021 年 9 月 27 日），在不到一年的时间里，超过 255 万个 ETH 被销毁。

255万个ETH>58.4万个ETH，可见合并后，除非质押的ETH数量大幅增加，否则质押释放的ETH奖励远远不够覆盖Gas燃烧和燃烧。 合并后以太坊极有可能进入通缩时代。

再加上质押激励（有人把ETH称为“链上国债”，因为收益稳定，用户愿意参与，11%的ETH已经质押到信标链），ETH的市场流通量应该是处于一个相对较高的水平。 低水平，那些是价格助推器。

但同时，笔者也认为，对于一个“应用币”来说，通货紧缩的模式从长远来看是不可持续的，因为它不足以满足缓慢增长的使用需求。 （不作为投资建议）

Base Gas燃烧情况，日均燃烧>3000 ETH

ETH 供应曲线模拟

合并前后，由于ETH释放分配的调整，验证人将接管原矿工的部分收益，验证人年化收益率将从4.6%提升至9.2%。

· 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 Heath P. Tarbert 曾暗示，“在以 PoS 为共识机制的区块链上，那些用作抵押品的代币很可能被视为证券商品”。

Stake.fish在《2021年质押生态系统报告》中也分析称，“由于Staking在某种意义上看起来像是固定收益，这可能会导致监管机构认为验证者比矿工更接近金融实体。如果发生这种情况，则有验证者无法保持合规。”

所以综合来看，合并很可能在去中心化、安全性、节点收益、ETH供给等方面为以太坊带来优化，但合规是潜在的达摩克利斯之剑。

Staking成为新的红利赛道

随着以太坊合并进入倒计时，Staking赛道受到了前所未有的关注。

直接抵押 ETH 存在三个问题。 一是金额门槛必须达到32 ETH以上。 二是质押和利息不能立即收回，机会成本高。 三是有节点运营门槛。 质押服务商（Staking as a Service，STaaS）是连接普通用户和信标链的纽带，让普通用户也可以参与。

STaaS解决了以上三个核心问题：资金门槛、资金流动性、节点运营。 STaaS收集用户资金，每收集32个ETH，就可以作为运营商加入网络。

当STaaS收到用户的资金后，向用户发行相应数量的xETH衍生品，作为赎回ETH并赚取利息的凭证。 这些xETH可以在二级市场流通，从而释放用户“存款”的流动性，将机会成本降到0。xETH还可以参与DeFi乐高，提高资金效率。

有的STaaS自己运行节点，有的则将用户的ETH质押需求与节点运营商的节点运营能力相匹配，让普通用户省去节点配置、运维的麻烦。

整体来看，本次市场头部效应明显。

从用户数量和ETH质押量来看，丽都是绝对领先者。 Kraken 和 Binance 等 CEX 也占据了很多份额，因为它们最接近用户并且易于操作。 二是Stakefish、Figment等专业质押服务商。 在去中心化的 Staking 流动性池方面，Rocket Pool 的数据也走在了前列。

由于运营和功能同质化严重，STaaS之间的竞争非常激烈。 这些平台大多将资金门槛降低到0.1ETH（有的甚至没有资金限制），相应的手续费比例基本稳定在10-15%。 在这些平台上，用户操作是相似的。

丽都作为龙头的成功主要归功于两点，一是品牌效应，二是衍生品stETH的交易深度。 Lido 和 Curve 等 DeFi 应用程序建立了深厚的关系。 现在 Curve 上的 ETH/stETH 池拥有 12 亿美元的流动性，为用户易手 stETH 提供了足够的交易深度。

但这些并不能作为丽都的绝对护城河。 比如stETH的价格在最近的黑天鹅事件中就已经失锚了。 Lido 也被质疑为以太坊的中心化风险。 目前，没有STaaS具有绝对的差异化优势。 用户仍然可以毫无抵抗地选择另一个 STaaS。

从基础需求来看，STaaS之间的竞争将集中在用户体验（易操作性）、资金门槛、服务收费、去中心化程度（安全程度）、xETH交易深度等综合维度。

短期来看，以太坊合并事件为Staking赛道带来了发展红利。 从长远来看，STaaS发展的主要原因是公链生态的繁荣和赛道本身的创新。

赛道本身的创新可能来自两个方面，一是xETH衍生品，将同时包含unanchor风险和DeFi可组合潜力； 二是STaaS机制的创新。

Rocket Pool和SSVNetwork是哔哔新闻目前看到的机制比较创新的STaaS。

Rocket Pool平台通过“匹配”节点运营商和用户来提供服务。 与 Lido 通过 DAO 筛选节点运营者不同，任何节点运营者都可以在 Rocket Pool 上创建迷你矿池。

他们只需要质押16个ETH和价值1.6个ETH的平台代币RPL。 剩余的 16 ETH 将由 Rocket Pool 从客户端收取。 当一个节点被罚没时，节点运营者的ETH将被首先扣除。 RPL 将出售换取 ETH，以补充节点运营商的 ETH。

对于每个节点运营商，他们可以聚合的用户资金上限为 16 ETH。 虽然这带来了可扩展性的限制，但是可以带来很好的去中心化效果。

SSV 网络使用去中心化验证器技术 (DVT)。 用户质押涉及两种私钥，即提现私钥和验证者签名私钥。 其中，验证者的签名私钥需要连续签名。 离线或恶意行为将导致罚款。 因此，当用户委托节点运营商或移动性服务商质押ETH时，需要将验证者的签名私钥发送给对方。

通过DVT，用户可以对验证者的签名私钥进行加密，分成多份，分发给不同的节点运营者。 在这种情况下，当少数节点运营者下线或有恶意行为时，不会影响整个验证结果，也不会对ETH进行罚款。 这也将导致更加去中心化的以太坊网络。 这个想法也可以应用于其他具有 Slashing 机制的 PoS 网络。