作者：Eric
原文： 《7 O'Clock Capital：一文讀懂以太坊合併升級帶來的變化和機遇》
01前言
加密世界正在步入Web3.0的時代，用戶體量正在朝著10億規模發展，這對公鏈容量提出了要求和挑戰。以太坊已經發展成為最大的加密生態系統，未來必然將承擔重要責任，包括主要的搭建底層架構，以及支持生態運轉的各類智能合約部署等。
上一輪牛市中以太坊已經出現擁堵和高Gas費的問題，而Solana等高性能公鏈的崛起，也分流了以太坊大量用戶，為了確保自身公鏈的龍頭地位，擴容迫在眉睫。
另外，一直以來，強大的技術社區為以太坊生態發展提供了主要動力，被認為是以太坊的護城河，但是目前以太坊的性能對於開發人員產生巨大掣肘。此時，PoS機制就是一種更節能和更好的增強可擴展性的解決方案。
雖然行業普遍認為PoW更利於去中心化和安全，但是以太坊前期經歷了PoW的公平啟動，完成了Token的分散，未來轉為PoS後依舊能夠保持較高的去中心化程度和安全性。以太坊在不可能三角中找到平衡，用時間換取了增強可擴展性帶來的空間。
我們也即將迎來以太坊的又一里程碑事件：合併升級。
02目錄
一、以太坊的合併以及帶來的變化
二、以太坊合併對礦工的影響
三、以太坊合併後的未來發展
03正文
一、以太坊的合併以及帶來的變化
以太坊最初的計劃是完成主網和信標鏈的合併後，再通過將主網劃分為64個分片來實現可擴展性。然後，根據擁堵、利用率和吞吐量，將用戶的交易路由到特定分片。但是此方案中執行分片實現的複雜性非常高。
隨著rollup技術的興起和採用，以執行分片為中心的可擴展性路線圖已經不是最優選擇，取而代之的是數據分片。以太坊團隊認為，通過rollup可以使以太坊擴展到滿足10億用戶體量的需求，合併後的以太坊將成為一個強大的結算和數據可用層，rollup從中獲得安全性。
此次以太坊升級計劃分為5個部分： Merge、Surge、Verge、purge以及splurge。目前以太坊測試網Kiln、Ropsten、Sepoli、Goerli的合併測試基本順利，9月份大概率將進行Merge，即以太坊主網和信標鏈的合併。
由於信標鏈僅是一條運行PoS共識機制的區塊鏈，所以在以太坊主網和信標鏈合併後，PoW驗證機制將被全新的PoS共識機制所取代，但是以太坊主網上面的所有數據將不會受到影響。那麼以太坊完成合併之後，會產生哪些變化呢？ 7 O'Clock Capital根據對市場的研究與判斷，歸納以下幾點：
1）ETH的發行量會大幅減少，進而帶來價值提升
以太坊在PoW共識機制下，按照13.5秒計算出塊，每個區塊產生的獎勵約為2.1個ETH，相應地一年出塊獎勵約為491萬ETH。在合併轉為PoS共識機制後，PoW挖礦出塊獎勵將被取消，新增的ETH僅通過質押獎勵發行，當前信標鏈上的總質押量為13,883,221ETH，年化收益約為4.2%，一年的ETH質押獎勵約為58.31萬ETH。
綜合來看，合併將會使ETH年通脹率從4.3%降低至0.43%。而且合併後，每個區塊ETH 銷毀的比例也相應增加。當以太坊的Gas 費用大於等於7gwei，ETH被銷毀的速度將大於ETH的發行速度，使得ETH的總量通縮，所以未來隨著需求的不斷上漲和總量的減少必將帶來ETH價值的提升。
2）提高驗證效率，增強驗證安全性
在PoS機制下，信標鏈擁有所有被批准的驗證者註冊表，可以協調、並行化驗證者的投票，所以信標鏈驗證機制中創新的設立了委員會，即驗證者集，用於加強共識和提升效率。
信標鏈隨機分配委員會對區塊進行投票，形成共識，這與單一驗證者的驗證相比，最大限度地減少了區塊大小和數據增長。而且驗證者集週期性地變換，使得惡意驗證者很難快速勾結進行攻擊。
3）PoS驗證機制中，以太坊更容易從攻擊中恢復
當區塊鏈受到51%攻擊，對於PoW的公鏈來說，只能等待停止攻擊或者進行硬分叉。如果攻擊持續，導致誠實的礦工因為在攻擊過程中無法獲得獎勵而退出，那麼攻擊者成本將不斷降低，最終導致鏈變的無用。
而在PoS驗證機制中，對於某些類型的51%攻擊(特別是恢復最後確定的區塊)，PoS共識證明中有一個內置的“削減”機制，通過這種機制，攻擊者的大部分質押可以自動銷毀。
對於其他更難檢測的攻擊，社區可以協調一個少數用戶激活的軟分叉(UASF)，攻擊者的資金再次被大量銷毀。所以攻擊者需要購買ETH來替換被銷毀的ETH，但是繼續攻擊可能被再次銷毀，最終因為無法承受的成本而停止，這將使得以太坊更容易從攻擊中恢復。
長期來看，合併將提高ETH的價值，而且一定程度上增強了以太坊主網安全性。雖然對於提高TPS和降低Gas費沒有立竿見影的影響，但是將在協議層面為以太坊的後續升級掃清道路。未來共識機制中的區塊提議者—構建者分離方案，有助於通過將區塊生產與區塊驗證分離來實現MEV提取的民主化，以及實現EIP-4844將rollup交易成本降低一個數量級。
二、以太坊合併對礦工的影響
當以太坊完成合併，PoW驗證機制將被PoS所取代，曾經的礦工群體將受到最大影響。目前以太坊礦機主要有兩類： GPU礦機和ASIC礦機。對於ASIC礦機的礦工來說，因為礦機芯片定向優化，所以選擇相對較少，但是GPU礦機的礦工選擇相對較多，可以參與ZKP項目挖礦、過渡為數據中心、為Web3協議提供算力等等。
1）ASIC礦機和GPU礦機均可以參與ETC挖礦
因為ETC的哈希算法與ETH兼容，所以對於以太坊ASIC礦機來說，這可能是唯一選擇。如果最終ETC無利可圖，那麼ASIC礦機將面臨市場轉售都困難的境地。
當然GPU礦機同樣可以參與ETC挖礦，但是目前按ETH挖礦佔GPU礦工總收入的97%，ETC佔GPU礦工總收入的1.9%來看，ETC的挖礦規模相對於ETH太小。如果按照目前市場預估，未來20%—30%礦機切換至ETC, 那麼大型礦池為了自身利益，可能需要維持更高的ETC價格來確保礦工收入高於關機價格。但是這一切在完成分配的重新洗牌之前，對礦工來說，存在不確定性的風險。
2）GPU礦機可以參與ZKP項目挖礦
隨著區塊鏈發展以及隱私計算需求的興起，零知識證明這一經典密碼學算法有了新的應用前景，再次成為包括金融科技和大數據等相關行業關注的焦點。零知識證明最終成為網絡計算完整性和隱私的事實媒介，這是合理的。因此在這種情況下，未來ZKP礦工的市場可能與PoW挖礦的規模相似，參與ZKP挖礦將是GPU礦工的不錯選擇。
目前ZKP技術主要應用在Layer2擴容，如可擴展智能合約公鏈StarkNet，隱私Layer2公鏈Aztec等；隱私Layer1，如Aelo 、Mina Zcash 等；去中心化存儲，如Filecoin使用ZKP(在GPU上運行)來證明網絡中的節點正確存儲數據。
其中作為隱私Layer1的項目Aelo熱度極高，它的誕生解決了隱私和可編程性的難題。具體來說，就是Aleo的技術解決了擴展使用零知識技術構建應用程序的關鍵問題，使任何開發人員或組織都能夠構建和擴展真正私有的應用程序。 Aleo以14.5億美元的估值完成了2億美元B輪融資，軟銀願景基金二期和Kora Management共同領投，Tiger Global、A16z、Samsung Ventures參投。
Aleo已於2021年11月30日啟動激勵性測試網，預計主網2022年第三季度上線。目前已經吸引很多礦工參與測試網節點，如果按照市場預估3-5u的Token價值，礦工的收入頗豐。
ZKP從根本上允許可擴展的私人支付和智能合約平台蓬勃發展。鑑於上述情況，我們預測，隨著加密資產使用率的不斷增加，需要大規模使用ZKP技術，以適應用戶對於性能和隱私以及新型應用程序和協議日益增長的需求，所以未來將有大量的GPU礦機的礦工參與到ZKP項目的挖礦。目前已經有礦池在佈局ZKP挖礦，通過優化算法來吸引GPU礦機的加入。
3）GPU礦機可以過渡為數據中心為雲計算企業服務
對於大型GPU礦機礦企，可以轉型過渡到高性能計算，做為數據中心為雲計算企業提供網絡服務的替代方案，如Hut 8 和HIVE Blockchain將為亞馬遜等雲計算提供服務。
未來隨著遊戲、人工智能和電影動畫的蓬勃發展，對高性能計算的需求將繼續增長，這些礦企可以從中獲取巨大利潤。
4）GPU礦機可以成為Web3.0協議算力提供者
以太坊擴容將為Web3.0提供良好的土壤。因為Web3.0的目的是在開放、去中心化和無需許可的協議上重建互聯網。為了實現這一點，需要建立分佈式的基礎設施作為基礎層。這包括為視頻流應用程序構建基礎架構、2D和3D對象的渲染以及雲服務器。這些服務的共同點是它們依賴於分佈式參與者網絡來提供GPU 算力服務。
目前我們看到可以轉移算力的Web3協議有： Render Network、Livepeer Network、Akash Network等。
1、Render Network
分佈式GPU算力市場，允許用戶為渲染貢獻算力。未來構建元宇宙，僅靠內容創建工具和渲染引擎是不夠的。元宇宙將需要天文數字的計算能力：比世界上所有數據中心可用的總和還要多幾個數量級。獲得這麼多計算能力的唯一方法是利用全球消費者擁有的數億個潛在GPU。
它允許在大型分佈式對等網絡上分發和處理基於GPU的複雜渲染作業。這使創作者能夠以前所未有的規模和價格進行計算，並提供比任何現有云提供商更強大的隱私保證。 Multicoin Capital領投了其3000萬美元融資，Alameda Ventures、Sfermion 和The Solana Foundation參投。
2、Livepeer Network
是處理視頻流媒體的去中心化網絡，該網絡依靠礦工使用GPU提供視頻轉碼服務。其旨在提供一種完全去中心化、高度可擴展、加密Token激勵的實時視頻流網絡協議，並產生一種解決方案，該解決方案可以作為去中心化式開發（Web3）堆棧中的實況媒體層。此外，Livepeer 還為任何現有的直播提供一種經濟高效的集中直播解決方案。
3、Akash Network
去中心化的雲算力市場，為具有額外算力的提供商和尋求算力的用戶提供合作平台。目標是在2022年將GPU市場集成到其平台，使網絡能夠處理機器學習、人工智能和雲遊戲等數據密集型的工作負載。
隨著Web3.0不斷發展，基礎設施需要的算力也將不斷增加，未來將需要大量的GPU礦機參與其中，這也將成為GPU礦工的重要未來方向。
5）以太坊硬分叉
對於ASIC礦機和GPU礦機的礦工來說，還可以選擇一條路就是以太坊硬分叉，然後繼續參與分叉後的ETH（POW）鏈挖礦。我們分析認為ETH(POW)分叉鍊是一定會出現的，但是由於以太坊設置難度炸彈，使得分叉難度提高。
難度炸彈設置，使得大家需要修改客戶端的代碼才能協商一個新的ETH(POW)分叉鏈出來，否則無法出塊。而這個代碼，如果每個人都想分叉一個自己版本的客戶端，就很難產生共識，導致的結果就是出現多條分叉鏈，這將分散分叉鏈的力量，難以形成合力。那麼選擇分叉後具有價值的ETH(POW)鏈，對於礦工來說就非常重要了。
目前由ClassZZ技術社區主導的ETH(POW)分叉鏈— EthereumFair(ETF)的測試網已經上線。作為首個具有開創性的以太坊分叉測試網，已經獲得了很多用戶的關注。目前正在向PoW共識機制的區塊鏈，BTC、DOGE、ETC、CZZ這四條POW鏈持有者發放糖果。
第一批測試網生態項目將在8月底上線，包括DEX，預言機，借貸，graph等各類基礎設施。如果主網上線後運行穩定，那麼對於礦工來講是一個機會。
綜合來看，ETH(POW)分叉鏈對於礦工來說機遇與風險並存，礦工需要認真選擇要參與的分叉鏈。
三、以太坊合併後的未來發展
以太坊的基礎層將是整個去中心化應用生態系統的核心，很大程度上會改變我們在Web3.0時代對身份、存儲、搜索、聲譽和隱私的思考方式。以太坊的願景是在去中心化的前提下變得更具有可擴展性並且更安全。它對可信中立性原則以及以太坊的網絡效應、去中心化和安全性的堅持，牢牢地鞏固了它在未來加密世界的地位。合併是保障以太坊實現這一願景的第一步。
1）數據分片後，Rollup將對以太坊TPS產生質的提升
未來以太坊將成為基礎層，而Rollup將為以太坊實現擴展性。現階段以太坊主網每秒處理大約15-17 筆交易，而通過Rollup可以將以太坊處理速度擴展到每秒大約4000到5000筆交易。假設整個以太坊生態都可以使用Rollup，在數據分片的幫助下，可能會有20到50倍的提升空間。 Rollup使以太坊TPS可能達到每秒10萬筆交易，甚至更多。
自2017年1月到2022年1月，以太坊網絡交易筆數從44K增長至了1.2M，年增長率高達130%。隨著TPS的不斷提升，以太坊交易量也將隨之提高。按照之前的增長率，10年後的日交易筆數可能達到40億以上，日交易量達10萬億美金以上。這必將推動ETH價值的不斷增長，保守預估以太坊市值將超過5萬億美金。
綜合來看，TPS的提升將不斷提高以太坊生態的商業生存能力。即使在高頻應用的市場中，網絡擁堵、Gas昂貴、DApp運行緩慢等問題都將消失，這將為Web3.0時代發展提供助力。
2）以太坊可能將使加密支付成為主流
比特幣白皮書中提及的一個關鍵應用案例，是一種「點對點的電子現金系統」，這種系統能夠比傳統支付方式更便宜。直到2013 年為止，情況確實與上述所言相符，然而到了2018 年，隨著加密貨幣使用率上升，區塊鏈交易開始變得過於昂貴且速度慢。
Rollup技術的出現，讓低費用成為可能。目前讓交易成本縮小到零點幾美分的最後一個障礙是區塊鏈數據壓縮，現在已經有了很大進展，比如Optimism針對以太坊的Layer 2 擴容解決方案，該解決方案是由引入零字節壓縮，來降低區塊鏈交易中數據的大小和成本。
隨著Rollup 技術的全面改進，交易成本可望降至0.05 美元，甚至0.02 美元。那時ETH一定程度上是可以取代一部分BTC作為價值支付和存儲的功能並獲得額外價值。目前機構對於比特幣的估值是14.6萬億美元，預計未來還將增長，即使以太坊只獲得10%的份額，都將使其估值再上一個台階。
以太坊升級後，不僅能源消耗極大降低，還會帶來更加多元、豐富的場景。轉賬匯款僅是表象，以太坊可能將重構整個支付網絡體系。
3）以太坊成為Web3.0互聯網時代的底層支撐
Web3.0作為基於區塊鏈的新一代互聯網,將使得加密和去中心化的技術，進入人們的日常生活。用戶無需在不同的平台註冊不同的賬號，而是在Web3.0互聯網中創建一個通用的數字身份，利用區塊鏈的技術加密分佈存儲，把自己的數據完全掌握在自己手中，可以明確的規定用戶對信息的所有權。
Web3.0的區塊鏈分佈存儲可以將數據存儲在所有的節點中，意味著數據不經允許是不可篡改的。再加上NFT的概念確保了虛擬資產的唯一歸屬權問題。這都需要巨大的區塊鏈空間，擴容後的以太坊將成為實現這一切的重要支柱。
04 結語
區塊鏈體系結構通常在去中心化、安全性或可擴展性方面做出妥協，以便為其他兩個方面提供強有力的保證。但是模塊化架構的出現，使得區塊鏈有可能通過關注點分離原則開始解決不可能三角問題。以太坊通過信標鏈，分片鍊和Layer2的分層，一定程度上已經在解決這個問題。這同樣預示著在未來的多鏈時代模塊化公鏈將成為趨勢。 7 O'Clock Capital與你一起等待！
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