關於以太坊 PoS 合併,你想知道的答案都在這裏。

整理:王燕焜

什麼是「合併」?

「合併」是以太坊的一次網絡升級,旨在將切實的共識協議從工作量證明(PoW)轉變爲能節省能源、資本效率更高和更安全的權益證明(PoS)共識機制。當合併發生時,當前的 PoW 共識機制將被完全棄用,之後以太坊上的所有區塊都將通過 PoS 共識機制生成。

答主:Lamboshi

「合併」何時會發生?

簡單答案:目前最樂觀(非官方觀點)估計是 2022 年第一季度的某個時間點。

詳細答案:截止答主寫這篇文字時,「合併」尚未有確切時間表。

Eth 1.0 的勞動量證明(PoW) 區塊鏈 2021 年將經歷兩次硬分叉,分別名爲 柏林和倫敦升級 。之後以太坊社區將全力推動向 Eth 2.0 權益證明(PoS)區塊鏈轉型。

Eth 2.0 PoS 鏈目前已經在運行中,而在「合併」之前,這條 PoS 鏈將在 2021 年 6 月經歷其首次硬分叉 (代號 Altair)。

2021 年 4 月 16 日至 5 月 14 日間 ETHGlobal 將主辦 以太坊虛擬擴容黑客松Ethereum virtual scaling Hackaton。Eth1-Eth2 合併是黑客松期間選手們可以投入的 課題 之一。

根據 ETHGlobal Hackathon 期間打造原型的結果以及第一次 Eth 2.0 PoS 硬分叉的初始結果,(2021 年 6 月)將決定Eth 1.0 PoW「上海」硬分叉重點是否將關注 Eth 1.0 以太坊改進提案(EIP),亦或者以「合併」爲最優先任務。上海硬分叉目前預計將於 2022 年第一季度進行。

答主:/u/Chapo_Rouge, @InsideTheSim

如果我持有以太幣 Ether (ETH) ,我需要做些什麼?

什麼都不用做!一旦「合併」,Eth 1.0 PoW 鏈中的所有 ETH 將自動成爲 Eth 2.0 PoS 鏈上的 ETH。用戶的日常使用以太坊體驗不會有任何變化—— 所有與「合併」有關的改變都「悄然發生」,只是與保障以太坊網絡安全的共識機制有關。

答主:@insideTheSim

「合併」之後,我還能繼續留在「以太坊 1.0 」鏈上嗎?

不能—— 因爲 1.0 的功能將不復存在。當「合併」之後,整個以太坊 1.0 PoW 區塊鏈將變成以太坊 2.0 PoS 的狀態。

如果有任何節點繼續在以太坊 1.0 PoW 區塊鏈上挖礦,區塊的經濟回報將遠遠低於其運營成本。由於是通過激勵礦工牟利來運營,因此預計 Eth 1.0 PoW 參與者將立即開始使用其硬件在其他非以太坊的 PoW 區塊鏈上進行挖礦。

答主:@InsideTheSimulation

以太坊爲什麼轉變爲 PoS 共識機制?

以太坊當前狀態正在使用 PoW 來確保網絡中成千上萬個節點之間的共識。雖然 PoW 是可靠和安全的,但它消耗的能源極高。爲了在網絡上生產一個區塊,礦工需要使用功能強大且耗能巨大的 GPU 來解決複雜的數學問題。

而 PoS 則以另一種方式確保網絡安全。在 PoS 機制中,任何人持有 32 個 ETH 的用戶可以成爲驗證人,也就是稱爲參與網絡共識算法的一個節點。完成一個區塊需要所有活躍驗證人中的 2/3 對其進行簽名。如果惡意行爲者試圖通過使用大量驗證人將已確定的區塊還原(相當於 PoW 中的 51% 攻擊),那麼他們的資金將被罰沒——這意味着他們將失去一部分抵押的 ETH。這導致攻擊變得極爲昂貴;就像類似一個 PoW 系統中,如果有人使用挖礦硬件攻擊網絡,則硬件會着火併被摧毀。

PoS 不需要像 PoW 挖礦那樣耗能巨大的硬件。任何相對較新的消費類電子硬件都應能夠運行質押 32 ETH 節點所需的軟件。如果你質押的代幣超過 32 個 ETH,協議則將爲你分配多個「驗證人插槽」,但你仍然可以在一臺計算機上運行它們,只是對硬件的要求越來越高。多數人估計,以太坊轉換爲 PoS 機制,預期所帶來的能量節約達到 99%。來源 1來源 2

還可參閱:

答主:/u/Chapo_Rouge

PoS 與 PoW 相比,去中心化程度如何?

除了提高效率外,轉用 PoS 的主要動機還包括:PoS 提供的權力下放和審查阻力有所增強。

PoW 和 PoS 確實有很多相似之處。它們都是完全無許可的系統,任何人都可以參與。兩者都依賴於經濟上的抗女巫攻擊(Sybil resistance):你對網絡的影響以及因此獲得的回報與你投入的經濟資源的數量(PoW 中是計算機硬件和電力, PoS 中是代幣)成正比。但是兩者之間存在重要差異。

要成爲 PoW 網絡中的礦工,你需要購買挖礦硬件(通常是 ASIC 的專用礦機),能獲取便宜且可靠的能源,並且需要水平很高的運營和維護「礦場」的技術技能。小型挖礦是可能的,但是規模經濟使其難以與更大、更富裕的礦場競爭。此外由於耗電量巨大,中心化管理機構可以輕鬆地發現礦場,並將其關閉或強迫他們參與攻擊。

PoS,特別是以太坊將採用的 PoS 機制,對於小規模參與者而言要友好很多。要成爲驗證人開始質押,你只需 32 個 ETH (如果你的持幣低於這一數字, 基於多方計算的去中心化質押資金池技術正在開發中)。你參與 PoS 共識唯一需要的硬件是一臺性能還可以的現代消費電子產品即可(比如筆記本電腦)。質押的 ETH 數量較大需要更多硬件處理更多分片,但只有質押數以百萬 ETH,纔會給你帶來硬件上的負擔。可以從任何地點進行質押,如果遭遇幾百毫秒的延遲,不會給你造成很大的經濟損失。

PoS 機制與其它區塊鏈項目所採取的委託權益證明 (dPoS)有何區別?

DpoS 是一種共識機制,通常也是一種治理機制,該機制由 Bitshares 率先採用,並已在許多區塊鏈中採用。 DpoS 鏈的共識是由少數幾個稱爲區塊生產者 BP 的節點運行的(例如,EOS 有 21 個 BP)。要成爲 BP,必須首先註冊爲代表,然後邀請代幣持有者爲你投票。獲得投票最多的代表將成爲 BP。

DPoS 主要存在雙重問題:

  1. 區塊生產權力集中在 21 個代表手中,存在很高的中心化風險;即使是存在選舉流程,代表依然可以攫取權力,開始審查自己不喜歡的交易,包括那些對他們投反對票的人們的交易。
  2. 代幣投票很容易出現共謀和賄賂攻擊。

以下幾篇文章中對上述文章有更詳細的探討:

這些擔憂並非只是紙上談兵;富裕的 EOS 系統參與者已經被 抓包互相投票,或交換補償。

以太坊中將實行的 PoS 沒有代幣投票這一概念;而是用戶自己擁有節點,直接質押自己的代幣。當然,用戶可以通過參與他人的質押資金池,自由地「用腳投票支持」其他參與者。兩者的關鍵區別在於,以太坊的這種 PoS 不容易像其它 PoS 一樣被賄賂和共謀腐蝕,因爲激勵通過以下方式:如果你加入業績良好的質押資金池,你將獲得更高的獎勵;如果你加入的質押資金池攻擊網絡並因此受到資產 罰沒,你將無法收回全部資金。這與代幣投票不同,在代幣投票中,爲惡意代表投票的人不會遭受任何懲罰,而對於該代表沒有投票的人也不會遭受任何懲罰。以太坊的 PoS 產生了一套截然不同且更安全的激勵措施,並且由於大量質押者選擇不加入資金池而是由自己進行質押操作,因此進一步提升了去中心化程度。

我如何在以太坊上參與 PoS?

在以太坊上參與 PoS 有很多途徑。/r/ethstaker 上的上手教程 中有新手們可以參考的豐富資源。如果你更願意看視頻。可以看一下 Superphiz 的 Intro to Eth2 & Staking,ETHGlobal 的這一演示材料是新手入門的好教材。

答主:Lamboshi

PoS 將如何降低以太坊區塊鏈網絡的能源消耗?

在 PoW 鏈中,誰先解決區塊就獲得獎勵。簡而言之,PoW 是一場比賽。如果你擁有的哈希率多過競爭對手,那麼你獲勝的可能性更高。這種軍備競賽的最終結果是,PoW 礦工每天 24 小時在硬件 100% 負載下運行儘可能多的 GPU。他們竭盡所能獲得區塊獎勵,極端的電力需求 隨之劇烈增長

而在 PoS 鏈中,區塊提議者是被 隨機選中——完全消除了對軍備競賽的需求。任何特定節點沒有任何辦法能增加被選中挖區塊的概覽——,因此沒有必要消耗越來越多的資源來提升競爭機會。

鑑於 PoS 節點預計比 PoW 礦工能 節省 99% (甚至 更多) 的能源,PoS 意味着區塊鏈產業在節能道路上取得了飛躍。

答主: Lamboshi, @InsideTheSim

「合併」能解決 Gas 費用(網絡費用)高昂的問題嗎?

不能。「合併」僅限於升級以太坊共識機制。在實踐中,它無法解決當前以太坊的任何用戶體驗問題。以太坊 2.0 未來的升級路線圖,例如 分片, 會直接幫助改善 Gas 費用問題。目前以太坊社區多數人認爲,分片被認爲 優先級別低於「合併」——合併能消除 PoW 浪費能源的問題。

答主:Lamboshi

「合併」後,支付給以太坊礦工的費用會發生怎樣的變化?

這個問題仍等在社區中有人予以回答。想幫忙嗎?在 Content Repo 提交一個 Pull 請求

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什麼是「斷崖式調整 The Cliffening」?

「The Cliffening」是社區對 ETH 發行量大幅削減行動的命名, 一旦「合併」發生、以太坊完全升級到 PoS 共識算法就會觸發。 「The Cliffening」類似於比特幣網絡中的流行詞彙「減半 The Halvening」。比特幣區塊鏈每四年將比特幣發行量減半, 以太坊則是在「合併」時將發行量一舉銳減約 90%。一次性完成比特幣三次「減半」的規模!以太坊一次性完成的發行量削減相當於比特幣網絡 12 年才能完成的工作。

在當前 PoW 模式下,以太坊每天大約 發行 13,500 ETH,每年發行約佔 ETH 總供應量的 4.3%。但是 PoS 發行模型是根據網絡上有多少 ETH 積極投入質押而確定的。當前的預測顯示,當「合併」發生時,年發行量將下降到 0.3% 到 0.4% 之間。

做個對比,比特幣目前每天發行 900 個 BTC,每年發行量約佔 BTC 總供應量的 1.7%。接下來的兩次「減半」將使比特幣年發行量在 2024 年減少至約 0.8%,在 2028 年減少至 0.4%。隨着以太坊在「合併」之後的年發行量預期下降至 0.3%-0.4% 之間,直到 2028 年,比特幣的發行量纔會下降到再次與以太坊的發行量比例大致相當。

「The Cliffening」與 EIP-1559 提案升級的 BASEFEE 焚燬機制(將在 2021 年夏季以太坊 1.0 PoW 鏈的倫敦硬分叉中納入)聯手發揮作用時,預計以太坊的發行,在較高用戶活動量時實際上將進入通縮階段。

答主:u/Bob-Rossi, u/decibels42

目前看,「合併」能帶來什麼風險嗎?

捆綁了數以千億美元資產的協議 進行大規模更改,總會伴隨有風險。可以將「合併」視爲:飛機在飛行途中更換引擎。值得慶幸的是,信標鏈(當前的以太坊 PoS 鏈)自 2020 年 12 月運行以來一直沒有出現問題。

當前有 4 個獨立的客戶端運營 PoS 以太坊節點。這意味着,如果 PoS 節點運營商在給定的實施過程中遇到問題,他們將能夠切換到其他客戶端。當前的 PoS 網絡是多年研究和努力的結果。參與者可以放寬心,在「合併」發生之前,以太坊核心團隊將對使用的代碼進行詳盡的檢查,進行戰鬥測試、然後再次檢查。

答主 : Lamboshi, @InsideTheSim

我能測試 PoS 以太坊網絡嗎?

如果有興趣幫助推動「合併」進程:參閱 Rayonism 瞭解具體協助的細節資料。

如果你是 dapp 開發者: 考慮在 ETHGlobal 以太坊擴容黑客松 ETHGlobal Scaling Ethereum hackathon (4 月 16 日至 5 月 14 日) 將你的 dapp 部署到測試網。多多益善!

如果你是 L2 開發者或協議開發者,願意幫助推動「合併」進程: 請在 Eth R&D discord 頻道毛遂自薦!

如果你是以太坊用戶: Be on the lookout for 請留意你最喜歡的 dapp 的公告,這些 dapp 將部署在即將到來的測試網上。請在確保測試環境安全的範圍內,通過使用他們的 dapp,幫助最喜歡的開發人員實地檢驗並消除錯誤。

答主:TwoOfSpades

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