作者：Eric
原文：《7 O’Clock Capital：一文读懂以太坊合并升级带来的变化和机遇》
01前言
加密世界正在步入Web3.0的时代，用户体量正在朝着10亿规模发展，这对公链容量提出了要求和挑战。以太坊已经发展成为最大的加密生态系统，未来必然将承担重要责任，包括主要的搭建底层架构，以及支持生态运转的各类智能合约部署等。
上一轮牛市中以太坊已经出现拥堵和高Gas费的问题，而Solana等高性能公链的崛起，也分流了以太坊大量用户，为了确保自身公链的龙头地位，扩容迫在眉睫。
另外，一直以来，强大的技术社区为以太坊生态发展提供了主要动力，被认为是以太坊的护城河，但是目前以太坊的性能对于开发人员产生巨大掣肘。此时，PoS机制就是一种更节能和更好的增强可扩展性的解决方案。
虽然行业普遍认为PoW更利于去中心化和安全，但是以太坊前期经历了PoW的公平启动，完成了Token的分散，未来转为PoS后依旧能够保持较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，用时间换取了增强可扩展性带来的空间。
我们也即将迎来以太坊的又一里程碑事件：合并升级。
02目录
一、以太坊的合并以及带来的变化
二、以太坊合并对矿工的影响
三、以太坊合并后的未来发展
03正文
一、以太坊的合并以及带来的变化
以太坊最初的计划是完成主网和信标链的合并后，再通过将主网划分为64个分片来实现可扩展性。然后，根据拥堵、利用率和吞吐量，将用户的交易路由到特定分片。但是此方案中执行分片实现的复杂性非常高。
随着rollup技术的兴起和采用，以执行分片为中心的可扩展性路线图已经不是最优选择，取而代之的是数据分片。以太坊团队认为，通过rollup可以使以太坊扩展到满足10亿用户体量的需求，合并后的以太坊将成为一个强大的结算和数据可用层，rollup从中获得安全性。
此次以太坊升级计划分为5个部分：Merge、Surge、Verge、purge以及splurge。目前以太坊测试网Kiln、Ropsten、Sepoli、Goerli的合并测试基本顺利，9月份大概率将进行Merge，即以太坊主网和信标链的合并。
由于信标链仅是一条运行PoS共识机制的区块链，所以在以太坊主网和信标链合并后，PoW验证机制将被全新的PoS共识机制所取代，但是以太坊主网上面的所有数据将不会受到影响。那么以太坊完成合并之后，会产生哪些变化呢？7 O'Clock Capital根据对市场的研究与判断，归纳以下几点：
1）ETH的发行量会大幅减少，进而带来价值提升
以太坊在PoW共识机制下，按照13.5秒计算出块，每个区块产生的奖励约为2.1个ETH，相应地一年出块奖励约为491万ETH。在合并转为PoS共识机制后，PoW挖矿出块奖励将被取消，新增的ETH仅通过质押奖励发行，当前信标链上的总质押量为13,883,221ETH，年化收益约为4.2%，一年的ETH质押奖励约为58.31万ETH。
综合来看，合并将会使ETH年通胀率从4.3%降低至0.43%。而且合并后，每个区块ETH 销毁的比例也相应增加。当以太坊的 Gas 费用大于等于7gwei，ETH被销毁的速度将大于ETH的发行速度，使得ETH的总量通缩，所以未来随着需求的不断上涨和总量的减少必将带来ETH价值的提升。
2）提高验证效率，增强验证安全性
在PoS机制下，信标链拥有所有被批准的验证者注册表，可以协调、并行化验证者的投票，所以信标链验证机制中创新的设立了委员会，即验证者集，用于加强共识和提升效率。
信标链随机分配委员会对区块进行投票，形成共识，这与单一验证者的验证相比，最大限度地减少了区块大小和数据增长。而且验证者集周期性地变换，使得恶意验证者很难快速勾结进行攻击。
3）PoS验证机制中，以太坊更容易从攻击中恢复
当区块链受到51%攻击，对于PoW的公链来说，只能等待停止攻击或者进行硬分叉。如果攻击持续，导致诚实的矿工因为在攻击过程中无法获得奖励而退出，那么攻击者成本将不断降低，最终导致链变的无用。
而在PoS验证机制中，对于某些类型的51%攻击(特别是恢复最后确定的区块)，PoS共识证明中有一个内置的“削减”机制，通过这种机制，攻击者的大部分质押可以自动销毁。
对于其他更难检测的攻击，社区可以协调一个少数用户激活的软分叉(UASF)，攻击者的资金再次被大量销毁。所以攻击者需要购买ETH来替换被销毁的ETH，但是继续攻击可能被再次销毁，最终因为无法承受的成本而停止，这将使得以太坊更容易从攻击中恢复。
长期来看，合并将提高ETH的价值，而且一定程度上增强了以太坊主网安全性。虽然对于提高TPS和降低Gas费没有立竿见影的影响，但是将在协议层面为以太坊的后续升级扫清道路。未来共识机制中的区块提议者—构建者分离方案，有助于通过将区块生产与区块验证分离来实现MEV提取的民主化，以及实现EIP-4844将rollup交易成本降低一个数量级。
二、以太坊合并对矿工的影响
当以太坊完成合并，PoW验证机制将被PoS所取代，曾经的矿工群体将受到最大影响。目前以太坊矿机主要有两类：GPU矿机和ASIC矿机。对于ASIC矿机的矿工来说，因为矿机芯片定向优化，所以选择相对较少，但是GPU矿机的矿工选择相对较多，可以参与ZKP项目挖矿、过渡为数据中心、为Web3协议提供算力等等。
1）ASIC矿机和GPU矿机均可以参与ETC挖矿
因为ETC的哈希算法与ETH兼容，所以对于以太坊ASIC矿机来说，这可能是唯一选择。如果最终ETC无利可图，那么ASIC矿机将面临市场转售都困难的境地。
当然GPU矿机同样可以参与ETC挖矿，但是目前按ETH挖矿占GPU矿工总收入的97%，ETC占GPU矿工总收入的1.9%来看，ETC的挖矿规模相对于ETH太小。如果按照目前市场预估，未来20%—30%矿机切换至ETC, 那么大型矿池为了自身利益，可能需要维持更高的ETC价格来确保矿工收入高于关机价格。但是这一切在完成分配的重新洗牌之前，对矿工来说，存在不确定性的风险。
2）GPU矿机可以参与ZKP项目挖矿
随着区块链发展以及隐私计算需求的兴起，零知识证明这一经典密码学算法有了新的应用前景，再次成为包括金融科技和大数据等相关行业关注的焦点。零知识证明最终成为网络计算完整性和隐私的事实媒介，这是合理的。因此在这种情况下，未来ZKP矿工的市场可能与PoW挖矿的规模相似，参与ZKP挖矿将是GPU矿工的不错选择。
目前ZKP技术主要应用在Layer2扩容，如可扩展智能合约公链StarkNet，隐私Layer2公链Aztec等；隐私Layer1，如Aelo 、Mina Zcash 等；去中心化存储，如Filecoin使用ZKP(在GPU上运行)来证明网络中的节点正确存储数据。
其中作为隐私Layer1的项目Aelo热度极高，它的诞生解决了隐私和可编程性的难题。具体来说，就是Aleo的技术解决了扩展使用零知识技术构建应用程序的关键问题，使任何开发人员或组织都能够构建和扩展真正私有的应用程序。Aleo以14.5亿美元的估值完成了2亿美元B轮融资，软银愿景基金二期和Kora Management共同领投，Tiger Global、A16z、Samsung Ventures参投。
Aleo已于2021年11月30日启动激励性测试网，预计主网2022年第三季度上线。目前已经吸引很多矿工参与测试网节点，如果按照市场预估3-5u的Token价值，矿工的收入颇丰。
ZKP从根本上允许可扩展的私人支付和智能合约平台蓬勃发展。鉴于上述情况，我们预测，随着加密资产使用率的不断增加，需要大规模使用ZKP技术，以适应用户对于性能和隐私以及新型应用程序和协议日益增长的需求，所以未来将有大量的GPU矿机的矿工参与到ZKP项目的挖矿。目前已经有矿池在布局ZKP挖矿，通过优化算法来吸引GPU矿机的加入。
3）GPU矿机可以过渡为数据中心为云计算企业服务
对于大型GPU矿机矿企，可以转型过渡到高性能计算，做为数据中心为云计算企业提供网络服务的替代方案，如Hut 8 和 HIVE Blockchain将为亚马逊等云计算提供服务。
未来随着游戏、人工智能和电影动画的蓬勃发展，对高性能计算的需求将继续增长，这些矿企可以从中获取巨大利润。
4）GPU矿机可以成为Web3.0协议算力提供者
以太坊扩容将为Web3.0提供良好的土壤。因为Web3.0的目的是在开放、去中心化和无需许可的协议上重建互联网。为了实现这一点，需要建立分布式的基础设施作为基础层。这包括为视频流应用程序构建基础架构、2D和3D对象的渲染以及云服务器。这些服务的共同点是它们依赖于分布式参与者网络来提供 GPU 算力服务。
目前我们看到可以转移算力的Web3协议有：Render Network、Livepeer Network、Akash Network等。
1、Render Network
分布式GPU算力市场，允许用户为渲染贡献算力。未来构建元宇宙，仅靠内容创建工具和渲染引擎是不够的。元宇宙将需要天文数字的计算能力：比世界上所有数据中心可用的总和还要多几个数量级。获得这么多计算能力的唯一方法是利用全球消费者拥有的数亿个潜在GPU。
它允许在大型分布式对等网络上分发和处理基于GPU的复杂渲染作业。这使创作者能够以前所未有的规模和价格进行计算，并提供比任何现有云提供商更强大的隐私保证。Multicoin Capital领投了其3000万美元融资，Alameda Ventures、Sfermion 和 The Solana Foundation参投。
2、Livepeer Network
是处理视频流媒体的去中心化网络，该网络依靠矿工使用GPU提供视频转码服务。其旨在提供一种完全去中心化、高度可扩展、加密Token激励的实时视频流网络协议，并产生一种解决方案，该解决方案可以作为去中心化式开发（Web3）堆栈中的实况媒体层。此外，Livepeer 还为任何现有的直播提供一种经济高效的集中直播解决方案。
3、Akash Network
去中心化的云算力市场，为具有额外算力的提供商和寻求算力的用户提供合作平台。目标是在2022年将GPU市场集成到其平台，使网络能够处理机器学习、人工智能和云游戏等数据密集型的工作负载。
随着Web3.0不断发展，基础设施需要的算力也将不断增加，未来将需要大量的GPU矿机参与其中，这也将成为GPU矿工的重要未来方向。
5）以太坊硬分叉
对于ASIC矿机和GPU矿机的矿工来说，还可以选择一条路就是以太坊硬分叉，然后继续参与分叉后的ETH（POW）链挖矿。我们分析认为ETH(POW)分叉链是一定会出现的，但是由于以太坊设置难度炸弹，使得分叉难度提高。
难度炸弹设置，使得大家需要修改客户端的代码才能协商一个新的ETH(POW)分叉链出来，否则无法出块。而这个代码，如果每个人都想分叉一个自己版本的客户端，就很难产生共识，导致的结果就是出现多条分叉链，这将分散分叉链的力量，难以形成合力。那么选择分叉后具有价值的ETH(POW)链，对于矿工来说就非常重要了。
目前由ClassZZ技术社区主导的ETH(POW)分叉链 — EthereumFair(ETF)的测试网已经上线。作为首个具有开创性的以太坊分叉测试网，已经获得了很多用户的关注。目前正在向PoW共识机制的区块链，BTC、DOGE、ETC、CZZ这四条POW链持有者发放糖果。
第一批测试网生态项目将在8月底上线，包括DEX，预言机，借贷，graph等各类基础设施。如果主网上线后运行稳定，那么对于矿工来讲是一个机会。
综合来看，ETH(POW)分叉链对于矿工来说机遇与风险并存，矿工需要认真选择要参与的分叉链。
三、以太坊合并后的未来发展
以太坊的基础层将是整个去中心化应用生态系统的核心，很大程度上会改变我们在Web3.0时代对身份、存储、搜索、声誉和隐私的思考方式。以太坊的愿景是在去中心化的前提下变得更具有可扩展性并且更安全。它对可信中立性原则以及以太坊的网络效应、去中心化和安全性的坚持，牢牢地巩固了它在未来加密世界的地位。合并是保障以太坊实现这一愿景的第一步。
1）数据分片后，Rollup将对以太坊TPS产生质的提升
未来以太坊将成为基础层，而Rollup将为以太坊实现扩展性。现阶段以太坊主网每秒处理大约15-17 笔交易，而通过Rollup可以将以太坊处理速度扩展到每秒大约4000到5000笔交易。假设整个以太坊生态都可以使用Rollup，在数据分片的帮助下，可能会有20到50倍的提升空间。Rollup使以太坊TPS可能达到每秒10万笔交易，甚至更多。
自2017年1月到2022年1月，以太坊网络交易笔数从44K增长至了1.2M，年增长率高达130%。随着TPS的不断提升，以太坊交易量也将随之提高。按照之前的增长率，10年后的日交易笔数可能达到40亿以上，日交易量达10万亿美金以上。这必将推动ETH价值的不断增长，保守预估以太坊市值将超过5万亿美金。
综合来看，TPS的提升将不断提高以太坊生态的商业生存能力。即使在高频应用的市场中，网络拥堵、Gas昂贵、DApp运行缓慢等问题都将消失，这将为Web3.0时代发展提供助力。
2）以太坊可能将使加密支付成为主流
比特币白皮书中提及的一个关键应用案例，是一种「点对点的电子现金系统」，这种系统能够比传统支付方式更便宜。直到2013 年为止，情况确实与上述所言相符，然而到了2018 年，随着加密货币使用率上升，区块链交易开始变得过于昂贵且速度慢。
Rollup技术的出现，让低费用成为可能。目前让交易成本缩小到零点几美分的最后一个障碍是区块链数据压缩，现在已经有了很大进展，比如Optimism针对以太坊的Layer 2 扩容解决方案，该解决方案是由引入零字节压缩，来降低区块链交易中数据的大小和成本。
随着Rollup 技术的全面改进，交易成本可望降至0.05 美元，甚至0.02 美元。那时ETH一定程度上是可以取代一部分BTC作为价值支付和存储的功能并获得额外价值。目前机构对于比特币的估值是14.6万亿美元，预计未来还将增长，即使以太坊只获得10%的份额，都将使其估值再上一个台阶。
以太坊升级后，不仅能源消耗极大降低，还会带来更加多元、丰富的场景。转账汇款仅是表象，以太坊可能将重构整个支付网络体系。
3）以太坊成为Web3.0互联网时代的底层支撑
Web3.0作为基于区块链的新一代互联网,将使得加密和去中心化的技术，进入人们的日常生活。用户无需在不同的平台注册不同的账号，而是在Web3.0互联网中创建一个通用的数字身份，利用区块链的技术加密分布存储，把自己的数据完全掌握在自己手中，可以明确的规定用户对信息的所有权。
Web3.0的区块链分布存储可以将数据存储在所有的节点中，意味着数据不经允许是不可篡改的。再加上NFT的概念确保了虚拟资产的唯一归属权问题。这都需要巨大的区块链空间，扩容后的以太坊将成为实现这一切的重要支柱。
04 结语
区块链体系结构通常在去中心化、安全性或可扩展性方面做出妥协，以便为其他两个方面提供强有力的保证。但是模块化架构的出现，使得区块链有可能通过关注点分离原则开始解决不可能三角问题。以太坊通过信标链，分片链和Layer2的分层，一定程度上已经在解决这个问题。这同样预示着在未来的多链时代模块化公链将成为趋势。7 O'Clock Capital与你一起等待！
