澎湃新聞記者 王蕙蓉

世界第二大加密貨幣以太幣(ETH)背后的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡以太坊，預計在9月中旬“合并”。此舉將帶來什么影響？

當?shù)貢r間8月12日，以太坊聯(lián)合創(chuàng)始人Vitalik Buterin發(fā)布推文稱，此次在加密領域被稱為“合并”的區(qū)塊鏈軟件升級，預計發(fā)生于9月15日左右，盡管具體日期取決于哈希率。

以太坊聯(lián)合創(chuàng)始人Vitalik Buterin發(fā)布的推文

有外媒報道稱，本周以太坊的開發(fā)人員將敲定具體合并時間。

從工作量證明過渡到權益證明

合并意味著，以太坊將通過兩個區(qū)塊鏈的合并，將共識機制從工作量證明(PoW)過渡到權益證明(PoS)。早在2013年，Vitalik Buterin發(fā)布以太坊白皮書，就提及其愿景是讓以太坊成為一個節(jié)能的權益證明網(wǎng)絡。

目前人們使用的以太坊區(qū)塊鏈被稱為“主網(wǎng)”，區(qū)別于各種僅供開發(fā)人員使用的“測試網(wǎng)”區(qū)塊鏈。2020年12月，以太坊開發(fā)者創(chuàng)建了一個名為信標鏈(beacon chain)的新網(wǎng)絡。信標鏈本質(zhì)上是新的以太坊。

信標鏈是一種權益證明區(qū)塊鏈，自18個月前創(chuàng)建以來一直在運行。驗證器向信標鏈中添加區(qū)塊，但這些區(qū)塊不包含任何數(shù)據(jù)或交易。合并需要將存放在以太坊主網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫艠随?，使信標鏈成為以太坊網(wǎng)絡上的主要區(qū)塊鏈。在合并的準備階段，以太坊開發(fā)人員始終在對這一新區(qū)塊鏈進行壓力測試，通過各種以太坊測試網(wǎng)運行數(shù)據(jù)和交易。

“以太坊最初使用工作量證明算法，需要成千上萬的挖礦硬件設備持續(xù)運行，以支撐和保護網(wǎng)絡?！敝袊苿油ㄐ怕?lián)合會元宇宙產(chǎn)業(yè)委員會執(zhí)行主任、中國通信工業(yè)協(xié)會區(qū)塊鏈專委會共同主席、火大教育校長于佳寧向澎湃新聞(www.thepaper.com)記者分析道，“相對于工作量證明來說，權益證明算法在一定程度減少了數(shù)學運算帶來的資源消耗，性能也得到了相應的提升，但依然是基于哈希運算競爭獲取記賬權的方式?！?/p>

于佳寧提及，本次合并是以太坊“主網(wǎng)”與采用權益證明的信標鏈網(wǎng)絡的合并。當以太坊合并后，網(wǎng)絡的共識機制會正式從PoW轉(zhuǎn)換到PoS，帶來一個實質(zhì)性的轉(zhuǎn)換。以太坊網(wǎng)絡將從工作量證明的約束中解脫出來，網(wǎng)絡將更加快速、出塊更快、更加有效、對新用戶來說更加易用、減少維持以太坊網(wǎng)絡運營的電力支出以節(jié)約能源等等。

“以前的PoW挖礦方式網(wǎng)絡效率很低，大約平均每秒處理十幾筆交易。由于以太坊的主要目標是運行智能合約，智能合約的運行中需要大量的網(wǎng)絡確認，所以對于網(wǎng)絡的效率要求很高。而每秒十幾筆的效率遠遠不能滿足系統(tǒng)的要求?！币晃惶摂M貨幣觀察人士向澎湃新聞 (www.thepaper.com)表示，“特別每筆網(wǎng)絡確認，都需要付出一定的Gas費用。而這個費用的數(shù)量是競價決定的，出價越高，發(fā)出的請求就會被優(yōu)先確認，而出價低的請求只能慢慢等待。所以在去年市場比較火熱的時候，一筆合約確認的Gas費高達幾十甚至上百美元。這個大大阻礙了以太坊應用的推廣。所以變成PoS模式以后，增加了網(wǎng)絡確認的效率，也會降低以太坊網(wǎng)絡使用的成本?！?/p>

以太坊合并為何遲未“落地”

權益證明(PoS)共識算法其實就是想要參與記賬的網(wǎng)絡成員可以通過質(zhì)押(Staking)以太幣來參與，每次驗證交易時按照比例獎給節(jié)點一定的提成，比例根據(jù)節(jié)點擁有的資產(chǎn)數(shù)量而定，擁有越多相關資產(chǎn)，持有時間越長，得到記賬權的機會就大。“PoS的核心就在于Staking。這對于行業(yè)的先行者具有先發(fā)性優(yōu)勢，類似于早期低成本獲得以太幣的‘巨鯨’們，就很容易在新的以太坊區(qū)塊鏈上獲得更多的獎勵，致使出現(xiàn)強者恒強，大者恒大的馬太效應?！庇诩褜幷f道。

于佳寧預測，未來隨著以太坊PoS共識的達成，會涌現(xiàn)出越來越多的Staking服務商，而服務商的可靠性，以及它們存儲以太幣的安全性并不能被有效把控。加密市場中平臺失竊、倒閉甚至卷款跑路的現(xiàn)象屢見不鮮，盡管Staking領域是未來一個非常有潛力的賽道，但在可預見的未來里勢必會出現(xiàn)來自服務商的風險。

值得注意的是，由于權益證明相關技術的復雜性，以及日益龐大的資金風險，以太坊合并已被多次推遲。該合并是“以太坊2.0”的一部分，也是為了重塑其區(qū)塊鏈基礎的一系列升級。

于佳寧指出，合并遇到的主要困難就是在利益分歧以及過渡的技術等?！肮沧R機制變化最主要影響的就是原先受益的礦工，盡管Vitalik Buterin也在鼓勵支持工作量證明算法的礦工轉(zhuǎn)向以太坊經(jīng)典，但很顯然礦工的收益依舊會受到很大的損失?；蛟S也是在這樣的利益分歧下，以太坊的合并遲遲沒有落地?！?/p>

上述虛擬貨幣觀察人士也提出了相同觀點：“以太坊合并的困難一個是重新構建了一個新的底層邏輯，這個新的底層需要市場適應和接受。另外現(xiàn)在在以太坊網(wǎng)絡上有很多應用合約和資產(chǎn)，避免技術上出錯也是很重要的一點。這里面還會涉及到大量礦工的利益，礦工和以太坊開發(fā)團隊也會有一定的博弈。所以，以太坊的合并最近兩年一直在不斷推遲，現(xiàn)在這次應該是最接近正式合并的一次?！?/p>

于佳寧認為，合并期間會涉及到一系列技術上的問題，甚至說一旦出現(xiàn)此前尚未被發(fā)現(xiàn)的漏洞，就極有可能造成網(wǎng)絡運行的混亂，造成大量資金和應用的損害。因而在合并之前，以太坊的開發(fā)者們必須慎之又慎，考慮到各種微小的可能性，才能使得合并的成功實施。

加密貨幣分析公司德爾福數(shù)字分析師Jon Charbonneau表示，以太坊的開發(fā)人員非常小心，以確保在合并時不同的客戶端驗證器可以一起工作。但以太坊“客戶端”(可以讀取以太坊數(shù)據(jù)和挖掘區(qū)塊的軟件)可能會出現(xiàn)一些bug，甚至需要數(shù)月時間來修復。

加密貨幣耗能驚人，轉(zhuǎn)向權益證明有望降低能耗？

加密貨幣的反對者通常認為，像比特幣和以太幣這樣的加密貨幣是無用的，而且會消耗大量電力。

假設有人想挖掘加密貨幣，就需要一臺功能強大的計算機，即一臺“采礦鉆機”來運行軟件。這臺“采礦鉆機”將與世界各地成千上萬的“礦工”競爭，通過運算解開復雜的加密謎題。如果解開了加密謎題，那么就贏得了“驗證”區(qū)塊的權利，就可向區(qū)塊鏈中添加新數(shù)據(jù)。比特幣“礦工”每驗證一個區(qū)塊可以獲得6.25個比特幣，以太坊“礦工”則可以獲得2個以太幣以及Gas交易費用。

為了在競爭中獲得更多機會，人們通常會利用很多臺計算機。“工作量證明”共識機制是比特幣和以太坊區(qū)塊鏈運行的方式，允許區(qū)塊鏈在分散的同時保障安全。

“這就是所謂的西比爾抵抗機制，”Charbonneau解釋道，每個區(qū)塊鏈都需要使用一種稀缺資源，而這種資源是無法壟斷的。對于工作量證明型區(qū)塊鏈來說，這種資源就是運行“采礦”操作所需的電力。

以太坊由世界各地的數(shù)十萬臺計算機組成，如果要“壟斷”以太坊，即意味著需要控制其中51%的算力，但這樣做將耗資數(shù)十億美元。因此，“工作量證明”共識機制保護了比特幣和以太坊區(qū)塊鏈在過去沒有被黑客攻破過。

但弊端也是顯而易見的。隨著加密謎題變得越來越復雜，越來越多的“礦工”爭相解決，能源消耗隨之飆升。

據(jù)外媒CNET報道，比特幣每年消耗約150太瓦時，超過了阿根廷4500萬人的一年用電量；以太坊每年消耗約62太瓦時，接近瑞士900萬人的一年用電量。

如果以太坊將兩個區(qū)塊鏈合并，從工作量證明成功過渡到權益證明，加密謎題將不再是其網(wǎng)絡系統(tǒng)的一部分。以太坊基金會表示，由此以太坊的電力支出預計將下降99.65%。

“以太坊轉(zhuǎn)向PoS，在一定程度上確實減少了加密資產(chǎn)存在的弊端，主要就體現(xiàn)在能源消耗方面?！庇诩褜幏治龇Q，目前全球能源系統(tǒng)陷入動蕩，能源供應緊縮已經(jīng)嚴重短缺，并導致電力和燃料價格飆升。

國際能源署執(zhí)行董事法提赫·比羅爾在7月全球能源論壇上表示，世界從未見過如此重大的能源危機，全球性的能源供應緊張局面可能還會進一步惡化。“PoW共識機制雖然有其特有的優(yōu)勢，但在目前這個能源危機的背景下，其龐大的耗電量勢必會引起各國相關部門的重視。盡管未來整個行業(yè)會向風能、太陽能、水電等清潔能源轉(zhuǎn)型，清潔能源成為行業(yè)的主導能源，針對當下而言，轉(zhuǎn)型PoS未嘗不是一個選擇。”于佳寧說道。

“礦工”將何去何從

以太坊從PoW到PoS的轉(zhuǎn)型升級，意味著相關的“礦工”也需要轉(zhuǎn)型。

“以太坊合并后其實還是有‘礦工’這個角色的，只是方式發(fā)生了變化?！鄙鲜鎏摂M貨幣觀察人士解釋道，“嚴格地說，礦工應該叫打包節(jié)點。礦工起到的作用是記賬，然后把賬本廣播到整個網(wǎng)絡?！?/p>

他表示，區(qū)塊鏈最核心的是無中介和網(wǎng)絡的安全性，其中就涉及到記賬權的問題。區(qū)塊鏈通過讓全網(wǎng)所有人平等參與來解決安全性問題。他舉例道，比如A給B轉(zhuǎn)賬100元，這時候網(wǎng)絡中有一個人搶到了這個記賬權，他就記錄下來，然后告訴全網(wǎng)的人，A給B轉(zhuǎn)了100元。為了獎勵這個記賬的人，系統(tǒng)就會給他分配固定數(shù)額的代幣，比如比特幣或者以太幣。由于有了激勵，大家都愿意來記賬，于是就開始爭奪記賬權，比的就是誰的計算速度快，這個過程就俗稱“挖礦”。

他指出，由于網(wǎng)絡中有非常多的節(jié)點，大家都同步存儲了賬本，即使一部分節(jié)點被毀掉，另外一部分節(jié)點也保留了賬本，所以整個網(wǎng)絡很難毀掉，具有安全性。但這種安全性是冗余帶來的，勢必也會影響效率。而PoS就是把共識的機制做了改變，但記賬節(jié)點這個角色還是存在的。PoS把純粹的從拼算力爭奪記賬權，變成了質(zhì)押代幣的模式?！癙oW就好比是全民投票，一人一票，每個節(jié)點都可以投票。而PoS有點類似公司董事會的角色。有人往系統(tǒng)里質(zhì)押代幣，才有權確認記賬。激勵的方式也從原來的拼算力拿獎勵，變成了質(zhì)押激勵。所以，以太坊從PoW轉(zhuǎn)向PoS以后，傳統(tǒng)那種靠拼算力爭奪記賬權的礦工不需要了，但網(wǎng)絡確認節(jié)點這個角色依舊存在，只是激勵方式從挖礦獎勵變成了質(zhì)押獎勵。”

以太坊合并后的應用與監(jiān)管走向

上述虛擬貨幣觀察人士表示，以太坊從PoW到PoS，對于應用者來說，最大的改變就是網(wǎng)絡效率提高，使用成本會下降?！爸劣谑欠駮p少弊端，這個無法下結論。作為一個基礎設施，以太坊從PoW轉(zhuǎn)到PoS只能說是犧牲一部分安全性來換取網(wǎng)絡效率的提升?！?/p>

該觀察人士認為，從去中心化和公平分發(fā)的角度來說，PoW模式肯定優(yōu)于PoS模式，去中心化在區(qū)塊鏈世界里代表的就是網(wǎng)絡的安全性。網(wǎng)絡越安全，就代表網(wǎng)絡中的冗余會越多，自然效率就要低下。但由于以太坊是一個智能合約平臺，其存在的主要價值是有人大量使用，因此網(wǎng)絡效率的提升也是重要的考慮因素?！爸劣谙嚓P的監(jiān)管審查來說，以太坊的機制是PoW還是PoS并沒什么區(qū)別，畢竟這些只是內(nèi)部的技術方案。監(jiān)管上首先要確認的是以太坊究竟是商品還是證券，有了定性才能套用相關法規(guī)的監(jiān)管。正式定性前，只能是一種模糊和大概的監(jiān)管?！?/p>

于佳寧也表示，以太坊合并僅僅是以太坊網(wǎng)絡自身的重大升級，對于監(jiān)管機構而言，以太坊采取什么共識機制并不是其考慮的重點。早期美國證券交易委員會(SEC)就曾表示，由于足夠的去中心化，因此比特幣和以太坊并不屬于證券。而在這之外的數(shù)字資產(chǎn)，都會通過豪威測試(Howey Test)判定是否構成證券發(fā)行進行監(jiān)管，在各國監(jiān)