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。
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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。
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
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：
（一）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。
（二）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。
（三）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。
（一）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。
（二）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。
（三）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。
（四）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。
（五）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，如 BTC，LTC，DOGR， BCH，ETC，CZZ 的 Token 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。
（一）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。
（二）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。
（三）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。
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！
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