你需要知道的以太坊合併常識。
整理：茉莉
編輯：文刀
封面： Photo by Shubham Dhage on Unsplash
「預測合併將在 9 月 15 日左右發生，但確切日期取決於哈希率。」8 月 12 日，以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 在推特公佈了一個相對明晰的網絡合併日期。這意味著，區塊鏈世界萬眾期待的大事——以太坊合併將在一個月後到來。
「合併」（The Marge）是區塊鍊網絡以太坊在其歷史上最重要的升級。這次升級中，當前以太坊主網（現有的執行層）將與權益證明（PoS）共識層「信標鏈」相結合。這標誌著以太坊會終結現行的工作量證明（PoW）共識，以消除對能源密集型挖礦的需求，轉而使用以質押 ETH 的方式來保護網絡運轉。
以太坊合併不僅會使網絡的能源消耗減少約 99.95%，也為它後續的分片等擴展計劃升級奠定了基礎。
整個預熱期間，一些用戶仍對以太坊合併存在誤解，比如，「合併將降低 Gas 費」、「合併後交易會明顯加快」、「合併將導致以太坊區塊鏈停機」等等。針對這些錯誤說法，目前，以太坊官網已經一一澄清。
誤解 1：“運行一個節點需要質押 32 ETH”
正解：任何人都可以自由同步自己的以太坊自我驗證副本，即運行一個節點，不需要 ETH，合併前、合併後都不需要。「質押 32 ETH」其實是對出塊節點的要求。
以太坊節點有兩種類型：出塊節點和非出塊節點。
出塊節點只是以太坊上所有節點的一小部分，包括工作量證明（PoW）下的挖礦節點和權益證明（PoS）下的驗證節點。這類出塊節點需要投入經濟資源（例如 PoW 需要的 GPU 哈希算力、PoS 要求的 ETH 質押）以換取出塊後的獎勵。
除了要具有 1-2 TB 可用存儲空間和互聯網連接的消費級計算機之外，網絡上的其他節點（即大多數節點）不需要提供任何經濟資源。這些節點不出塊，但它們仍然為保護網絡發揮關鍵作用——監聽新區塊並根據網絡共識規則驗證新區塊的有效性，監督所有出塊者承擔責任。如果該區塊有效，這些節點負責將有效信息廣播至網絡。如果該區塊因任何原因無效，節點軟件將忽略它並停止廣播。
在任一共識機制（PoW 或 PoS）下，任何人都可以運行非出塊節點。如果有能力，以太坊官方強烈建議所有用戶運行一個節點，因為這對以太坊的去中心化非常有價值，並且可以為任何運行非出塊節點的個人帶來額外好處——例如提高安全性、隱私性和抗審查性。
誤解 2：“合併將降低 Gas 費”
正解：Merge 是共識機制的改變，不是網絡容量的擴大，不會降低 Gas 費用。
Gas 費是網絡需求相對於網絡容量的產物。合併後的以太坊不再使用 PoW 共識，過渡到 PoS 共識後不會顯著改變任何直接影響網絡容量或吞吐量的參數。
根據以 Rollup 擴容技術為中心的路線圖，以太坊倡導集中在 Layer2 網絡中擴展用戶的活動，同時使 Layer1 主網成為安全的去中心化結算層。Layer2 對匯總數據的存儲進行了優化，以幫助匯總交易成倍地降低。向 PoS 共識過渡是實現這一目標的關鍵前提。
誤解 3：“合併後交易會明顯加快”
正解：儘管存在一些細微變化，但 Layer1 的交易速度將基本保持不變。
交易的「速度」可以通過幾種方式來衡量，包括交易包含在一個塊中的時間和完成確認的時間。這兩種變化在合併後略有變化，但不會以用戶會注意到的方式變化。
在出塊速度方面，從歷史上看，PoW 機制下是大約每 13.3 秒就有一個新的區塊產生。在信標鏈上，每 12 秒恰好出現一次 slots（12 秒的時隙），每個 slots 都是驗證者出塊的機會。大多數 slots 都有塊產出，但不一定全部都有（即驗證器離線）。PoS 機制下的區塊生成頻率將比 PoW 多約 10%。「這是一個相當微不足道的變化，用戶不太可能注意到。」
而在確認交易時，PoS 共識引入了以前不存在的交易最終性概念。在 PoW 共識下，為確認交易而挖掘每個區塊時，逆轉區塊的能力會成倍增加，但它永遠不會完全達到零。在 PoS 共識下，確認區塊被捆綁進了驗證者的 epoch 中（投票時段，6.4 分鐘的時間跨度，包含 32 次出塊機會即 32 slots）。當一個 epoch 結束時，驗證者投票來決定是否認為該 epoch「合理」。如果驗證者同意證明 epoch 的合理性，它將在下一個 epoch 中完成確認。撤銷最終交易在經濟上是不可行的，因為它需要獲得併銷毀超過 1/3 的質押 ETH。
在 PoW 共識下，許多 Dapp 的運行需要大量的區塊來確認交易，這些確認所花費的時間與 PoS 共識下最終確認的費時相當。因此，確認工作可以提供額外的安全保證，但不會顯著加快交易速度。
誤解 4：“合併一完成就可撤回質押的 ETH”
正解：這次的合併升級尚未啟用對質押 ETH 的提款，以太坊的「上海昇級」將啟用提款。
質押的 ETH、迄今為止的質押獎勵以及合併後新發行的 ETH 仍將鎖定在信標鏈上，無法退出。「上海昇級」計劃了提款功能，這是繼以太坊合併後的下一次重大升級。這意味著新發行的 ETH 雖然在信標鏈上積累，但在合併後至少會在 6-12 個月內保持鎖定，無法流動。
誤解 5：“上海昇級前，驗證者無法獲得可流動的 ETH 獎勵”
正解：小費和 MEV（Miner Extractable Value 即礦工可提取價值）將記入驗證者控制的主網賬戶，立即可用。
需要知道的是，共識層發行的 ETH 是對為共識做出貢獻的驗證者的獎勵，信標鏈代表了新發行的 ETH。驗證者有一個唯一的地址來保存其質押的 ETH 和質押獎勵，這部分 ETH 會一直鎖定到「上海昇級」。
而執行層（當前的以太坊主網）上的 ETH 與共識層是分開計算的。當用戶在以太坊主網上執行交易時，必須以 ETH 支付 Gas 費，包括給驗證者的小費。這個 ETH 已經在執行層，不是由信標鏈協議新發行的，因此可以立即提供給驗證者（注意，驗證者要給 Fee Recipient 客戶端軟件提供正確的地址）。
誤解 6：“啟用提款後，質押者可立即退出”
正解：出於安全原因，驗證者退出的速率將受到限制。
「上海昇級」啟用提款後，會激勵所有驗證者將其質押餘額提取到 32 ETH 以上，因為這些資金不會增加收益，否則會被鎖定。APR（由質押的 ETH 總量決定）激勵可能會導致驗證者退出，以收回他們的全部餘額；驗證者也可能會把他們的獎勵進行再質押，以賺取更多收益。
這裡有一個重要的警告——完整的驗證者退出時會受協議的速率限制，每個 epoch 只能退出 6 個驗證者（即 6.4 分鐘的退出時間，因此每天有 1350 個驗證者可退出，或者說，超過 1000 萬 ETH 的質押量下，每天只有約 43200 ETH 可退出）。
為什麼要限制速率？一來，速率限制會根據質押的 ETH 總量進行調整，以防止大量資金外流。另外，它可以防止潛在的攻擊者使用他們的質押進行「罰沒攻擊」——在協議執行罰沒的同一時期退出他們的全部質押餘額。
可見，以太坊故意將 APR 設置為動態調整模式，這就允許利益相關者根據市場來決定他們願意為保護網絡付出多少。啟用提款後，如果速率過低，驗證者將以協議限制的速率退出，這就會導致所有留下來的驗證者的 APR 提高，此時，新的質押者會被吸引，或者退出的質押者會回歸。
誤解 7：“合併後質押 APR 預計會增加三倍”
正解：根據最新的估計預測，以太坊合併後，質押 APR 增長接近 50%，而非 200%。
質押者的 APR 在合併後的確會增加，但想了解具體增加多少，就要弄清 APR 增長來自何處。
增長並不來自 ETH 發行量的增加，相反，以太坊合併後，ETH 的發行量會減少約 90%。增長事實上來自於網絡交易費用的重新分配，這些費用將開始流向驗證者，而非過去的礦工。
當驗證者出塊時，網絡費用是一個獨立的收入來源。可以想像，驗證者收到的費用金額與他們出塊當時網絡的活動成正比。活躍在網絡上的用戶支付的費用越多，驗證者收到的費用就越多。
從最近的以太坊區塊鏈活動來看，目前支付的所有 Gas 費中，約有 10% 以小費的形式支付給礦工，其餘的則被銷毀。預測數據比這個百分比要高得多，並且是在網絡使用率處於歷史最高水平時計算的。將 10% 的數字推斷為近期網絡活動的平均值，預估質押的 APR 將增加到約 7%，比基本發行 APR（截至 2022 年 6 月）高出約 50%。
誤解 8：“合併將導致以太坊網絡停機”
正解：合併升級旨在以零停機時間過渡到權益證明（PoS）共識。
以太坊開發者已經投入了大量的工作來確保向 PoS 共識過渡時不會破壞網絡或傷害用戶。
就像在飛行途中為火箭飛船更換引擎，以太坊合併被設計為在切換期間無需暫停任何操作即可執行。合併將由終端總難度（TTD）觸發，這是對構建鏈的總算力的累積衡量。當時機成熟並滿足這一標準時，區塊將從一個使用 PoW 共識構建的區塊過渡到通過 PoS 共識構建的區塊中。
8 月 12 日，以太坊聯合創始人 Vitalik Buterin 在推特上提示，網絡的終端總難度已設置為 58750000000000000000000。這意味著，以太坊 PoW 網絡現在有大致固定數量的哈希可供礦工挖掘。在這個終端總難度觸發了合併後，PoW 制下的礦工將退出以太坊的舞台，PoS 制下的驗證者將接手網絡的出塊工作。
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