在合并之前，先分析以太坊信标链!

　　以太坊合并是加密货币行业最令人印象深刻的工程壮举之一，该事件正在迅速临近。合并标志着多年研究、工程和开发的结束，并将以太坊区块链从工作量证明过渡到权益证明共识机制。

　　在许多方面，这一事件可以被认为相当于更换了价值 2000 亿美元的喷气式飞机的发动机，这架喷气式飞机还承载着价值数千亿美元的金融基础设施，同时还全速飞行。

　　合并已正式计划在 58.75e21 的总终端难度下进行，预计将于 2022 年 9 月 15 日进行。距离合并日期只有几天了，这份报告将引入一套新指标来帮助理解以太坊权益证明系统，并将描述自 2020 年 12 月 1 日创世区块以来信标链的性能。

　　区块生产和参与

　　信标链上的块生产过程比等效的工作量证明链有几个额外的步骤。在 PoW 系统中，矿工负责构建区块，然后将他们的获胜区块广播到节点网络，节点网络随后验证包含的交易和区块模板是否符合共识规则。

　　在以太坊 PoS 系统中，出块和验证经过以下步骤：

• 　　PoS 区块链由一系列插槽构成，平均间隔为 12 秒。每个插槽都代表验证者构建和提议区块的机会。

• 　　每组连续的 32 个时隙（6.4 分钟）被分组为一个Epoch。

• 　　协议选择了一组 128 个验证者，为每个 Epoch 组成一个委员会。

• 　　该委员会的一名验证者被算法选择为在即将到来的Slot中提出一个块。

• 　　委员会中的其余验证者提供证明，证明提议的区块和包含的交易遵循共识规则。

• 　　然后由三分之二的验证者网络系统地确定 Epoch。

　　信标链创世区块于 2020 年 12 月 1 日，在撰写本文时，这个新网络已经运行了 639 天（1.77 年）。链尖已超过区块高度 4,557,056 和 epoch 高度 142,408。

　　验证者取代矿工

　　在以太坊 PoS 共识系统中，矿工被验证者所取代，验证者必须存入 32 ETH 的股份才能参与协议共识。以太坊信标链存款合约于 2020 年 11 月上旬推出，允许早期采用者存入 ETH 并帮助启动信标链。

　　信标链路线图的第一阶段是第 0 阶段，在生成创世区块之前，存款合约要求最低门槛为 524,288 ETH。需要注意的是，存款是（现在仍然是）单向的，在上海升级之前，ETH 无法从存款合约中提取出来，目前预计上海升级将在合并后的 6 到 18 个月内准备就绪。

　　虽然存款最初开始缓慢，但在 2020 年 11 月 24 日，令人信服地达到了第 0 阶段的门槛，因为在计划的创世日期前一周，社区信心迅速提高。

　　验证者绩效和收入

　　验证者必须首先存入 32 ETH 的股份才能启动验证者，如果他们的余额低于 16 ETH（在不活动泄漏或削减的情况下），他们将被从协议中驱逐。一旦验证者进入协议，他们的 ETH 总余额将由于多种因素而开始变化：

• 　　发行和手续费收入（余额增加）

• 　　如果验证者经常错过区块或证明（余额减少），则不活动泄漏。

• 　　在恶意行为的情况下削减（余额减少）。

　　还有一个称为有效余额的概念，其上限为 32 ETH，并在此值以下减少到最接近的 1 ETH 增量（最小缓冲为 0.25 ETH）。例如：

• 　　如果质押者有 32 ETH 并获得 0.5 ETH 的奖励，他们的总余额（红色）是 32.5 ETH，但他们的有效余额（绿色）仍然是 32 ETH。

• 　　如果质押者有 32 ETH，但在不活动惩罚中泄漏了 0.5 ETH，他们的总余额（红色）现在是 31.5 ETH，但他们的有效余额（绿色）向下舍入为 31 ETH。

• 　　31.250 ETH 的总余额将有 31 ETH 的有效余额

• 　　31.249 ETH 的总余额将有 30 ETH 的有效余额

　　下图显示了积极参与 PoS 共识的总有效余额（绿色） 。剩余的总余额（红色）本质上是多余的 ETH，可被视为非活跃质押的缓冲。目前，总有效余额为 1335.7M ETH，大约 745k ETH 处于非活跃状态（占总数的 5.29%）。

　　 最后，我们将寻求解决合并后最大的问题之一: PoS 发行量的减少以及 EIP1559 销毁机制对 ETH 净供应量的估计影响是什么？下图展示了自 2021 年 8 月 EIP1559 上线以来 ETH 每日发行量的两条曲线：

• 　　当前状况（橙色），在 PoW 和 PoS 链上都发生 ETH 发行，EIP1559 在 PoW 侧燃烧活跃。除了几天之外，ETH 供应量一直处于净通胀状态，自 7 月以来每天发行的 ETH 数量在 11.8k 到 14.3k 之间波动。

• 　　模拟条件（蓝色），仅 PoS 信标链处于活动状态，并且 EIP1559 位于 PoS 链上。这模拟了如果 Merge 与 EIP1559 一起发布的市场可能会是什么样子，并且它显示了一个明确的净通缩系统，直到 2022 年 7 月下旬，发行量稳定在每天 +500 到 +1,000 ETH 左右。

　　鉴于链上需求，因此目前天然气价格非常疲软，这突显出，随着天然气费用压力的任何有意义的回升，可以合理地预期 ETH 将成为净通缩供应资产。

　　总结和结论

　　以太坊合并即将到来，是多年辛勤工作以及卓越的工程和研究努力的结晶。由于最近几个月所有以太坊测试网都已成功完成合并，主网合并已正式安排，预计于 2022 年 9 月 15 日进行。

　　在本报告中，我们探讨了以太坊新的权益证明共识机制的基本机制，以及我们如何研究信标链的网络性能。我们评估了信标链迄今为止的表现，并分析了验证者存款、收入流以及对净 ETH 供应动态的可能影响。

　　现在超过 11.2% 的 ETH 流通供应参与了 PoS 共识，这代表了以太坊社区的重要信任投票。我们可以期待一个成功的主网合并，并在未来分析新的迷人的权益证明共识机制。