以太坊的共識轉變關乎着加密貨幣的未來

2022-10-08 16:10:42

來源 | The Economist

@ETH中文編譯

去中心化網絡可以自我變革嗎？

現在是世界協調時間（UTC）的 8 月 18 日下午 2：00，來自世界各地的人們正在加入這個在 Zoom 上兩周一次的“核心开發者”會議，這個會議在 Youtube 上直播給任何想看的人。所有參與者都不會打开他們的攝像頭，大多數人都以名字在黑色方塊上的形式出現 —— 包括一個方塊標注着 Vitalik，它指的就是 Vitalik Buterin，以太坊的創造者。

許多用戶已經採納了這個熊貓形象，卡通的面孔按照人類的節奏搖擺和微笑。他們選擇的這只黑白色的熊，這是多虧了以太坊研究員 Hsiao Wei Wang，她創造了一個 meme，上面是兩只熊，一只黑和一只白，做着熱播動漫節目《七龍珠 Z》中的“合體舞”。動漫中的舞蹈將兩個生物合體為一個強壯的生物。熊貓 —— 兩個熊的結合體 —— 已經成為了“合並”的象徵。

合並是加密社區為以太坊區塊鏈從使用“工作量證明”（PoW）共識機制過渡至使用“權益證明”(PoS)的轉折點所賦予的名字，通過共識機制，所有維護區塊鏈的計算機都會對新交易的打包進行同意。他們稱之為合並，是因為這條分开的 POS 區塊鏈（稱為“信標鏈”）在近兩年裏已經和原本的以太坊區塊鏈一起由开發者進行測試、改進和再測試。开發者會在Zoom 電話會議上就兩條鏈什么時候合並達成一致。合並事件的日期和時間將取決於有多少算力用在網絡的維持上，但應該會在 UTC 時間的 9 月 15 日 1:00 am 發生。（譯者注：主網合並已於北京時間 2022 年 9 月 15 日 14:42:42，區塊高度 15537393 處成功進行。）

這不只是技術上的稍微調整，而是一個價值 2 千億美元的且已經運行了 7 年的軟件的徹底革新，如果一切按計劃進行，合並會在網絡正常運行的情況下實現。加密界的人們喜歡將這個過程同飛行中的更換飛機引擎進行對比。PoW 對能源的消耗非常大，需要大量的算力，導致了以太坊和比特幣等區塊鏈消耗的能源與小國家一樣多。PoS 的維持則比原來減少了 99.9% 的能源。這對排放的影響將會像一夜之間，荷蘭關掉了（看圖）。更重要的仍然是，如果合並順利的話，這將表明以太坊擁有自我改進的能力，為更多的全面改革打开了機會的大門。

加密界需要好消息，因為在過去的一年是艱難的一年。很多狡猾的吸存機構已經破產了，徹底耗盡了存款；一家加密對衝基金倒閉了；而穩定幣根本不是穩定的。加密貨幣的總市值已經跌到只有 1 萬億左右，比去年的這個時候少了 2 萬億。以太坊的改進並不會解決這些破壞性的問題，但是，通過減少它的環境影響和強調其未來改進的潛力，這將表明出加密貨幣的未來比現在許多人所理解的更光明。

以太坊區塊鏈的想法最初由 Vitalik 在 2014 年提出。與比特幣一樣，它是一個大型的數據庫，包含了所有曾經發生過的加密貨幣交易。但是 Vitalik 的關鍵見解是區塊鏈可以做得更多 —— 它也可以跟蹤代碼行數，這讓以太坊可以記錄貨幣的轉账，還有所有的資產與智能合約中維護的函數，以及自動執行的協議，即當滿足特定條件時會採取一連串的行動。以太坊對代碼進行驗證，這讓开發者有可能用代碼在以太坊區塊鏈上構建一個大型的金融機構網絡，如交易所或借貸平臺。

區塊鏈由十幾個稱作“客戶端”的軟件進行維護，它們則由核心开發者進行开發。客戶端會基於多種編程語言進行構建，包括 Go、Rust、Java 和 C#，這些軟件由“節點”運行 —— 計算機可以運行客戶端軟件以維護以太坊區塊鏈的歷史。所有關於做什么、是否實現升級的決策會由开發者、ETH 持有者以及在以太坊上構建應用或者在區塊鏈上市真實世界資產的人之間達成共識。任何計劃和代碼都會實時發布在 GitHub上，它是一個程序員的存儲庫。核心开發者每兩周會討論可能進行的升級，比如熊貓或其他。理論上，任何在這些軟件上從事开發工作的人都可以成為核心开發者。

這就造就了形形色色的开發者群體。有些被 ConsenSys 等公司僱傭，ConsenSys 是一家總部在布魯克林的區塊鏈軟件公司，由 Joe Lubin 建立，他是在 2014 年 Vitalik 發布白皮書後幫助以太坊成立的少數人中的一員。有些則被以太坊基金會僱傭了，這是一個在 2014 年成立於瑞士楚格州的非營利組織，其收入來自 ETH 的出售。其余人則是興趣好愛者，他們受到激勵幫助以太坊解決問題，因為他們持有代幣。至少有分布在 30 個城市的 122 位开發者已經投身於合並的軟件开發工作。

以太坊不是一家公司，而盡管 Vitalik 作為創始人具有影響力和重要性，並不是它的董事長。以太坊是开源的，就像免費的操作系統 Linux，和網頁瀏覽器 Firefox —— 但开發者可以通過 ETH 押注以太坊，這為他們提供了參與維護網絡的動力。治理在多大程度上真正去中心化這點並不清楚。在最近與經濟學博主 Noah Smith 的採訪中，Vitalik 稱，在 2015 年項目剛开始的時候，他正在進行大量的研究，思考着以太坊的應然還有實現它的大量代碼。在 2020 年，他說自己正在做可能只有 1/3 的研究和非常少的編碼，而大部分是“高層級的理論化”工作。但在最近兩年裏，他曾說過就連高層級的理論工作“已經慢慢地但確實真的離我而去了”。

為了實現像合並一樣的升級，需要利益相關者之間具有足夠的共識。所有主要的客戶端必須同意編寫一個軟件，必須有足夠的節點升級他們的軟件，並且所有構建在區塊鏈上的真實世界應用程序 —— 好比由銀行账戶中的美元所支持的穩定幣 —— 必須接受合並後的新鏈才是唯一一條維護他們資產狀態的區塊鏈。實時觀看合並的發生可能會讓人感覺不真實，這就好像《經濟學人》开始直播它的編輯會議，而且還允許訂閱者委托文章和選擇封面。

當然，並不是所有利益相關者都支持合並。礦工們在硬件上已經投入了 50 億美元之多以運行 PoW 共識機制。大約在 9 月 15 日，這些硬件將不再為他們賺取太多的回報。PoW 維護區塊鏈安全的方式就是通過激勵成百上千的計算機解決數學謎題。最先找出答案的計算機會提示其他的礦工，如果他們確認了這個結果，找出答案的礦工就會更新區塊鏈並獲得酬勞。因此，有了可愛的、新鑄造的 ETH，擁有大量的顯卡是值得的。

PoS 則通過加密貨幣持有者之間進行投票來決定區塊鏈的狀態更新。投票權還有獎勵的份額，取決於驗證者質押的 ETH 數量。如果質押者行為不當，比如打包了錯誤的交易，他們的質押可能會被銷毀。因此，在 9 月 15 日，擁有大量顯卡的優勢就將不復存在，反而持有 ETH 是有利的。

礦工可以嘗試着反抗來推遲合並，但是大部分節點贊同此次升級。根據追蹤以太坊活動的網站 ethernode.org，大約有 75% 的節點已經升級了他們的軟件，准備好合並了。另一個選擇則是去“分叉”區塊鏈，仍然是通過運行舊的軟件和寄希望於有足夠的其他節點也會這么做，這樣區塊鏈的老版本才會繼續運行。對 2016 年的黑客攻擊的分歧致使了以太坊拆分為兩條鏈：以太坊（主導的鏈）還有“以太坊經典”（小一些的鏈）。

對於這次分叉來說，“一般來說需要至少一個以太坊的礦工決定要繼續用 PoW 挖礦”，這幾乎意味着肯定會有這么一位礦工存在，以太坊基金會的 Justin Drake 談道。問題是有多少位礦工堅持，又有多少位要轉型。Chandler Guo (譯者：寶二爺)曾經在 2016年支持過以太坊經典分叉，現在打算以稱為“ethw” 的 PoW 代幣組織礦工們。“我曾經分叉過以太坊，也將再次分叉它！”他說。盡管礦工有理由保持舊有的挖礦方式，但嘗試分叉鏈的經濟效益可能不大。只有當代幣的價值是值得的，挖礦 ethw 才說得過去。並且，一個沒有 DeFi 應用、穩定幣和开發者的以太坊版本也許並不值當。

如穩定幣運營商 Circle 等機構，已經支持新的共識機制，而不是任何分叉。該公司在 8 月 9 日的聲明中提到：“計劃完全並且只支持合並後的以太坊 PoS 鏈”。錢包運營商和交易所也同樣支持以太坊 PoS 鏈。

這些態勢揭示了以太坊中固有的勢力均衡的情況。开發者們無法完成大家都厭惡的升級，因為這么做只會導致一個混亂的分叉；礦工無法在所有人都支持升級的情況下抵制它。而在以太坊上運行應用的運營商，如 Circle 等，可以促使雙方陣營的分歧得到解決。這一點和傳統的技術平臺非常不同。Apple 可以推出 iPhone 用戶和應用开發者都不喜歡的更新，而這兩個群體除了完全放棄 iPhone 之外，幾乎沒有什么可以做的。不存在 "分叉 "的 iPhone。

Drake 承認，以太坊達成共識的方式是“有些混亂而臨時的過程”。但如果一切順利，將會有巨大的益處。由於在以太坊上挖礦的人分布在全世界，所以，它一夜之間對能耗需求減少的影響將會分散至各地。幾乎一半的節點在美國；大約有十分之一在德國。其他國家，如新加坡、英國和芬蘭，只有不到 5%。但在一些如新加坡等挖礦很普遍的小國家，能源價格有可能下降。

此次升級還會減少對專門用於挖礦的硬件的需求。芯片制造商 Nvidia 為遊戲制作的顯卡也可以用在挖 ETH 上。從 5 月至 7 月，在一部分“即將合並”的謠言助推下，它的芯片營收對比前三個月跌了一半。在 eBay 上，二手芯片的價格大跌。

由於以太坊網絡將不再需要這么多能源和硬件來維護，驗證交易的獎勵也會減少。“PoW 用來交換獎勵的稀缺資源是算力。這是非常昂貴的，因為你不得不支付電費账單，還要支付所有硬件开銷。” Drake 說。而 PoS 的稀缺資源是數字貨幣。“因此 PoS 的維護开銷基本上就是其貨幣的機會成本，大概只有 3% 到 4%。”因此，合並後的以太坊將會支付質押者驗證每個區塊的費用是之前支付給礦工的 10%。

可能是因為貨幣體制上的改變，自從合並在七月中旬开始確定的時間點後，ETH 的價格跳漲。盡管比特幣和其他加密代幣橫盤了，ETH 也還是漲了 50%。以太坊的支持者認為一次成功的合並可以為“超過”其他代幣做基礎，到時 ETH 的市值會首次超越了 BTC 的市值。目前，ETH 的價值大約是其競爭對手（BTC）的一半，接近其 2017 年以來的最高份額。

其他大的益處就在於安全性。現在(譯者注：指 PoW 以太坊)，如果要控制比特幣或以太坊區塊鏈，攻擊者需要挖礦總算力的 51%。攻擊所需的开銷大致可以估為 50 到 100 億美元。攻擊一條 PoS 區塊鏈需要購入或質押所有代幣的一半，這需要支出 200 億美元左右。

而有人則認為這些益處帶來的代價是權力的中心化，因為在 PoS 機制之下，份額大的持有者會獲得更多獎勵，進一步增加他們持有的代幣。但區塊鏈軟件公司 ConsenSys 的 Ben Edgington 說，這個說法完全是錯誤的。雖然份額小的質押則會賺得比大份額質押少，但隨着時間的推移，他們將持有相同比例的質押代幣總額，這意味着他們的相對權力不會增加。而 PoW 還能通過構建大型挖礦配置擴大收益，它更加高效。“沒有人可以設置一個具有競爭性的家庭挖礦配置，” Edgington 提到。

另一個風險則是，共識機制的過渡可能以某種方式失敗，這會破壞公衆的支持。Lubin 作為以太坊的聯合創始人，非常鎮定。他說，“我們已經做了非常多的測試，並且我認為以太坊區塊鏈的元素完全可以順利進行合並。” Edington 認為，在機制過渡中唯一可能缺少的環節是更廣泛的社區（參與）。由於安裝新組件比較復雜，所以可能會因為需要掌握新工作方式而失去一些參與者。但只有當失去了 40% 以上的參與者時才會出現問題，而這種情況不太可能發生，他說。然而，如交易所等在區塊鏈上運行的應用可能會遇到一些問題。比如重要的 DeFi 應用和借貸平臺 Aave，正在為合並期間停止 ETH 交易而做着准備。

如果一切順利，合並將是以太坊朝着技術更加實用的方向所邁出的一步。許多運行在區塊鏈上的金融應用都非常高效，一部分是因為他們實現了金融系統功能的自動化。智能合約自動地將交易所裏的买方和賣方或者借貸方和還貸方進行匹配。一份國際貨幣基金組織資料發現，DeFi 應用所產生的金融中介的邊際成本大概是富國銀行的 1/3 和新興市場銀行的 1/5。但是因為以太坊區塊鏈的緩慢和昂貴而導致用戶的使用效率受阻。在網絡繁忙的時候，記錄交易的費用（稱為“gas 費”），可能會攀升至 100 美元每筆交易。

合並後的升級則更多地針對可擴展性和效率的改進。在今年 7 月的以太坊巴黎會議，Vitalik 开玩笑稱，以太坊的道路先是“merge（合並）”，再是“surge”、“verge”、“purge”和“splurge”。surge 就是計劃列表中的下一步，它指的是“分片（sharding）”，即將數據庫拆分為片狀以分散負荷。這使得以太坊可以處理更多的交易，還能減少使用它的費用。“現在的以太坊每秒可以處理 15 至 20 筆交易。未來的以太坊……將能夠每秒處理 100,000 筆交易，”Vitalik 宣稱。

verge 階段則會實現一種稱為“Verkle trees”的新數學證明並促使“無狀態客戶端”成為可能。這意味着，有人可以通過運行軟件來操作節點，不需要儲存區塊鏈的完整“狀態”，這個數據量相當龐大。purge 階段將刪除區塊鏈歷史中的舊數據。splurge 是“其他所有好玩事物”的階段，它可以是 Vitalik 和加密負責人所青睞的事物。一次成功的合並是導向這些改變道路的第一步。它會證明，這幫去中心化群體可以做冒險的、有爭議的重要事物。是時候看看他們能否做到了。