以太坊二層 衍生賽道埋伏（一）

以太坊合並，為了更去中心、更安全、更節能。以太坊將最快於今年三季度迎來關鍵的合並，進入到PoS時代。新PoS機制有望使礦工更易搭建節點參與安全維護、主網被51%算力攻擊難度更高，且節約99.95%的電力消耗。合並僅是以太坊技術升級中的一步，根據以太坊开發團隊計劃，合並後還有起飛、邊界、清除、狂歡階段，並計劃最終借助分片等技術，解決以太坊生態繁榮但區塊處理交易能力供不應求、Gas費高企等問題。

合並後，以太坊或將進入通縮通道，而PoS礦工收益或將翻倍。1）合並後，PoS礦工除目前已可享受的增發獎勵外，還將賺取交易費和MEV分成，而每日新發ETH較當前將減少近90%。我們測算，假設2022年12月1日以太坊合並，短期內ETH質押收益率（APR）約為7.9%，較合並前或將翻倍，通脹率為-0.96%，ETH進入通縮通道；2）合並完成後的一年內（2023.8.1），質押APR將減少至6%，屆時通脹率為-1.76%。

以太坊質押率已達10%，未來仍將有3倍以上增長，利好質押賽道服務商。截至2022年4月29日，已有37萬個驗證者在以太坊信標鏈上質押了1200萬枚ETH，超過以太坊總量的10%，總價值達350億美元。參考Binance、Solana等現有PoS主鏈長期質押率在40%~70%之間，以太坊質押率至少還有3倍以上的增長空間。

為了便利散戶參與質押、運維節點和獲得質押期間的流動性，質押服務商應運而生。其中，已佔據流動性質押賽道90%市場份額的Lido，通過與Curve建立ETH兌換流動性池，讓用戶在質押資金鎖定期間仍能獲取ETH流動性，Rocket等協議也在奮力追趕。而SSVNetwork作為底層技術供應商，率先上线測試網，使用分布式驗證（DVT）技術為上層客戶提供更去中心化的技術方案。

投資建議：合並後，以太坊PoW挖礦模式不復存在，質押PoS取而代之，對以太坊公鏈而言具有裏程碑意義。底層邏輯變換使原有以太坊挖礦的顯卡、礦機的商業邏輯將受衝擊，在以太坊挖礦合規海外市場可關注：1）合並前後的ETC產業鏈；2）ETH PoW礦工可能分叉出的新鏈；3）其他公鏈及Layer2生態，如SOL、Polygon、Cosmos等；4）以太坊質押服務商：Lido、SSVNetwork等；5）以太坊鏈上應用：StepN、Axie及元宇宙等。出於對合並後的通縮預期，我們也建議提前關注ETH自身表現。

風險提示：節點運營商與質押服務商的中心化；以太坊合並進度不及預期。

以太坊合並的“前世今生”

 以太坊合並，指當前使用PoS（權益證明）的共識層與使用PoW（工作量證明）的主網的執行層合並。合並後，共識層將執行節點的驗證，執行層將執行EVM（以太坊虛擬機）的運作，原有PoW挖礦的相關部門將會被棄用。雖然此前以太坊基金會對合並的時間一再推遲，但目前確已處於轉型POS的前奏階段，4月11日，合並測試網已上线，各種測試也在推進中

為什么要合並？——更公平、更安全、更節能

根據以太坊基金會及其各核心开發者，我們總結，以太坊合並主要有以下三大目的：

更公平。

以太坊基金會認為，PoW（工作量證明）機制下，算力投資等級越高，硬件維護能力越高，這讓大的資本，相比散戶來說，擁有更高的資本回報和優勢；相比之下，

在PoS機制中，成為PoS驗證者的技術障礙更低：只需一臺普通的筆記本電腦以及一個可靠的、保持在线的互聯網連接即可，所有質押者獲得的投資回報率更平等，也由於質押者的數量更多，會更去中心化。以太坊核心开發團隊希望，通過允許更多人參與保護網絡，使以太坊從長遠來看更加安全。

 更安全，從PoS中恢復攻擊會更為容易。

在PoW中，成功的首次攻擊會導致更加危險的“Spawn Camping（蹲點）”攻擊，這種情況下，因為在攻擊進行期間，礦工無法獲得獎勵而退出，後續攻擊網絡的成本變得很低。

而PoS的懲罰機制可以保護網絡免受同一惡意方的多次攻擊，使攻擊網絡的代價高企。

 更節能。

PoW機制下，礦工需要購买礦機硬件、電力和礦池，這導致了對於能源的較大消耗。

根據以太坊基金會2021年5月18日對Digiconomist研究成果的援引，以太坊礦工目前每年消耗44.49太瓦時的電量，轉化成PoS機制後，能夠節約99.95%的能源消耗，原因是以太坊給質押者的收益只需要消耗少量的網絡和電力費用。

合並進度如何？——2022年內完成

合並過程艱辛曲折。從2017年开始，以太坊最著名的創始人——VitalikButerin就提議，要在2019年從PoW轉向PoS，實現ETH2.0，但出於對難度安全性等因素的考慮，拖延至今沒有完成。2020年12月，开始在信標鏈上的質押測試，开啓了以太坊從PoW專向PoS的重要一步，每個節點驗證者需要質押32個ETH，合並完成後才能分批取出。截止到2022年4月25日，質押在信標鏈上的ETH總計為11,387,194個。2021年下半年完成的以太坊倫敦硬分叉EIP-1559的升級，和以太坊信標鏈Altair的升級，也為合並做了准備。

合並的具體時間尚不確定，但大概率在今年內完成。我們很難斷定具體以太坊合並的具體時間，這完全取決於合並在Kiln測試網的運行情況。由於運行在ETH上的應用（Dapp）過於復雜和重要，主要开發人員一定會在完整測試完成後進行合並。現有合並進展速度符合社區預期。2022年3月15日，以太坊合並公共測試網 Kiln 上线，代表它已經成功過渡、升級到完整的PoS機制。开發者下一步將合並現有的PoW測試網。截止到2022年3月下旬，過渡到PoS機制的以太坊測試網上有超過 10.6萬個驗證者，和340萬枚測試網ETH。

 “合並”後的下一站是什么？根據以太坊基金會及其核心开發者的披露，我們總結如下：

2023年，The Surge（起飛）

當前以太坊Gas費高企，反映出以太坊每秒能處理的交易筆數（TPS）低、區塊處理交易能力供不應求的現狀，我們對這一問題的解決方案作如下比較：

實現難度較大

方案一：擴大區塊。

方案二：壓縮出塊時間。最初以太坊設計的出塊時間為15秒，當前為13.1秒，合並完成後會達到12秒，但出於對安全性的考慮，很難進一步提高。

有望實現：分片（方案三）

概念：分片是計算機術語，指為了分散負載，水平分割數據庫，以太坊分片則指的是通過創建新鏈/分片，多個分片同時處理數據，從而減少網絡堵塞、增加TPS、降低Gas費。

實現階段：2022年的合並並不會降低以太坊Gas費，但下一階段——The Surge（起飛）致力於實現分片。根據以太坊基金會的預估，分片鏈應該會在 2023 年的某個時間上线，具體取決於合並後的工作進度，這些分片將增強以太坊存儲和訪問數據的能力，但不會用於執行代碼。

目標：當前披露的數據為，以太坊合並後可能將切割為64個分片，結合Layer2的卷疊（Rollups）技術，則理論上TPS的上限可能是10萬筆/秒（本報告寫作時的4月28日以太坊TPS約為13筆/秒），可以緩解當前以太坊擁堵問題。

The Verge（邊界）

技術更新，計劃從merkle樹過渡到verkle樹，可以將它們視為以太坊的數據庫，這階段由於區塊數據增大，會反過來驗證拓展性和分散網絡。

ThePurge（清除工作）

清除，意味着並非所有節點都必須永久存儲所有歷史塊。相反，客戶端將停止存儲超過一年的歷史記錄。這意味着以太坊對節點的硬件要求會降低，網絡的帶寬也會降低。

TheSplurge（狂歡）

雜項升級，簡化以太坊的使用，使其更容易被普通用戶訪問。

3.舊賽道的覆滅：與合並進度賽跑

顯而易見，以太坊共識機制轉換成PoS對以太坊礦機廠商將帶來不確定性，對顯卡價格的增長也有負面影響。但是，正因為以太坊礦機賽道的變革與以太坊合並進度高度相關，在以太坊合並完成前、在以太坊合並一次次“跳票”的當下，以太坊礦機賽道仍將存在。根據Bitinfocharts數據，4月15日本報告寫作時，盡管以太坊單位算力挖礦利潤有所下降，以太坊全網算力延續了2021年7月以來的上升態勢，為1.039PH/s，仍然是不可忽視的市場。

當前POW礦工何去何從？

從POW挖礦角度看，ETH是BTC之外的第二大幣種。ETH PoW顯卡礦工手中的通用型顯卡殘值較高，可以處理給遊戲玩家、圖像處理公司等买家，專用於挖礦的定制型顯卡則只能直接退出市場。除开退出，理論上，顯卡還可以直接挖 Grin、BEAM、RVN、XMR、BTG、AION 等其他幣種。但這些幣種相較於ETC而言，市值與承載空間更小。因此，“採掘”ETC或分叉新鏈是ETH PoW礦工考慮的主要方向。

轉型方向一：ETC挖礦產業鏈

ETC有意愿，承接ETH PoW算力的想象空間大。由於社區對處理以太坊ETH鏈上智能合約DAO被盜資金的觀點不同，以太坊經典（加密資產為ETC）選擇不退還給用戶他們被攻擊DAO合約的黑客盜取的資金，即不回滾交易，保持原有交易的原樣運行，2016年7月與以太坊（加密資產為ETH）“分道揚鑣”。盡管以太坊在當時獲得了約80%的投票支持（約佔總供應量的4.5％），並延續了“以太坊”的命名權，以太坊經典還是獲得了部分开發人員、礦工、交易所和其他利益相關方的支持，得以持續運營。4月22日本報告寫作時，ETC市值較小，是ETH的1/76（ETH市值為3618億美元，ETC市值為48億美元），承載ETH資金量的空間較大。

2018年，在“死硬升級”中，ETC承諾會堅持當前的PoW共識機制，以太經典網站（ethereumclassic.org）稱“這將以太坊經典定位為一個能夠很好地吸收大多數被剝奪權利的ETH礦工的網絡”。

技術並非障礙，現有ETH ASIC礦工需升級礦機固件可开採ETC，顯卡無需升級，可直接开採ETC。根據Bitinfocharts數據，4月22日本報告寫作時，ETH全網算力為1036TH/s，ETC全網算力為28TH/s，假設兩者算法相同，前者為後者的37倍。但兩者算法已經並不相同，此處僅為簡單比較。根據以太經典網站（ethereumclassic.org）的提示，ETH ASIC礦機可能需要固件更新才能與 ETC挖礦算法ETCHash兼容，ETH PoW礦工應該聯系礦機制造商並請求官方固件版本；此外，一些挖礦社區已經开發了自定義固件，可以更新ETH ASIC 設備。

我們認為，當前ETH礦工向ETC礦工轉型的主要障礙並非技術，而是ETC的挖礦收益和發展前景。

1.當前，ETC挖礦收益不如ETH，轉型需謹慎。4月26日本報告寫作時，根據Bitinfocharts的統計，單位算力（MH/s）ETH的單日挖礦利潤為0.0401美元，ETC的為0.0262美元，前者是後者的1.53倍，差距較大。拉長時間看，截至2022年4月的這一年，ETH與ETC的單位算力單日挖礦利潤的高點均出現在2021年5月，當時，5月12日，ETH的達到0.282美元，ETC的達到0.102美元，前者是後者的2.8倍，此後，2021年6月依賴，ETH的在0.0356~0.112美元之間震蕩，ETC的則在0.0209~0.0638區間內震蕩。整體來看，ETC挖礦收益不如ETH。

顯卡挖礦：根據挖幣網，2022年4月26日本報告寫作時，對比可比機型，假設電費為0.65元/度，顯卡挖礦收益排行中，ETH仍處於前三，位列第三，日淨收益高達48元，相比之下，ETC僅為22元，排在第16位。

ASIC挖礦：根據草根調研，ETH與ETC的主流挖礦方式仍為顯卡挖礦，而非ASIC礦機挖礦。根據上表，當前，ETC顯卡挖礦淨收益不如ETH，ASIC挖礦方面，根據以下兩圖中挖幣網的統計，4月26日本報告寫作時，對比可比機型，ETC挖礦的回本速度也不及ETH快

發展前景才是關鍵，ETC早已選擇與ETH不同的路，區塊獎勵與發行上限等關鍵設定均不一致。2017年3月1日，以太坊經典社區就新的貨幣政策達成共識：受比特幣啓發，ETC將有2.107億的發行上限——每500萬個區塊減少20%的區塊獎勵。其中，2022年4月，ETC的區塊獎勵將由3.2 ETC下降為2.56 ETC。這顯然與ETH發行無上限的基本設定不同。

轉型方向二：自行分叉新鏈

根據前述統計，ETC挖礦收益不如ETH。那么留給ETH PoW礦工的其他選項包括從以太坊中硬分叉出一條新的鏈，即不跟隨以太坊社區完成PoS共識機制轉換。這其中的主要問題在於：礦工和开發者，誰更能決定一條鏈的未來？一個業內普遍的共識可能是：決定區塊鏈發展前景的是其上开發者生態的繁榮程度。觀察以太坊自身和Solana等公鏈的崛起，我們認為，Stepn、Axie等“出圈”應用才是引領區塊鏈未來的存在，而它們的出現往往標志着該鏈上技術而不是礦工資源的深厚積累。

從POW轉POS，一方面是技術升級，另一方面更是利益再分配。在POW時代，礦工為維系系統高質量運行做出了貢獻，也獲得了巨額生態獎勵。對於ETH這類總量不限的資產，其沒有BTC總量恆定的“故事”，主要依靠某種“供需關系”維系：即新增量與燃燒量之間的動態平衡，而燃燒量與生態應用息息相關，它代表了去中心化的數字世界維系“信任”需求，只有當生態越來越豐富，“信任”需求越來越多的前提下，ETH生態的繁榮才能持續。離开底層POW支持，以太坊生態還會受到哪些“次生”危機目前仍有待觀察。

新賽道的顯現：節點與質押服務

合並後，礦工質押收益或翻倍，ETH或將通縮

PoW礦工被迫轉型。以太坊從區塊0到區塊4,369,999的出塊獎勵為5 ETH，從區塊 437 萬到區塊 728 萬的出塊獎勵為3 ETH（2017年，通過 EIP-649 調整），區塊 728 萬至今的出塊獎勵為2 ETH（2018年，通過 EIP-1234 調整）。2021 年，EIP-1559 开始銷毀區塊內基礎費用，不再將其支付給礦工。2022年年底前，以太坊升級為PoS後，以太坊的發行量將進一步減少 90%。市場預計，難度炸彈上线後的3-6個月內，以太坊出塊時間會從13.1秒推遲到15秒左右，直至完全無法進行PoS挖礦。我們認為，以太坊現有PoW礦工的選擇包括轉型开採基於顯卡的ETC等PoW幣種，也可能會選擇質押ETH等方式獲取收益。

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