ETH 合並
以太坊平台是 WEB3 和許多 DeFi 套用的基礎。在經濟活動、使用者增長和開發者參與度方面，它在競爭平台中排名最高。由於平台上有大量使用者，了解即將到來的「合並」對於在不久的將來在其基礎設施上執行至關重要。尤其是目前對合並的猜測程度，重要的是要讓自己了解合並的實際含義以及它如何影響你的錢包。本文將深入探討 Merge 中發生的事情，它將給以太坊平台帶來的變化，以及它將如何影響以太坊使用者。
工作量證明 (PoW) 與權益證明 (PoS)
合並的核心是以太坊從工作量證明 (PoW) 向權益證明 (PoS) 系統的共識機制轉變。共識機制是區塊鏈網絡中用於驗證交易的工具。PoW 和 PoS 是兩種不同類別的共識機制，探索這些系統如何工作對於理解以太坊即將發生的變化至關重要。
PoW 是以太坊用來驗證其平台上的交易的當前系統。PoW 需要礦工透過計算復雜的密碼學問題來確認區塊鏈上的區塊。區塊的安全性透過驗證區塊所需的總哈希功率、計算和能量來衡量。礦工被激勵透過以加密貨幣形式獲得獎勵來解決這些問題，以完成一個區塊。然而，PoW 依賴大量能源和高端硬件來執行。因此，挖礦不僅對環境造成破壞，而且還集中在少數控制驗證過程的礦池中。
PoS 是以太坊在合並行生後將在平台範圍內采用的新驗證系統。在 PoS 系統中，被稱為「驗證者」的以太坊使用者被選中將他們自己的代幣投入智能合約。這些質押金額充當抵押品，如果其他使用者或「證明者」投票認為交易是欺詐性的，這些抵押品可能會被銷毀。特別是對於以太坊，任何擁有至少 32 個 ETH 的人都可以成為驗證者。總而言之，PoS 模型的參與者將他們自己的抵押品用於驗證區塊以保護網絡中的交易。
合並期間會發生什麽？
為了從 PoW 過渡到 PoS，以太坊的 Merge 將其現有的以太坊主網客戶端與信標鏈 PoS 共識客戶端相結合。一旦這兩個系統合並，建立的所有以太坊節點都將具有這兩個客戶端及其各自的功能。
以太坊節點的新功能可以分層描述。首先是執行層，也就是當前的以太坊主網客戶端或ETp。該層負責儲存、管理、狀態同步、VM 執行和事務處理。第二個是共識層，也就是 Beacon PoS 客戶端或 ETp。該層將促進從 PoW 系統到 PoS 系統的過渡。
以太坊上的 PoS 將如何運作？
每 12 秒，信標鏈或共識層將隨機選擇一組驗證者，占平台上所有權益人的 1/32。該組中的一個驗證者將被指定為「區塊提議者」，而其他驗證者將被標記為「證明者」。區塊提議者將提議一個新區塊添加到鏈中，而組中的證明者將對區塊的有效性進行投票。但是，如果證明者發現提議的區塊是欺詐性的或不誠實的，那麽區塊提議者就會受到懲罰。證明者投票認為區塊提議者行為不端的過程稱為「slashing」。
如果驗證者的新區塊被證明並且他們在他們提議的區塊中誠實行事，他們將獲得獎勵。他們的獎勵取決於網絡產生的交易費用和獎勵；但是，這不包括由 EIP-1559 模型確定的 gas 費用。重要的是，無論在區塊提議者和證明者的初始組中是否選擇了質押者，該獎勵在質押者池中均等共享。
違反某些規則的人將受到嚴厲處罰。例如，如果一個區塊提議者提出了一個帶有虛假交易或操縱數據歷史的區塊，那麽驗證者所抵押的 ETH 的很大一部份將被削減。該驗證者將來也被禁止參與網絡。當驗證者犯下諸如離線等較小的罪行時也會受到處罰，但這些違規行為的處罰要輕得多。
為什麽會發生合並？
從 PoW 到 PoS 的過渡將為當前的以太坊平台帶來多重好處。一些主要原因包括網絡安全、能源效率和可延伸性。
網絡安全
在其當前的 PoW 系統中，由於計算這些加密問題所需的能源需求和昂貴的硬件，以太坊驗證由少數參與者控制。這違背了去中心化交易系統的目的。在新的 PoS 系統中，任何擁有至少 32 個 ETH 的人都可以作為驗證人參與。驗證新添加的塊不再需要能量或硬件。新的 PoS 以太坊將需要至少 16,382 個驗證器才能執行，這遠遠超過 PoW 系統中當前的驗證器。
節能
由於其巨大的能源需求，與加密相關的套用因氣候變遷而受到媒體的誹謗。由於 PoS 模型不再需要計算復雜的密碼問題，因此以太坊不需要大量的能量來執行。據估計，過渡到 PoS 將導致塊驗證操作中使用的能源減少 99.95%。
可延伸性
以太坊向 PoS 的過渡是其提高可延伸性的第一步。特別是，新的 PoS 系統是以太坊在分片方面進步的開始，分片是一種在網絡中的子鏈之間分配交易負載的技術。與單個區塊鏈相比，合並分片將在 64 條新鏈上傳播交易，從而減少網絡擁塞並提高交易的吞吐率。據估計，一旦實施分片，吞吐量的增加將允許每秒近十萬筆交易。
合並後會有什麽變化？
雖然 Merge 將對區塊的驗證方式進行更改，但大多數表面使用者不會認識到平台上的許多更改。尤其是在汽油價格方面，目前的模式不會改變，以太坊仍然使用 EIP-1559 定價模式。然而，雖然費用不會改變，但區塊時間和交易率的差異可能會影響未來的定價。此外，在完全實施分片之前，合並不會直接影響事務吞吐率。
關於合並的其他猜測圍繞其誤導性術語展開。特別是，在談論合並時經常使用「以太坊 2.0」一詞，給人一種正在開發新代幣或資產的錯誤印象。這種說法是錯誤的，因為「以太坊 2.0」只是描述前面指定的共識層的術語。
合並後會有什麽不同？
區塊確定時間
Merge 引入的主要區別之一是驗證塊所需的時間增加。當前的信標鏈 PoS 系統需要大約十五分鐘來驗證一個塊。相比之下，PoW 只需五分鐘即可完全驗證交易。雖然區塊確定性可能需要更長的時間，但這是由於 PoS 系統提供了更高的安全性。區塊被更多的眼睛檢視和驗證，從而形成更安全的鏈並更好地防止欺詐活動，如雙花攻擊。
區塊構建和區塊提議的分離
塊構建是將一組交易儲存到單個塊中並將這些交易添加到區塊鏈的過程。區塊構建是一個復雜的過程，礦工在當前 PoW 系統中針對盈利能力進行了最佳化。然而，PoS 模型將導致驗證系統中的許多新參與者缺乏礦工在區塊構建方面的技能。PoS 系統的引入在以太坊經濟生態系中創造了新的角色，因為區塊提議者將尋求專家為他們構建區塊。新的生態系將對使用者在 PoS 基礎設施中的互動方式產生深遠的影響。
區塊獎勵減少
與當前的 PoW 模型相比，新的 PoS 系統將導致區塊驗證獎勵減少 90%。這是因為 PoS 系統不需要巨大的能源和電腦硬件成本來完成。當前的 PoW 獎勵平均每天約 13,000 ETH，而 PoS 獎勵平均每天約 1,600 ETH。以太坊基金會表示，一旦合並行生，每天 1,600 ETH 將成為區塊驗證獎勵的標準。
合並何時發生？
Merge 有一段動蕩的延遲歷史，但現在以太坊開發人員 Tim Beiko 預計將於 2022 年 9 月 19 日實施。其他測試網已經合並了信標鏈功能進行測試。
主要風險：重放攻擊
合並後以太坊平台的一個關鍵問題是，在系統轉向 PoS 後是否仍會建立殘留的 PoW 鏈。這條鏈的建立將被稱為「硬分叉」，並且允許礦工仍然使用 PoW 功能。但是，除非礦工能夠在 Merge 之前協調以在新的鏈 ID 上執行這個殘留鏈。如果在分叉的 PoW 一側進行的交易影響了在 PoS 鏈中分叉另一側的資產，則會發生重放攻擊。
例如，如果使用者 A 在 PoW 鏈上向使用者 B 發送 50 ETH，那麽使用者 B 可以在 PoS 鏈上重復相同的交易。然後，使用者 B 可以從 PoS 鏈向他自己發送額外的 50 ETH 到他們的錢包。
如果以太坊使用者忽略可能發生在殘留 PoW 分叉上的任何交易，則可以完全避免重放攻擊。與這個分叉互動讓任何人都有機會以零成本從 PoS 分叉交易 ETH。如果使用者仍想與 PoW 分叉互動，其他避免重放攻擊的方法包括：
- 由於無效的隨機數使交易失敗
- 由於無效的前提條件使交易失敗
- 由於低gas導致交易失敗
然而，雖然有一些方法可以限制重放攻擊，但這種攻擊過於投機，無法具體避免。這就是為什麽使用者應該避免與合並後可能可用的任何 PoW 分叉進行互動。這得到了包括 Tether 在內的許多穩定幣的進一步支持，它們只承認即將到來的 PoS 鏈有價值。Tether 行政總裁 Paolo Ardoino 已經駁斥了 Tether 仍將參與平台上任何 PoW 鏈的說法。
結論：
合並徹底修改了以太坊內部基礎設施的運作方式以及使用者在平台上驗證交易的方式。對於所有以太坊使用者來說，了解這些即將發生的變化並消除對即將發生的事件的猜測非常重要。透過了解這些變化的實施方式和原因，以太坊使用者可以為 WEB3 中心平台的快速變化的生態系做好準備。
