ETH 合并
以太坊平台是 WEB3 和许多 DeFi 应用的基础。在经济活动、用户增长和开发者参与度方面，它在竞争平台中排名最高。由于平台上有大量用户，了解即将到来的「合并」对于在不久的将来在其基础设施上运行至关重要。尤其是目前对合并的猜测程度，重要的是要让自己了解合并的实际含义以及它如何影响你的钱包。本文将深入探讨 Merge 中发生的事情，它将给以太坊平台带来的变化，以及它将如何影响以太坊用户。
工作量证明 (PoW) 与权益证明 (PoS)
合并的核心是以太坊从工作量证明 (PoW) 向权益证明 (PoS) 系统的共识机制转变。共识机制是区块链网络中用于验证交易的工具。PoW 和 PoS 是两种不同类型的共识机制，探索这些系统如何工作对于理解以太坊即将发生的变化至关重要。
PoW 是以太坊用来验证其平台上的交易的当前系统。PoW 需要矿工通过计算复杂的密码学问题来确认区块链上的区块。区块的安全性通过验证区块所需的总哈希功率、计算和能量来衡量。矿工被激励通过以加密货币形式获得奖励来解决这些问题，以完成一个区块。然而，PoW 依赖大量能源和高端硬件来执行。因此，挖矿不仅对环境造成破坏，而且还集中在少数控制验证过程的矿池中。
PoS 是以太坊在合并发生后将在平台范围内采用的新验证系统。在 PoS 系统中，被称为「验证者」的以太坊用户被选中将他们自己的代币投入智能合约。这些质押金额充当抵押品，如果其他用户或「证明者」投票认为交易是欺诈性的，这些抵押品可能会被销毁。特别是对于以太坊，任何拥有至少 32 个 ETH 的人都可以成为验证者。总而言之，PoS 模型的参与者将他们自己的抵押品用于验证区块以保护网络中的交易。
合并期间会发生什么？
为了从 PoW 过渡到 PoS，以太坊的 Merge 将其现有的以太坊主网客户端与信标链 PoS 共识客户端相结合。一旦这两个系统合并，创建的所有以太坊节点都将具有这两个客户端及其各自的功能。
以太坊节点的新功能可以分层描述。首先是执行层，也就是当前的以太坊主网客户端或ETp。该层负责存储、管理、状态同步、VM 执行和事务处理。第二个是共识层，也就是 Beacon PoS 客户端或 ETp。该层将促进从 PoW 系统到 PoS 系统的过渡。
以太坊上的 PoS 将如何运作？
每 12 秒，信标链或共识层将随机选择一组验证者，占平台上所有权益人的 1/32。该组中的一个验证者将被指定为「区块提议者」，而其他验证者将被标记为「证明者」。区块提议者将提议一个新区块添加到链中，而组中的证明者将对区块的有效性进行投票。但是，如果证明者发现提议的区块是欺诈性的或不诚实的，那么区块提议者就会受到惩罚。证明者投票认为区块提议者行为不端的过程称为「slashing」。
如果验证者的新区块被证明并且他们在他们提议的区块中诚实行事，他们将获得奖励。他们的奖励取决于网络产生的交易费用和奖励；但是，这不包括由 EIP-1559 模型确定的 gas 费用。重要的是，无论在区块提议者和证明者的初始组中是否选择了质押者，该奖励在质押者池中均等共享。
违反某些规则的人将受到严厉处罚。例如，如果一个区块提议者提出了一个带有虚假交易或操纵数据历史的区块，那么验证者所抵押的 ETH 的很大一部分将被削减。该验证者将来也被禁止参与网络。当验证者犯下诸如离线等较小的罪行时也会受到处罚，但这些违规行为的处罚要轻得多。
为什么会发生合并？
从 PoW 到 PoS 的过渡将为当前的以太坊平台带来多重好处。一些主要原因包括网络安全、能源效率和可扩展性。
网络安全
在其当前的 PoW 系统中，由于计算这些加密问题所需的能源需求和昂贵的硬件，以太坊验证由少数参与者控制。这违背了去中心化交易系统的目的。在新的 PoS 系统中，任何拥有至少 32 个 ETH 的人都可以作为验证人参与。验证新添加的块不再需要能量或硬件。新的 PoS 以太坊将需要至少 16,382 个验证器才能运行，这远远超过 PoW 系统中当前的验证器。
节能
由于其巨大的能源需求，与加密相关的应用因气候变化而受到媒体的诽谤。由于 PoS 模型不再需要计算复杂的密码问题，因此以太坊不需要大量的能量来运行。据估计，过渡到 PoS 将导致块验证操作中使用的能源减少 99.95%。
可扩展性
以太坊向 PoS 的过渡是其提高可扩展性的第一步。特别是，新的 PoS 系统是以太坊在分片方面进步的开始，分片是一种在网络中的子链之间分配交易负载的技术。与单个区块链相比，合并分片将在 64 条新链上传播交易，从而减少网络拥塞并提高交易的吞吐率。据估计，一旦实施分片，吞吐量的增加将允许每秒近十万笔交易。
合并后会有什么变化？
虽然 Merge 将对区块的验证方式进行更改，但大多数表面用户不会认识到平台上的许多更改。尤其是在汽油价格方面，目前的模式不会改变，以太坊仍然使用 EIP-1559 定价模式。然而，虽然费用不会改变，但区块时间和交易率的差异可能会影响未来的定价。此外，在完全实施分片之前，合并不会直接影响事务吞吐率。
关于合并的其他猜测围绕其误导性术语展开。特别是，在谈论合并时经常使用「以太坊 2.0」一词，给人一种正在开发新代币或资产的错误印象。这种说法是错误的，因为「以太坊 2.0」只是描述前面指定的共识层的术语。
合并后会有什么不同？
区块确定时间
Merge 引入的主要区别之一是验证块所需的时间增加。当前的信标链 PoS 系统需要大约十五分钟来验证一个块。相比之下，PoW 只需五分钟即可完全验证交易。虽然区块确定性可能需要更长的时间，但这是由于 PoS 系统提供了更高的安全性。区块被更多的眼睛查看和验证，从而形成更安全的链并更好地防止欺诈活动，如双花攻击。
区块构建和区块提议的分离
块构建是将一组交易存储到单个块中并将这些交易添加到区块链的过程。区块构建是一个复杂的过程，矿工在当前 PoW 系统中针对盈利能力进行了优化。然而，PoS 模型将导致验证系统中的许多新参与者缺乏矿工在区块构建方面的技能。PoS 系统的引入在以太坊经济生态系统中创造了新的角色，因为区块提议者将寻求专家为他们构建区块。新的生态系统将对用户在 PoS 基础设施中的交互方式产生深远的影响。
区块奖励减少
与当前的 PoW 模型相比，新的 PoS 系统将导致区块验证奖励减少 90%。这是因为 PoS 系统不需要巨大的能源和计算机硬件成本来完成。当前的 PoW 奖励平均每天约 13,000 ETH，而 PoS 奖励平均每天约 1,600 ETH。以太坊基金会表示，一旦合并发生，每天 1,600 ETH 将成为区块验证奖励的标准。
合并何时发生？
Merge 有一段动荡的延迟历史，但现在以太坊开发人员 Tim Beiko 预计将于 2022 年 9 月 19 日实施。其他测试网已经合并了信标链功能进行测试。
主要风险：重放攻击
合并后以太坊平台的一个关键问题是，在系统转向 PoS 后是否仍会创建残留的 PoW 链。这条链的创建将被称为「硬分叉」，并且允许矿工仍然使用 PoW 功能。但是，除非矿工能够在 Merge 之前协调以在新的链 ID 上运行这个残留链。如果在分叉的 PoW 一侧进行的交易影响了在 PoS 链中分叉另一侧的资产，则会发生重放攻击。
例如，如果用户 A 在 PoW 链上向用户 B 发送 50 ETH，那么用户 B 可以在 PoS 链上重复相同的交易。然后，用户 B 可以从 PoS 链向他自己发送额外的 50 ETH 到他们的钱包。
如果以太坊用户忽略可能发生在残留 PoW 分叉上的任何交易，则可以完全避免重放攻击。与这个分叉交互让任何人都有机会以零成本从 PoS 分叉交易 ETH。如果用户仍想与 PoW 分叉交互，其他避免重放攻击的方法包括：
- 由于无效的随机数使交易失败
- 由于无效的前提条件使交易失败
- 由于低gas导致交易失败
然而，虽然有一些方法可以限制重放攻击，但这种攻击过于投机，无法具体避免。这就是为什么用户应该避免与合并后可能可用的任何 PoW 分叉进行交互。这得到了包括 Tether 在内的许多稳定币的进一步支持，它们只承认即将到来的 PoS 链有价值。Tether 首席执行官 Paolo Ardoino 已经驳斥了 Tether 仍将参与平台上任何 PoW 链的说法。
结论：
合并彻底修改了以太坊内部基础设施的运作方式以及用户在平台上验证交易的方式。对于所有以太坊用户来说，了解这些即将发生的变化并消除对即将发生的事件的猜测非常重要。通过了解这些变化的实施方式和原因，以太坊用户可以为 WEB3 中心平台的快速变化的生态系统做好准备。
