全面解析以太坊網路「雙重升級」對提幣和ETH供應量的影響

自 2020 年 12 月以來，以太坊網路驗證者自願將其 ETH 鎖定在 Beacon 鏈上，而提幣功能尚無明確時間表。

即將到來的 Shanghai-Capella「雙重升級」將標誌着這一時代的結束，它將授予驗證者使用已質押 ETH 的權限，同時還將為驗證提供獎勵。本文我們將一起探討即將到來的以太坊網路「雙重升級」對提幣和對 ETH 供應的影響。

以太坊「雙重升級」

以太坊網路協議即將進行的升級實際上是「雙重升級」（Shanghai 和 Capella）。分別是對以太坊網路中執行計算和交易的部分（執行鏈）和控制新區塊的生產和驗證的部分（Beacon 鏈）的升級。執行鏈指的是在 Merge 之前處理共識（通過挖礦）和執行（更新餘額，改變智能合約的內部狀態）的網路部分。

Shanghai 升級是網路執行層（即執行鏈）的硬分叉，目的是對以太坊網路的一些操作實施一系列更改。其最重要的升級將允許驗證者自 2020 年 12 月信標鏈成立以來首次提取他們所持有的 ETH。當網路在 2022 年 9 月從工作量證明（PoW）挖礦切換到使用 Beacon 鏈來控制區塊生產時，以太坊基金會設定了一個暫定的最後期限，以便在下一次網路升級中激活提幣功能。

最近，「雙重升級」時間被提前至 2023 年 3 月，目前正等待幾次成功測試的完成。以太坊基金會近期正努力在最初承諾的時間框架內實現這一目標，甚至推遲了原定在 Shanghai 部署的其他升級，以便優先啟動提幣功能。

請注意，驗證者目前可以暫停其驗證職責，「取消質押」他們的 ETH，而無需提幣。Shanghai 升級允許可提幣用戶從 Beacon 鏈中提取他們的 ETH。

升級將如何實施

就像之前的網路升級，如Merge或London升級，Shanghai 升級將使用硬分叉完成。這需要每個在網路上監聽或驗證的節點安裝一個新版本的以太坊網路客戶端。客戶端指的是每個節點為了與網路的其餘部分交互而在本地運行的程序。以太坊客戶端有多個版本，由不同的第三方提供商發布，但每個版本都承諾實現以太坊基金會決定的開源以太坊協議的規定。

一旦以太坊基金會明確了升級協議的最終版本，每個客戶端提供商將發布其客戶端的升級版本，其中包含協議的新舊版本。對於約定的區塊高度（從一個區塊到鏈上第一個區塊的區塊鏈長度）之後的所有區塊，網路上的每個節點都將開始使用升級版本的協議。這確保了網路的原歷史記錄將保持不變。由於升級後的協議將只適用於區塊高度高於約定數量的區塊，如果在切換之前將鏈還原為區塊，則節點將使用先前版本的規則。這確保了網路在新規則適用時達成一致。

測試

為了準備對網路的升級，以太坊基金會已經創建了以太坊網路的副本，用於測試其更改。這是通過配置一小組節點（驗證者節點和非驗證節點）來實現的。該側鏈與主鏈允許開發人員在單獨的鏈上模擬網路升級，並修復遇到的 bug。這個過程被稱為影子分叉。

通過對以太坊主鏈進行影子分叉，開發人員推出了一系列公共測試網，供開發人員在網路的提議版本上測試他們的智能合約。首個公共測試網 Shandong 於 2022 年 10 月 14 日啟動，啟動了 5 次計劃升級，但不包括 Beacon 鏈的提幣功能。2 月 1 日推出的 Zhejiang 測試網允許開發者測試 Shanghai-Capella「雙重升級」中包含的所有提案（EIP）。這包括對硬分叉的模擬，該硬分叉將把節點從當前版本的以太坊協議切換到升級版本。在測試網上硬分叉後，用戶將能夠使用測試鏈上的 ETH 測試提幣過程，但無法與以太坊網路實時通信。

質押過程

用戶可以在 Beacon 鏈上質押 ETH，以驗證新區塊，並為區塊鏈的安全性做出貢獻。作為回報，質押者在「正確」完成工作時獲得獎勵，如果他們不誠實或不能按照要求完成工作，就會受到懲罰。這個功能現在就可以使用，早在以太坊網路為了新區塊達成共識，開始監聽 Beacon 鏈之前就已經存在了。然而，在 Shanghai 升級之前，用戶將無法提取他們所質押的 ETH（包括獎勵和懲罰部分）。

要參與這個過程，用戶必須擁有在其系統上運行的驗證和提出新區塊（執行和共識客戶端）所需的軟體。它們還必須生成一個公鑰和私鑰對，Beacon 鏈可以使用其來跟蹤新的驗證者。一旦完成，用戶必須將 32 個 ETH 存入 Beacon 鏈存款智能合約，並將他們的公鑰（和一些其他憑據）作為交易的數據輸入。

成功的存款會在執行鏈上發出「收據」，正式名稱為「日誌」（Log）。該收據包含用戶存款金額的數據，並在 Beacon 鏈上登記他們的存款。Beacon 鏈從執行鏈讀取這些「日誌」，並在激活隊列中將新的質押者包括在內。該操作在 Beacon 鏈上作為交易處理，類似於智能合約的功能在執行鏈上的執行方式。

存款智能合約中的 ETH

驗證者發送給 Beacon 鏈智能合約的 ETH 將永遠保留在那裡，因為智能合約未被編寫為具有提幣功能，無法升級。相反，在批准最終可提取餘額之前，驗證者在其質押周期內的餘額記錄（包括獎勵和懲罰部分）將由 Beacon 鏈單獨處理。

這意味著 Beacon 鏈智能合約的執行層餘額將是驗證者所質押的 ETH 數量的累計。該餘額應從網路上 ETH 的流通供應中扣除，如下文介紹的「取消質押」（un-staking）過程。

「取消質押」（Un-Staking）過程

升級後，驗證者將能夠進行兩種類型的取款/提幣：部分提現和全額提現。對於這兩種情況，驗證者也必須在 2048 個時間段內處於活動狀態（約 9 天，每 12 秒一個插槽「slot」，每個時間段 32 個 slot），然後才能發出「退出」（exit）的信號。

提幣

在全額提款/提幣時，驗證者必須首先停止參與驗證。他們可以通過向 Beacon 鏈發送 Voluntary Exit Transaction 來實現這一點。

一旦驗證者被認為是已退出（exited）和可提幣，他們就可以發送一個最終的交易來啟動退出。當驗證者提交全部或部分提幣請求時，它們將被添加到單個提幣隊列中。網路每個區塊將只處理 16 個提幣請求，通過將前 16 個提幣請求包含在隊列中，遵循先進先出規則。這導致大約 11.5 萬驗證者（已退出和可提幣的）能夠在任何給定的一天提幣。

當處理提幣時，以前沒有流通的新 ETH 將被鑄造到驗證者指定的提幣地址。如前所述，這個新的 ETH 不會從驗證者最初存入其質押的 Beacon 鏈存款合約中刪除。需注意的是，完成「取消質押」過程所需的任何交易都不會給驗證者帶來 Gas 成本。

可能造成的影響

自 Beacon 鏈成立以來，質押的 ETH 和由於質押獎勵驗證者而導致的 ETH 供應的增加都尚未進入現貨市場。該 ETH 仍然鎖定在 Beacon 鏈上，直到啟用提幣功能。這意味著 Shanghai 升級的解鎖有可能會大幅增加Token供應，因為（在撰寫本文時）有 1116 個驗證者能夠在解鎖後提幣。

在退出 Beacon 鏈的最終提幣隊列上設置的限制意味著單個插槽（slot）中最多 16 個驗證者可以退出。假設每個驗證者都是全額提現（驗證者將需要「退出並可提幣」），並且每個驗證者的質押餘額為 32 個 ETH（假設 32 個 ETH 驗證者節點是離散的，這是一個合理的假設，但其他分析有所不同），這意味著每天最多為 3, 686, 400 個 ETH。然而，只有當最終提幣隊列中積壓了超過 6 個驗證者時，才有可能實現這個解鎖率。

從長遠來看

然而，我們不應該低估等待立即提幣的用戶的積壓數量，這些用戶還不到 500, 000 個驗證者的 1% 。這個群體選擇在沒有保證提幣日期的情況下集體鎖定超過 1600 萬 ETH（按每個 Token  1673 美元計算，約合 268 億美元）。我們認為，解鎖最終可能會導致質押 ETH 的增加，因為在知道 ETH 是可取回的情況下，質押者會更放心地鎖定其 ETH。

我們還認為，提幣的成功增加可能會強化對網路的信心，從而在中長期內導致新的質押者凈流入。作為驗證者參與的營運成本比在工作證明鏈上挖礦要低得多。因此，驗證者將不會面臨要求他們提取其質押部位以支付計算成本的壓力。這給了我們信心，相信驗證者不太可能在允許提幣後大規模外流。

從短期來看

然而，在短期內，我們認為大量驗證者將希望對其 Beacon 鏈餘額執行部分提款，這可能會導致 Beacon 鏈 ETH 的凈流出。驗證者受激勵對其 Beacon 鏈餘額執行部分提現，因為其餘額超過 32 個 ETH 的比例，在 Beacon 鏈上就沒有收益。通過不執行部分提幣，驗證者基本上喪失了對其 ETH 的訪問權，賠了夫人又折兵。

此外，我們認為希望將 ETH 質押的用戶不會立即提幣，而是會等待觀察提幣過程是否順利進行。在短期內，這兩種現象可能會阻礙 ETH 流入 Beacon 鏈。

流動性質押 Token

流動性質押 Token 已經成為用戶在 Beacon 鏈上質押 ETH 的最流行的方式之一，允許用戶使用其質押 ETH 的 Token 化版本來交易其質押部位。這仍然是一種流行的質押方法，因為促進了集中質押，類似於主導比特幣哈希率的礦池。流動性質押提供者降低了質押的門檻，並允許少於 32 個 ETH 的用戶（截至 2 月 9 日約為 5.2 萬美元）獲得質押獎勵。

此外，他們將繼續允許更快地強平（unwind）質押部位，用戶可以直接在鏈上現貨交易平台直接為 ETH 出售其 Token 化的質押部位，而不是完成上面概述的全額提幣過程，這可能需要更長的交易時間，成本是為他們的執行層交易支付 Gas 費。

其他的升級

如前所述，Shanghai-Capella「雙重升級」包括 Beacon 鏈提幣激活之外的一系列升級。還有以下兩個升級值得注意。

Warm Coinbase 升級（與 Coinbase 交易平台無關）

涉及EIP-3651 。

這次升級主要是為了使用戶能夠進行優化。它允許用戶設置支付給礦工的初始 Gas 費，然後在滿足某些條件的情況下增加或減少 Gas 費。這一升級特別幫助那些希望通過動態調整費用來優化成本的 MEV 搜尋者，原先必須是一個固定的值。

PUSH0 指令升級

涉及EIP-3855 。

這次升級旨在通過添加一個基本指令 PUSH0 來減少智能合約的平均大小，該指令允許在字節中添加 0 。在此升級之前，使用其他非專用指令將 0 填充為字節，但相對而言，使用專用指令會消耗更多的 Gas。這次升級計劃引入這一專用指令，這將幫助以太坊開發人員在網路上部署智能合約時降低 Gas 成本。

總結

即將到來的 Shanghai-Capella「雙重升級」將標誌着以太坊基金會未來網路路線圖的另一個重要里程碑。兩年多來，驗證者願意在沒有訪問權限的情況下將他們的 ETH 質押在網路上，這是這次升級重點解決的問題。我們相信，從中長期來看，這次升級的成功將導致更多的 ETH 被鎖定在 Beacon 鏈中，因為熊市中投資者正在積極尋找 Token 的收益來源。我們相信「 Token 可取回」將解決許多尚未質押的 ETH 持有者參與性低下這一痛點。

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