ETH 2.0 经济考察：对以太坊 PoS 激励模型的分析

2020年3月，我们从MolochDAO那里获得了一笔资金，用于研究ETH2.0的经济模型。这次考察最初是为了响应征求意见书的号召：

此后，我们一直在努力分析ETH2.0网络及其基于PoS的经济激励机制。我们的结论是在我们自己的研究基础上得出的。我们构建了一个经济模型来反映ETH2.0网络的输入和输出，并采访了很多代表以太坊生态主要参与者的利益相关者。

我们将所有研究成果都汇总到了下方报告中：

ETH2.0经济考察：对以太坊PoS激励模型的分析

以太坊闹钟服务漏洞已导致黑客盗取价值约26万美元ETH:10月20日消息，以太坊闹钟服务（Ethereum Alarm Clock）漏洞被利用，目前已导致约 26 万美元被盗取。

以太坊闹钟服务让用户能够通过预先确定接收方地址、发送金额和交易时间来安排未来的交易。根据区块链安全和数据分析公司派盾（PeckShield）透露，黑客设法利用预定交易过程中的漏洞，从取消交易的返还 Gas 费用中获利。Web3 安全公司 Supremacy Inc 也提供安全更新，指出根据 Etherscan 交易历史显示，黑客已经获取了 204 个 ETH，价值约 259,800 美元。（Cointelegraph）[2022/10/20 16:31:08]

我们想要感谢MolochDAO、与我们对话过的朋友以及以太坊基金会对我们这个项目的支持。特别感谢DannyRyan、BarnabeMonnot、TrentVanEpps和VitalikButerin对初稿的评论和建议。

Tether要求法院终止Roche Freedman的集体诉讼:金色财经报道，稳定币发行商Tether希望法官主持对其提起的集体诉讼，以将Roche Freedman律师事务所从该案中撤出，如果获得批准，该请求可能会削弱针对这家稳定币巨头的诉讼。该请求是在Roche Freedman的创始合伙人之一凯尔罗氏的视频由匿名博客Crypto Leaks发布后不到一周提出的，并附有一篇文章称Roche战略性地代表开发公司Ava Labs提起了多项集体诉讼。Roche声称该视频是经过选择性编辑和非法获取的，他和Ava Labs的领导层都强烈否认这一指控。

昨日，Roche申请将自己从该案中除名，以及其他集体诉讼，理由是他不再参与该公司的集体诉讼业务。但在昨天提交的一份文件中，Tether的律师辩称，Roche此前曾参与此案，足以让该公司退出该案。[2022/9/2 13:03:55]

虽然我们非常建议大家阅读报告全文，但我们还是在下方列出了概要。

金色财经挖矿数据播报：ETH今日全网算力下跌2.06%:金色财经报道，据蜘蛛矿池数据显示：

BTC全网算力178.158EH/s，挖矿难度20.61T，目前区块高度682492，理论收益0.00000669/T/天。

ETH全网算力581.759TH/s，挖矿难度7445.93T，目前区块高度12390867，理论收益0.00339014/100MH/天。

BSV全网算力0.96EH/s，挖矿难度0.14T，目前区块高度686259，理论收益0.00093883/T/天。

BCH全网算力2.901 EH/s，挖矿难度0.45 T，目前区块高度686920，理论收益0.00031019 /T/天。[2021/5/8 21:36:44]

ETH2.0网络升级就是循序渐进地朝着PoS共识算法和激励机制这一宏伟目标前进，反过来，PoS的激励机制也对以太坊网络的经济属性具有深远影响。PoS激励机制的设计非常复杂——一方面要奖励那些验证交易并终局化网络历史状态的诚实参与者，另一方面惩罚那些离线或恶意的验证者。在本文中，我们使用精细的经济模型和新的经济评估工具来定义、衡量并分析ETH2.0的密码经济学安全性。

灰度BTC信托增持3628枚 ETH信托持仓量减少201枚:美东时间12月16日，灰度信托持仓数据变化如下：

灰度BTC信托持仓量增加3628枚（+0.64%），总持仓量为569261 BTC；

灰度ETH信托持仓量减少201枚（-0.01%），总持仓量为2940142 ETH；

灰度BCH信托持仓量增加8437.87枚（+3.90%），总持仓量为224583.65 BCH；

灰度LTC信托持仓量增加24162.1枚（+2.62%），总持仓量为946470.31 LTC；

灰度ETC信托持仓量减少1010.0枚（-0.01%），总持仓量为12287037.54 ETC。[2020/12/17 15:27:45]

首先，为便于研究Eth2.0的经济模型，我们利用Excel构建了一个经济模型，来解释ETH2.0系统在现行规范以及特定场景下的输出情况。在项目的整个过程中，我们逐步开发并利用这一模型来计算期望，并基于数据得出关于验证者收入、成本、收益和货币发行量的结论。在ETH2.0系统中，有将近100个变量对输出值有重大影响。通过这个模型，我们动态展示了ETH价格变化以及ETH质押总量对验证者收益的影响，突出了变量对网络安全性的影响。

行情 | BTC和ETH链上活跃地址相比上月均出现增长:截至2月18日，BTC活跃地址数为60.46万，相比上月增加15.60%；链上交易数为32.85万，相比上月增加4.25%。以太坊活跃地址数为29.31万，相比上月增加3.49%；链上交易数为44.79万，相比上月降低23.15%。[2019/2/19]

我们利用一系列围绕网络攻击成本的假设，定义了ETH2.0Phase0必须达到的经济安全性级别。此安全性级别的含义在于，让攻击成本高于攻击所能获得的潜在利益，并让ETH2.0Phase0达到与ETH1.0同等级别的安全性。我们确定了两类主要的经济攻击向量。每类攻击向量都有不同的变体以及不同程度的风险：绝对多数攻击和终局性攻击。在Phase0阶段，我们主要关注那些旨在破坏网络的攻击。我们发现网络在Phase0阶段有遭受这类攻击的风险，但是我们更担心后续阶段。根据ETH的历史价格和算力情况，我们估计质押率达到13.8%就能提供充分的安全性。

ETH2.0的安全性与ETH质押量息息相关，质押量本身就与收益存在函数关系。我们构建了一个模型来理解致力于高资本利用率的投资者的动机。我们称之为RSAVY模型，用于确定质押的风险和成本问题，以及对应的必要收益率。基于我们的研究结果，我们预计在一个优化过的网络中，必要收益率不低于3.3%的情况下，验证者才会考虑加入该网络。在一个看跌但是稳定的市场环境下，必要收益率就会增至11.6%。

除了计算必要收益率之外，RSAVY模型还可以用来勾画出网络在特定场景下的全景。在这些场景中，我们使用不同的参数，得出了一些结论和建议，详见下文。

结论

ETH2.0的PoS机制相比PoW机制复杂得多。ETH2.0是一个高度复杂且周密的系统。这个系统经过精心设计和构建，但是从验证者的角度来说很难理解，从而导致不确定性和不可预测性，加大了潜在的、追求资本效率的验证者的理解难度。

ETH2.0网络的安全性取决于三个关键变量：ETH质押量、ETH价格和波动性。每个变量都会对攻击网络的成本产生直接或间接的影响。ETH总质押量是可控性最大的变量，而ETH价格对网络安全性有很大的直接影响，但是不受系统的控制。波动性可能会由不同的因素造成，会间接影响ETH质押量和ETH价格。

对ETH2.0的攻击比对ETH1.0的攻击更容易扩展。在ETH2.0中，参与网络所需的硬件成本降低，因此硬件和电力消耗也将降至最低。此外，DeFi的蓬勃发展以及ETH2.0的连通性将大幅加快这一趋势。

追求资本效率的验证者行为变得更加可预测。虽然以太坊拥趸们的参与对信标链的成功上线至关重要，但是还不足以让网络达到足够高的安全级别。吸引追求资本效率的验证者有助于实现ETH质押量目标。

根据ETH的历史价格，ETH质押率达到13.8%时，ETH2.0的安全性即可媲美ETH1.0。根据ETH历史价格的波动情况，我们计算得出，只有当ETH质押率不低于13.8%时，ETH2.0才能获得足够高的安全性。

验证活动存在规模经济效应，但随着ETH价值升高，规模效应会减弱。在PoW机制下，要想提高收益，只能扩大运营规模；在ETH2.0的PoS机制下，验证活动的成本会随着ETH价格的升高而逐渐降低。我们发现，一般而言，网络经济效应非常适合于提高网络的去中心化程度、实现Eth2的设计目标。

当前ETH供应量的77.7%都集中在合格的验证者钱包中。有大约8660万ETH由非交易钱包持有。另外1870万ETH由交易所管理。这是一个具有强大吸引力的可服务目标市场。为实现网络参与最大化，激励机制的主要目标应当是，将这些钱包转化为活跃的验证者。

相比ETH1.0，ETH2.0为实现安全性所支付的成本要低得多。假设在当前信标链规范下，ETH质押量为1550万，我们估计每年的通胀率为0.55%，远低于PoW网络当前4-4.5%的通胀率。

网络安全性很大程度上依赖于ETH的价格稳定性。就ETH2.0的经济稳定性和安全性而言，我们最主要的担忧是，当ETH价格较低时，整个网络是否具有足够的抗攻击性。考虑到攻击者快速扩大攻击规模的能力，我们认为确实要关注价格稳定性。

在Phase0和1阶段缺乏流动性可能会导致不可预测性和中心化。鉴于ETH1.0和ETH2.0之间缺乏互通性，以及ETH2.0网络在Phase0和1阶段无法进行交易，我们预计中心化交易所中会出现围绕衍生品的二级市场。利用这些平台的验证者会高度集中，进而产生中心化风险和不可预测性。

小心衍生品攻击。随着以太坊生态飞速发展，ETH作为一种资产类别也在飞速发展。期权产品的数量不断增加，“闪电贷”等特殊金融工具也被用来作恶。在这个势头下，衍生品可能会成为攻击者的首选途径。

建议

将基础奖励因子提高到128及以上：我们承认增加网络成本有助于提高网络安全性，但是在基础奖励因子只有64的情况下，我们相信网络为安全性所支付的成本是不够的——在以太坊网络向PoS机制过渡期间，小心谨慎是明智的做法。

找到一种更动态的方法在发生紧急情况时改变奖励，即，探索实现一层安全网。我们建议探索一种更加动态的方法，以便在发生紧急情况时增加奖励或更改基础奖励因子，例如，引入阈值触发机制、阶梯函数，或直接与ETH价格相关的函数。

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