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    欧易研究院:以太坊POS后 矿工们的选择

    原文作者:Shirley 秀秀

    前言:「合并」临近导致的矿业生态变化

    7 月中旬以太坊核心开发者 Tim Beiko 预计以太坊的共识算法迁移到 PoS 的合并升级实施日期为 9 月 19 的消息,引起了整个 Crypto 行业的震荡。合并就是把 PoS 运行的信标链与 PoW 运行的原链合并,并逐步停止原链的 PoW 部分,这次升级代表着不久的将来以太坊会切换到 PoS 共识。这是以太坊奔向 2.0 之路的关键一步,也因为涉及到公链共识的转变而备受关注,其中最为关注这一动向的,可能是矿工群体,因为这与他们的切身利益高度关联。

    能直接反映挖矿行业的荣枯趋势的数据,是以太坊的算力。据 OKLink 数据显示,当前以太坊的算力规模约为 0.88P,对比 5 月初的 1.05P 规模,其算力已经缩水 16%。这表明很多矿工正逐步退出以太坊挖矿。另一方面,部分矿工们联合起来,正在伺机促成以太坊的分叉。

    (以太坊全网平均算力,图片来源于 OKLink)

    那么,导致以太坊算力下跌的原因都有哪些?「合并」和以太坊的分叉又有什么关联呢?本报告旨在用大致全面的线索、环环紧扣的推导,为读者拆解以太坊矿业在「合并」的背景下,将要发生的变化。在开头部分,本报告也将详细拆解近期算力规模巨幅下降的原因,和以太坊「合并」在以太坊 2.0 中扮演的角色,并探讨以太坊由 POS 共识转 POW 将对以太坊带来什么影响。本报告仅供参考,不构成任何投资建议。

    一、算力规模下降的原因

    以太坊算力规模在两个月内缩水 16%。究其原因,一方面,行业泡沫的消退和竞品蚕食占有率共同导致了项目对 ETH 的使用需求正在减少,这进一步导致了 ETH 价格的下跌。另一方面,EIP-1159 和以太坊 2.0 这类的既定改善规划,改变了以太坊矿工的收入结构,从 EIP-1159 到信标链上线直接导致 POW 挖矿份额减少,再到「合并」之后会逐渐由 POW 转为 POS 挖矿的预期。它们都会导致当前以太坊矿机盈利变少,进而共同促成了以太坊算力规模的缩水。

    影响矿工挖矿行为的最直接因素是盈利,根据矿机盈利公式:

    盈利= 矿机 ETH 收益—矿机运营成本

    盈利= ETH 当前价格 * 矿机获得 ETH 数量—矿机运营成本

    矿工盈利的影响因素主要有矿机获得 ETH 的数量、ETH 当前价格、矿机运营成本。由于单台矿机在一段时期内运营成本基本不会有大的变动,本文将从 ETH 当前价格和矿机获得 ETH 数量这两个角度去做进一步的拆解分析。

    1.1 ETH 使用量减少导致的价格下跌

    供求关系是经济学最底层的规律,价格由供给和需求决定。如果需求减少,供给不变的话,价格会下跌。以太坊定位为世界计算机,当程序需要跑在以太坊网络上时,以太坊需要为其分配足够的网络资源(计算、存储、带宽等),ETH 便充当以太坊网络资源使用手续费的作用。从供需角度来看,以太坊网络生态的繁荣度决定了对 ETH 的需求量,而当前行业泡沫消退和竞品蚕食占有率共同导致了以太坊项目对 ETH 的使用需求正在减少。

    1.1.1 行业泡沫挤出

    在经历了 2020 年 DeFi 热潮和 2021 年 NFT 之风后,行业泡沫逐渐消退,链上应用趋于萎缩,用户以 ETH 进行支付的频次大大降低。

    换而言之,周期原因造成的行业收紧,压缩了 ETH 的流通和应用场景。据 OKLink 图表显示,自 3 月以来,ETH 单日销毁量持续走低 , 对比此前销毁量数据大有缩水,这间接反映了以太坊链上交易处理数量的减少。

    (ETH 销毁量,图片来源于 OKLink)

    1.1.2 竞品蚕食占有率

    许多公链致力于解决以太坊当前面临的扩展与性能问题,他们大都会在智能合约层兼容以太坊代码,以便最迅捷地承接以太坊的开发者,分流了大量 ETH 的使用需求。其中的典型代表有 SolanaAvalanche 和 Tron 等等。

    根据公链 TVL 对比数据,虽然左边饼图显示,以太坊公链依然是以 65.42% 占比位居第一位,但右图面积图却能清晰反映出,以太坊上的 TVL 比例,因其他竞品的蚕食而有所下降。

    (公链 TVL 图,图片来源于 defillama)

    1.2 POW 挖矿奖励份额减少导致的矿机获得 ETH 数量减少

    根据机制设置,此前以太坊矿工收入来自区块奖励(固定为 2 枚 ETH)+手续费,而通常区块奖励所带来的收益是高于手续费的。从 2020 年 8 月开始,受 DeFi 以及 NFT 热潮影响,以太坊链上活动陡增,Gas 费大涨,手续费在矿工总收入中的占比也逐步增高。

    由于以太坊频频发生的拥堵事件导致的高 gas 费和等待打包交易更是让用户的体验变得很差,这在很大程度上限制了以太坊的发展。EIP-1159 和以太坊 2.0 这类的既定改善规划,在致力于提升以太坊性能的同时,也改变了以太坊矿工的收入结构,从 EIP-1159 到「合并」POW 挖矿份额正逐步减少,直至为 0。

    1.2.1 EIP-1559 致矿工收入减少

    EIP-1559 是以太坊社区为解决以太坊拥堵问题提出的改进提案。此前,矿工收入来自区块奖励和手续费。其中,区块奖励固定为 2 枚 ETH,手续费则是动态动态变化的,且全部归矿工所有。实施 EIP-1559 之后,手续费将被销毁,矿工收入仅来自固定区块奖励和小费(Tip),而小费完全由用户自定义支付。因此在 EIP-1559 设定下,矿工收入来源中的一部分将会被销毁,获利减少。

    (EIP-1559 前后矿工收益变化,图片来源于网络)

    根据此前 Coindesk 相关研究报告,实施 EIP-1559 后,在小费收入为零的情况下粗略估计矿工收入将下降 20%~35%。另据 OKLink 数据显示,自 EIP-1559 实施以来,以太坊预计供应量为 121,693,647.47 实际供应量为 119,136,265.16,目前以太坊区块链已经销毁了 2,557,382 枚 ETH,这些都是原矿工收入减少的部分。

    (ETH 供应量,图片来源于 OKLink)

    1.2.2 信标链上线

    以太坊 2.0 是解决当前以太坊的网络性能瓶颈的既定规划,致力于在不降低去中心化的前提下大幅提升以太坊网络上的扩展性与性能。为实现这一目标,其设定了 4 个发展阶段,前三个阶段都是采用 PoW 模式,第四个阶段将完成从 PoW 到 PoS 的转化,以及分片、由 eWASM 代替 EVM 等重要升级,是以太坊的最终形态。以太坊 2.0 网络通过引入分片的方式,来提升网络的扩展性和处理能力,而信标链是整个以太坊 2.0 网络的「指挥和控制中心」。

    其最新路线图显示,以太坊第四阶段升级的主要节点信标链上线、「合并」,以及分片。目前信标链已于 2020 年 12 月上线,此后信标链以 PoS 的形式运行,执行层产生区块的过程仍然由原链以 PoW 形式进行,以太坊进入一个 PoW+PoS 混合挖矿的阶段,为整个网络向 PoS 过渡做铺垫。

    信标链上线,Staking 功能开启,用户可以将自己的以太坊存入到以太坊 2.0 网络上。人们能够通过在软件中锁定 (质押)32 个 ETH 成为验证人,参与验证交易,以此来确保网络的去中心化和安全性。作为回报,质押者们将能有资格获得 ETH 奖励。这一部分也导致了 POW 挖矿奖励变少。

    截至 7 月 29 日,信标链运行平稳。链上数据显示,信标链已拥有约 41.1 万个节点,累计质押总额约 1313.2 万 ETH,其中有效投票参与率达 99.83%。另外,自 2021 年 10 月 15 日至今,节点数量和质押总额稳步增长,每日验证者收入也在缓慢增长中,目前,信标链每日奖励量约 11 万枚 ETH。

    (信标链区块数据,图片来源于 https://beaconscan.com/)

    1.2.3「合并」临近,将逐步转为 POS 挖矿

    按 V 神所言,以太坊计划于 2022 年第三季度进行的「合并」,将会把共识层(PoS 信标链)与执行层(PoW 原链)合并,并逐渐停止原链的 PoW 部分,这次升级代表着以太坊在 bu jbu ji 正式切换到 PoS 共识。PoS 机制下,矿工能获取的以太坊收益将与其质押的 ETH 占全网 ETH 质押的比例相关,而不再需要购入矿机等硬件。这意味着以太坊 PoW 挖矿将在不久后退出历史舞台,也给正进行 PoW 挖矿的矿工们带来了一定的压力。

    以太坊 POW 转为 POS 挖矿是一个逐步推进的过程,9 月的 merge 上线难度炸弹是合并的开端,具体过程可以简单归纳如下:

    难度炸弹启动->出块时间延长->矿工逐渐离开->全网算力下降->设置 TTD ->到达最终目标难

    度->从 PoW 切换至 PoS (实现主网合并)

    此后,在 PoS 机制下,矿工能获取的以太坊收益将与其质押的 ETH 占全网 ETH 质押的比例相关,而不再需要购入矿机等硬件。这意味着以太坊 PoW 挖矿将在不久后退出历史舞台,也给正进行 PoW 挖矿的矿工们带来了一定的压力。

    二、PoW 转 PoS 挖矿的影响

    按照前文的分析,此次以太坊合并代表着以太坊将在不久的将来切换到 PoS 共识,对以太坊矿业的影响巨大。PoW 转 PoS 挖矿对以太坊矿业的主要影响表现在如下 4 个方面:硬件设备、算力总量、利益格局、发展方向。下面逐一来谈:

    2.1 矿业的硬件设备—显卡等硬件提供商收缩出货量

    行业最上游的硬件提供商曾在以太坊的 POW 挖矿中得益匪浅。去年英伟达 CEO Jensen Huang 透露,英伟达在推出以太坊挖矿处理器后三个月内,实现了 1.55 亿美元的盈利;去年 Q2 英伟达显卡挖矿收入达到 2.66 亿美元,创历史之最。此前英伟达方曾公开承认,以太坊从 POW 向 POS 的转变,是对显卡(GPU)产品需求的潜在威胁。5 月 20 日,也就是 Q1 财报发布之前一周,芯片巨头英伟达宣布放缓招聘,引起了加密圈从业者的格外关注和重点解读,此次主动收缩人员规模,可能离不开行情不振导致的矿机需求锐减。

    作为全球高端电子硬件设备供应商中的龙头玩家,以及加密圈挖矿设备最上游零部件生产商,英伟达尚且会因受到行情下跌和以太坊转 POS 影响,而下调出货量预期,更休论其他产业链上中下游其他大大小小的玩家了。当然,以太坊转 POS 对他们的影响会更大,因为毕竟和英伟达相比,算力挖矿是他们的「支柱性产业」,甚至是釜底抽薪。所以,可以遇见的是,随着行情下行的加剧,以及 POS 挖矿的落地,后期全球实体矿机设备及其零部件的出货量,将在短期内走低。

    2.2 矿业的市场主体—POW 矿工转战别处

    一切市场主体,均为逐利而生,这在加密圈,尤其是矿圈体现地尤为明显。在以太坊由 P0W 转 POS 挖矿后,原有 POW 矿工将不能继续参与以太坊挖矿,其已有 ETH 矿机的使用流向值得关注。以太坊 POW 算力在整个加密挖矿赛道,举足轻重,占比较大。一旦转 POS 之后,原有的 POW 算力可能会像砸盘一样涌入其他挖矿市场,届时或将给现有的挖矿赛道造成巨大影响,并一定程度上重构整个加密圈硬件挖矿赛道的利益格局。

    2.2.1 原链分叉

    面对挖矿利益的再分配,矿工们有可能从利益角度出发,在以太坊 2.0 合并升级时不跟随以太坊社区完成 PoS 共识机制转换。如此一来以太坊有可能在合并节点分叉为 POW 和 POS 机制的两条链。

    2.2.2 转向 ETC 挖矿

    DAO 事件的硬分叉就导致了以太坊社区分裂成了以太坊和以太坊经典,Token也分成了两个——ETH 和 ETC。目前两者算法已经并不相同,ETH ASIC 矿机可能需要固件更新才能与 ETC 挖矿算法 ETCHash 兼容。但两者之间并无技术障碍,现有 ETH ASIC 矿工只升级矿机固件就可开采 ETC,显卡无需升级,可直接开采 ETC,切换成本很低,这很可能吸引很大一部分 ETH ASIC 矿工转向 ETC 挖矿。

    2.2.3 其它矿机兼容币

    理论上,显卡可以直接挖 Grin、BEAM、RVN、XMR、BTG、AION 等其他币种。

    2.3 矿业的整体产出—总算力暂时大跌

    毋庸置疑的是,根据前文,以太坊转 POS 后,主要采用质押Token的方式,而非矿机算力进行挖矿,这也是应「碳中和」的号召。所以,相当一部分矿机会暂时关机,被迫停摆,等待找到新的使用场景再行重启。因此,可以预见的是,短期内,矿业的整体产出—以太坊总算力会大跌,全网总算力也会暂时出现一定的跌幅。

    前文提到,转 POS 机制后,这些以太坊原有矿工和算力,会涌入其他采用 POW 共识机制的公链和币种当中,使其算力更为充裕。那么,这部分算力会对币种价格走势,或将施加更多不确定性的影响。因为,二者的供需关系,发生了一定的变化。此前是市场对其币种的需求量增加,导致价格上涨,进而造成算力大量供给。如今,这些公链和Token在未预期的情况下,承接了一定规模的算力,催生出更多的Token,再叠加美联储加息下市场流动性减弱的大行情,后期币价将更趋动荡。

    2.4 矿业的发展方向—staking 质押挖矿崛起

    「合并」后以太坊逐步由 P0W 转 POS 挖矿,用户们参与挖矿的门槛将会降低,只需要质押 32 枚以太坊就可以申请成为验证节点参与挖矿。因此,以太坊矿业的形态将发生根本性的改变,即从线下的设备挖矿,转变为线上的质押挖矿。随着「碳中和」对加密圈的压力越来越大,后期不排除一部分公链师从龙头以太坊,同样选择 POS,那么这将进一步压缩实体设备矿业的生存空间,但这更多的只是一种趋势。

    回归到眼前的现实,转 POS 后,基于以太坊质押服务的项目将成为主流,合并前后以太坊质押比例将会大增。而 Staking 服务也存在规模效应,在蛋糕有限的情况下,市场占有率更高的项目更容易通过规模优势提高 Staking 分成比例,从而进一步提升其市场占有率,这一赛道的头部项目值得关注,如 Lido。

    此外,由于中心化交易平台天然沉淀了各类 PoS 链资产, 且具有比较专业的知识储备和设备资源,在质押运营服务上占据优势。加之交易平台可以直接开通质押衍生品的交易对服务释放出流动性,因此目前行业的主流中心化交易平台大都是 ETH2.0 自运行节点质押服务商。

    欧易 OKX 就有提供 ETH2.0 锁仓挖矿节点运营商的服务,欧易承担所有 ETH2.0 节点的搭建和维护成本,用户 0.1 ETH 即可参与,且链上收益 100% 发放给用户。ETH2.0 挖矿收益根据链上锁仓量动态调整,预计年化收益率在 4%-20% 之间。平台 1:1 发行挖矿凭证 BETH,每日 00:00 (HKT) 对用户持仓进行快照,按照用户 BETH 持仓量按比例瓜分链上收益,在次日 11:30(HKT) 发放挖矿收益。当 ETH2.0 主网上线后,可以根据持有的 BETH 数量 1:1 兑换回 ETH。且平台开放了 BETH/USDT 和 BETH/ETH 交易对,当不想持有 BETH 了也可以随时卖出,灵活性高。

    (欧易 ETH2.0 锁仓挖矿)

    结语:以太坊从 POW 转 POS,是技术升级也是利益的再分配

    综合前述分析,可以得出如下总结:

    行业泡沫挤出和竞品蚕食占有率共同导致了以太坊项目对 ETH 的使用需求正在减少,EIP-1159 和以太坊 2.0 这类的既定改善规划,在致力于提升以太坊性能的同也改变了以太坊矿工的收入结构导致矿工挖矿份额减少,这些因素综合导致了矿工收益减少进而导致以太坊算力规模的缩减。但这也与本轮以太坊合并有着隐形而又重要的关联。

    以太坊 2.0 的既定路线下,以太坊从 POW 转 POS 一方面是技术升级,另一方面是利益的再分配。POW 时代,矿工为维系系统高质量运行做出了贡献,也获得了巨额生态奖励。转为 POS 之后,原有 POW 矿工将不能继续参与挖矿,存在分叉新链、「采掘」ETC 或其他矿机兼容币分流可能。生态内基于以太坊 Staking 的节点与质押服务将会成为主流。

    以太坊自诞生以来已经历过两轮行业周期的检验,仍是公链生态的标杆、区块链创新的源泉,目前在各类底层技术突破,包括 Layer2、以太坊 2.0 等方面都做了诸多尝试。此前的 POW 挖矿为系统的安全、稳定做出了贡献,」合并「后逐步转为 POS 挖矿之后,公链生态的竞争将进入 2.0 阶段,公链在底层、应用、资本等方面的全方位竞争值得期待。

    立足当下,对于 ETH 这类总量不限的资产,其没有 BTC 总量恒定的「故事」,价格主要依靠「供需关系」维系:即新增量与燃烧量之间的动态平衡。燃烧量与生态应用息息相关,它代表了去中心化的数字世界维系「信任」需求,只有当生态越来越丰富,「信任」需求越来越多的前提下,ETH 生态的繁荣才能持续。因此,决定区块链发展前景的是其上开发者生态的繁荣程度,「出圈」应用才是引领区块链未来的存在。

    可见,以太坊由 POW 转 POS 挖矿对以太坊矿业的影响,是尤为深远、全面,甚至是根本性的。另外,合并本身,包括未来的以太坊 2.0,对于以太坊生态乃至整个加密圈的影响,我们还将会跟踪研究、实时关注。包括针对后续质押赛道的发展走向、对于会否反向虹吸其他公链的生态,以及 Layer2 赛道的项目何去何从等等一系列潜在的影响,欧易研究院后期都将择机出专门的研究报告,为读者进行深度解读。

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    好文章,需要你的鼓励
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