本文全面解讀了以太坊從工作量證明（PoW）機(jī)制向權(quán)益證明（PoS）機(jī)制的重大升級。 ?由於PoW機(jī)制存在高能耗、低效率等局限性，且無法滿足行業(yè)發(fā)展對區(qū)塊鏈可擴(kuò)展性、速度和效率日益增長的需求，以太坊啟動了這一升級。文章對比了PoW和PoS兩種機(jī)制的原理和優(yōu)缺點，詳細(xì)闡述了“合併”（The Merge）、Dencun升級以及未來分片等關(guān)鍵升級歷程，並分析了此次升級對經(jīng)濟(jì)模型、生態(tài)系統(tǒng)以及開發(fā)者、用戶和礦工等方面的影響，最後探討了升級過程中面臨的技術(shù)、社區(qū)和監(jiān)管等方面的挑戰(zhàn)。

升級背景

• PoW 的局限1
  • 能耗問題：在 PoW 機(jī)制下，礦工需通過計算難解的數(shù)學(xué)問題競爭記賬權(quán)，能耗極高，與當(dāng)前可持續(xù)性和環(huán)保的趨勢相悖。
  • 性能瓶頸：以太坊 PoW 每秒僅能處理約 15 筆交易，面對去中心化應(yīng)用爆發(fā)式增長，交易擁堵、Gas 費飆升等問題凸顯。
• 行業(yè)發(fā)展需求：區(qū)塊鏈行業(yè)不斷發(fā)展，大規(guī)模商用對區(qū)塊鏈的可擴(kuò)展性、交易速度和能源效率提出更高要求，以太坊需要升級以保持領(lǐng)先地位。

PoW 與 PoS 機(jī)制對比1

• 原理不同
  • PoW：依靠礦工投入算力解決數(shù)學(xué)難題來競爭記賬權(quán)和獲得區(qū)塊獎勵，誰的算力強(qiáng)大、解決問題速度快，誰就有更大機(jī)會獲得記賬權(quán)和獎勵。
  • PoS：根據(jù)參與者持有的以太幣數(shù)量和持有時間來分配記賬權(quán)，持有幣越多、時間越長，獲得記賬權(quán)的概率越高。
• 優(yōu)缺點各異
  • PoW：優(yōu)點是經(jīng)過長時間實踐檢驗，安全性高，能有效抵禦 51% 攻擊，去中心化程度高。缺點是能源浪費嚴(yán)重，交易處理速度慢，難以滿足大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用需求。
  • PoS：優(yōu)點是能源消耗極低，可擴(kuò)展性強(qiáng)，能支持更高的交易吞吐量，減少挖礦中心化風(fēng)險。缺點是存在權(quán)益集中問題，可能導(dǎo)致少數(shù)持幣大戶掌握過多話語權(quán)，需要參與者鎖定一定數(shù)量的貨幣，降低了資金流動性。

升級歷程

• The Merge（合併）：2022 年 9 月，以太坊完成了從 PoW 到 PoS 的過渡，這一升級將以太坊的能耗降低了 99%，為後續(xù)升級奠定了基礎(chǔ)。
• Dencun 升級：2023 年推出，其中 EIP - 4844 通過引入 “blob” 數(shù)據(jù)存儲機(jī)制，大幅降低了 Layer 2 網(wǎng)絡(luò)的交易成本，為分片技術(shù)鋪平了道路。
• 未來分片：分片是以太坊 2.0 的最終目標(biāo)之一，它將以太坊網(wǎng)絡(luò)分割成多個 “分片”，並行處理交易，從而大幅提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

升級影響

• 經(jīng)濟(jì)模型1
  • 通脹變通縮：合併前每天 ETH 增發(fā)數(shù)量約 13000 個，合併後降至 1600 個，且燃燒數(shù)量超增發(fā)，ETH 進(jìn)入通縮階段。
  • 衍生品變化：合併前 stETH 和 rETH 等衍生品因無法即時贖回存在折價，合併六個月後開放贖回，價格有望回歸 1：1。
• 生態(tài)系統(tǒng)1
  • 開發(fā)者：提供更高效、低成本的開發(fā)環(huán)境，吸引更多人在以太坊上構(gòu)建應(yīng)用，推動去中心化金融、數(shù)字身份驗證、元宇宙等領(lǐng)域發(fā)展。
  • 用戶：交易速度提升和交易成本降低，改善用戶使用體驗，吸引更多普通用戶參與以太坊生態(tài)。
  • 礦工：PoW 礦工失去挖礦收益，不得不將算力轉(zhuǎn)移至其他區(qū)塊鏈，部分可能選擇以太坊經(jīng)典 ETC 等項目。

升級挑戰(zhàn)1

• 技術(shù)層面：升級過程複雜，涉及共識層、執(zhí)行層等多方面更新和協(xié)調(diào)，任何技術(shù)故障或漏洞都可能影響升級進(jìn)程和網(wǎng)絡(luò)安全。
• 社區(qū)層面：社區(qū)內(nèi)對升級方案可能存在分歧，如 PoW 礦工群體利益受損，可能推動硬分叉，影響以太坊網(wǎng)絡(luò)的一致性和穩(wěn)定性。
• 監(jiān)管層面：隨著以太坊影響力增大，轉(zhuǎn)型可能引發(fā)監(jiān)管機(jī)構(gòu)關(guān)注，面臨更嚴(yán)格的監(jiān)管要求，給升級帶來不確定性。

以上是ETH升級全面解讀：從PoW到PoS的技術(shù)革命的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！