全面解析以太坊网络双重升级对提币和ETH供应量的影响

　　自 2020年 12 月以来，以太坊网络验证者自愿将其 ETH 锁定在 Beacon 链上，而提币功能尚无明确时间表。
　　即将到来的 Shanghai-Capella＂双重升级＂将标志着这一时代的结束，它将授予验证者使用已质押 ETH 的权限，同时还将为验证提供奖励。本文我们将一起探讨即将到来的以太坊网络＂双重升级＂对提币和对 ETH 供应的影响。
　　以太坊＂双重升级＂
　　以太坊网络协议即将进行的升级实际上是＂双重升级＂（Shanghai 和 Capella）。分别是对以太坊网络中执行计算和交易的部分（执行链）和控制新区块的生产和验证的部分（Beacon 链）的升级。执行链指的是在 Merge 之前处理共识（通过挖矿）和执行（更新余额，改变智能合约的内部状态）的网络部分。
　　Shanghai 升级是网络执行层（即执行链）的硬分叉，目的是对以太坊网络的一些操作实施一系列更改。其最重要的升级将允许验证者自 2020年 12 月信标链成立以来首次提取他们所持有的 ETH。当网络在 2022 年 9 月从工作量证明（PoW）挖矿切换到使用 Beacon 链来控制区块生产时，以太坊基金会设定了一个暂定的最后期限，以便在下一次网络升级中激活提币功能。
　　最近，＂双重升级＂时间被提前至 2023 年 3 月，目前正等待几次成功测试的完成。以太坊基金会近期正努力在最初承诺的时间框架内实现这一目标，甚至推迟了原定在 Shanghai 部署的其他升级，以便优先启动提币功能。
　　请注意，验证者目前可以暂停其验证职责，＂取消质押＂他们的 ETH，而无需提币。Shanghai 升级允许可提币用户从 Beacon 链中提取他们的 ETH。
　　升级将如何实施
　　就像之前的网络升级，如Merge或London升级，Shanghai 升级将使用硬分叉完成。这需要每个在网络上监听或验证的节点安装一个新版本的以太坊网络客户端。客户端指的是每个节点为了与网络的其余部分交互而在本地运行的程序。以太坊客户端有多个版本，由不同的第三方提供商发布，但每个版本都承诺实现以太坊基金会决定的开源以太坊协议的规定。
　　一旦以太坊基金会明确了升级协议的最终版本，每个客户端提供商将发布其客户端的升级版本，其中包含协议的新旧版本。对于约定的区块高度（从一个区块到链上第一个区块的区块链长度）之后的所有区块，网络上的每个节点都将开始使用升级版本的协议。这确保了网络的原历史记录将保持不变。由于升级后的协议将只适用于区块高度高于约定数量的区块，如果在切换之前将链还原为区块，则节点将使用先前版本的规则。这确保了网络在新规则适用时达成一致。
　　测试
　　为了准备对网络的升级，以太坊基金会已经创建了以太坊网络的副本，用于测试其更改。这是通过配置一小组节点（验证者节点和非验证节点）来实现的。该侧链与主链允许开发人员在单独的链上模拟网络升级，并修复遇到的 bug。这个过程被称为影子分叉。
　　通过对以太坊主链进行影子分叉，开发人员推出了一系列公共测试网，供开发人员在网络的提议版本上测试他们的智能合约。首个公共测试网 Shandong 于 2022 年 10月 14 日启动，启动了 5 次计划升级，但不包括 Beacon 链的提币功能。2 月 1 日推出的 Zhejiang 测试网允许开发者测试 Shanghai-Capella＂双重升级＂中包含的所有提案（EIP）。这包括对硬分叉的模拟，该硬分叉将把节点从当前版本的以太坊协议切换到升级版本。在测试网上硬分叉后，用户将能够使用测试链上的 ETH 测试提币过程，但无法与以太坊网络实时通信。
　　质押过程
　　用户可以在 Beacon 链上质押 ETH，以验证新区块，并为区块链的安全性做出贡献。作为回报，质押者在＂正确＂完成工作时获得奖励，如果他们不诚实或不能按照要求完成工作，就会受到惩罚。这个功能现在就可以使用，早在以太坊网络为了新区块达成共识，开始监听 Beacon 链之前就已经存在了。然而，在 Shanghai 升级之前，用户将无法提取他们所质押的 ETH（包括奖励和惩罚部分）。
　　要参与这个过程，用户必须拥有在其系统上运行的验证和提出新区块（执行和共识客户端）所需的软件。它们还必须生成一个公钥和私钥对，Beacon 链可以使用其来跟踪新的验证者。一旦完成，用户必须将 32 个 ETH 存入 Beacon 链存款智能合约，并将他们的公钥（和一些其他凭据）作为交易的数据输入。
　　成功的存款会在执行链上发出＂收据＂，正式名称为＂日志＂（Log）。该收据包含用户存款金额的数据，并在 Beacon 链上登记他们的存款。Beacon 链从执行链读取这些＂日志＂，并在激活队列中将新的质押者包括在内。该操作在 Beacon 链上作为交易处理，类似于智能合约的功能在执行链上的执行方式。
　　存款智能合约中的ETH
　　验证者发送给 Beacon 链智能合约的 ETH 将永远保留在那里，因为智能合约未被编写为具有提币功能，无法升级。相反，在批准最终可提取余额之前，验证者在其质押周期内的余额记录（包括奖励和惩罚部分）将由 Beacon 链单独处理。
　　这意味着 Beacon 链智能合约的执行层余额将是验证者所质押的 ETH 数量的累计。该余额应从网络上 ETH 的流通供应中扣除，如下文介绍的＂取消质押＂（un-staking）过程。
　　＂取消质押＂（Un-Staking）过程
　　升级后，验证者将能够进行两种类型的取款/提币：部分提现和全额提现。对于这两种情况，验证者也必须在 2048 个时间段内处于活动状态（约 9 天，每 12 秒一个插槽＂slot＂，每个时间段 32 个 slot），然后才能发出＂退出＂（exit）的信号。
　　提币
　　在全额提款/提币时，验证者必须首先停止参与验证。他们可以通过向 Beacon 链发送 Voluntary Exit Transaction 来实现这一点。
　　一旦验证者被认为是已退出（exited）和可提币，他们就可以发送一个最终的交易来启动退出。当验证者提交全部或部分提币请求时，它们将被添加到单个提币队列中。网络每个区块将只处理 16 个提币请求，通过将前 16 个提币请求包含在队列中，遵循先进先出规则。这导致大约 11.5 万验证者（已退出和可提币的）能够在任何给定的一天提币。
　　当处理提币时，以前没有流通的新 ETH 将被铸造到验证者指定的提币地址。如前所述，这个新的 ETH 不会从验证者最初存入其质押的 Beacon 链存款合约中删除。需注意的是，完成＂取消质押＂过程所需的任何交易都不会给验证者带来 Gas 成本。
　　可能造成的影响
　　自Beacon链成立以来，质押的 ETH 和由于质押奖励验证者而导致的 ETH 供应的增加都尚未进入现货市场。该 ETH 仍然锁定在Beacon链上，直到启用提币功能。这意味着Shanghai 升级的解锁有可能会大幅增加代币供应，因为（在撰写本文时）有 1116 个验证者能够在解锁后提币。
　　在退出 Beacon 链的最终提币队列上设置的限制意味着单个插槽（slot）中最多 16 个验证者可以退出。假设每个验证者都是全额提现（验证者将需要＂退出并可提币＂），并且每个验证者的质押余额为 32 个 ETH（假设 32 个 ETH 验证者节点是离散的，这是一个合理的假设，但其他分析有所不同），这意味着每天最多为 3, 686, 400个 ETH。然而，只有当最终提币队列中积压了超过 6 个验证者时，才有可能实现这个解锁率。
　　从长远来看
　　然而，我们不应该低估等待立即提币的用户的积压数量，这些用户还不到 500, 000个验证者的 1%。这个群体选择在没有保证提币日期的情况下集体锁定超过 1600万 ETH（按每个代币 1673 美元计算，约合 268 亿美元）。我们认为，解锁最终可能会导致质押 ETH 的增加，因为在知道 ETH 是可取回的情况下，质押者会更放心地锁定其 ETH。
　　我们还认为，提币的成功增加可能会强化对网络的信心，从而在中长期内导致新的质押者净流入。作为验证者参与的运营成本比在工作证明链上挖矿要低得多。因此，验证者将不会面临要求他们提取其质押头寸以支付计算成本的压力。这给了我们信心，相信验证者不太可能在允许提币后大规模外流。
　　从短期来看
　　然而，在短期内，我们认为大量验证者将希望对其 Beacon 链余额执行部分提款，这可能会导致 Beacon 链 ETH 的净流出。验证者受激励对其 Beacon 链余额执行部分提现，因为其余额超过 32 个 ETH 的比例，在 Beacon 链上就没有收益。通过不执行部分提币，验证者基本上丧失了对其 ETH 的访问权，赔了夫人又折兵。
　　此外，我们认为希望将 ETH 质押的用户不会立即提币，而是会等待观察提币过程是否顺利进行。在短期内，这两种现象可能会阻碍 ETH 流入Beacon链。
　　流动性质押代币
　　流动性质押代币已经成为用户在 Beacon 链上质押 ETH 的最流行的方式之一，允许用户使用其质押 ETH 的代币化版本来交易其质押头寸。这仍然是一种流行的质押方法，因为促进了集中质押，类似于主导比特币哈希率的矿池。流动性质押提供者降低了质押的门槛，并允许少于 32 个 ETH 的用户（截至 2 月 9 日约为 5.2 万美元）获得质押奖励。
　　此外，他们将继续允许更快地强平（unwind）质押头寸，用户可以直接在链上现货交易所直接为 ETH 出售其代币化的质押头寸，而不是完成上面概述的全额提币过程，这可能需要更长的交易时间，成本是为他们的执行层交易支付 Gas 费。
　　其他的升级
　　如前所述，Shanghai-Capella＂双重升级＂包括 Beacon 链提币激活之外的一系列升级。还有以下两个升级值得注意。
　　WarmCoinbase升级（与 Coinbase交易所无关）
　　涉及EIP-3651。
　　这次升级主要是为了使用户能够进行优化。它允许用户设置支付给矿工的初始 Gas 费，然后在满足某些条件的情况下增加或减少 Gas 费。这一升级特别帮助那些希望通过动态调整费用来优化成本的 MEV 搜索者，原先必须是一个固定的值。
　　PUSH0指令升级
　　涉及EIP-3855。
　　这次升级旨在通过添加一个基本指令 PUSH0来减少智能合约的平均大小，该指令允许在字节中添加0。在此升级之前，使用其他非专用指令将0填充为字节，但相对而言，使用专用指令会消耗更多的 Gas。这次升级计划引入这一专用指令，这将帮助以太坊开发人员在网络上部署智能合约时降低 Gas 成本。
　　总结
　　即将到来的 Shanghai-Capella＂双重升级＂将标志着以太坊基金会未来网络路线图的另一个重要里程碑。两年多来，验证者愿意在没有访问权限的情况下将他们的 ETH 质押在网络上，这是这次升级重点解决的问题。我们相信，从中长期来看，这次升级的成功将导致更多的 ETH 被锁定在 Beacon 链中，因为熊市中投资者正在积极寻找代币的收益来源。我们相信＂代币可取回＂将解决许多尚未质押的 ETH 持有者参与性低下这一痛点。