以太坊二层 衍生赛道埋伏（一）

以太坊合并，为了更去中心、更安全、更节能。以太坊将最快于今年三季度迎来关键的合并，进入到PoS时代。新PoS机制有望使矿工更易搭建节点参与安全维护、主网被51%算力攻击难度更高，且节约99.95%的电力消耗。合并仅是以太坊技术升级中的一步，根据以太坊开发团队计划，合并后还有起飞、边界、清除、狂欢阶段，并计划最终借助分片等技术，解决以太坊生态繁荣但区块处理交易能力供不应求、Gas费高企等问题。

合并后，以太坊或将进入通缩通道，而PoS矿工收益或将翻倍。1）合并后，PoS矿工除目前已可享受的增发奖励外，还将赚取交易费和MEV分成，而每日新发ETH较当前将减少近90%。我们测算，假设2022年12月1日以太坊合并，短期内ETH质押收益率（APR）约为7.9%，较合并前或将翻倍，通胀率为-0.96%，ETH进入通缩通道；2）合并完成后的一年内（2023.8.1），质押APR将减少至6%，届时通胀率为-1.76%。

以太坊质押率已达10%，未来仍将有3倍以上增长，利好质押赛道服务商。截至2022年4月29日，已有37万个验证者在以太坊信标链上质押了1200万枚ETH，超过以太坊总量的10%，总价值达350亿美元。参考Binance、Solana等现有PoS主链长期质押率在40%~70%之间，以太坊质押率至少还有3倍以上的增长空间。

为了便利散户参与质押、运维节点和获得质押期间的流动性，质押服务商应运而生。其中，已占据流动性质押赛道90%市场份额的Lido，通过与Curve建立ETH兑换流动性池，让用户在质押资金锁定期间仍能获取ETH流动性，Rocket等协议也在奋力追赶。而SSVNetwork作为底层技术供应商，率先上线测试网，使用分布式验证（DVT）技术为上层客户提供更去中心化的技术方案。

投资建议：合并后，以太坊PoW挖矿模式不复存在，质押PoS取而代之，对以太坊公链而言具有里程碑意义。底层逻辑变换使原有以太坊挖矿的显卡、矿机的商业逻辑将受冲击，在以太坊挖矿合规海外市场可关注：1）合并前后的ETC产业链；2）ETH PoW矿工可能分叉出的新链；3）其他公链及Layer2生态，如SOL、Polygon、Cosmos等；4）以太坊质押服务商：Lido、SSVNetwork等；5）以太坊链上应用：StepN、Axie及元宇宙等。出于对合并后的通缩预期，我们也建议提前关注ETH自身表现。

风险提示：节点运营商与质押服务商的中心化；以太坊合并进度不及预期。

以太坊合并的“前世今生”

 以太坊合并，指当前使用PoS（权益证明）的共识层与使用PoW（工作量证明）的主网的执行层合并。合并后，共识层将执行节点的验证，执行层将执行EVM（以太坊虚拟机）的运作，原有PoW挖矿的相关部门将会被弃用。虽然此前以太坊基金会对合并的时间一再推迟，但目前确已处于转型POS的前奏阶段，4月11日，合并测试网已上线，各种测试也在推进中

为什么要合并？——更公平、更安全、更节能

根据以太坊基金会及其各核心开发者，我们总结，以太坊合并主要有以下三大目的：

更公平。

以太坊基金会认为，PoW（工作量证明）机制下，算力投资等级越高，硬件维护能力越高，这让大的资本，相比散户来说，拥有更高的资本回报和优势；相比之下，

在PoS机制中，成为PoS验证者的技术障碍更低：只需一台普通的笔记本电脑以及一个可靠的、保持在线的互联网连接即可，所有质押者获得的投资回报率更平等，也由于质押者的数量更多，会更去中心化。以太坊核心开发团队希望，通过允许更多人参与保护网络，使以太坊从长远来看更加安全。

 更安全，从PoS中恢复攻击会更为容易。

在PoW中，成功的首次攻击会导致更加危险的“Spawn Camping（蹲点）”攻击，这种情况下，因为在攻击进行期间，矿工无法获得奖励而退出，后续攻击网络的成本变得很低。

而PoS的惩罚机制可以保护网络免受同一恶意方的多次攻击，使攻击网络的代价高企。

 更节能。

PoW机制下，矿工需要购买矿机硬件、电力和矿池，这导致了对于能源的较大消耗。

根据以太坊基金会2021年5月18日对Digiconomist研究成果的援引，以太坊矿工目前每年消耗44.49太瓦时的电量，转化成PoS机制后，能够节约99.95%的能源消耗，原因是以太坊给质押者的收益只需要消耗少量的网络和电力费用。

合并进度如何？——2022年内完成

合并过程艰辛曲折。从2017年开始，以太坊最著名的创始人——VitalikButerin就提议，要在2019年从PoW转向PoS，实现ETH2.0，但出于对难度安全性等因素的考虑，拖延至今没有完成。2020年12月，开始在信标链上的质押测试，开启了以太坊从PoW专向PoS的重要一步，每个节点验证者需要质押32个ETH，合并完成后才能分批取出。截止到2022年4月25日，质押在信标链上的ETH总计为11,387,194个。2021年下半年完成的以太坊伦敦硬分叉EIP-1559的升级，和以太坊信标链Altair的升级，也为合并做了准备。

合并的具体时间尚不确定，但大概率在今年内完成。我们很难断定具体以太坊合并的具体时间，这完全取决于合并在Kiln测试网的运行情况。由于运行在ETH上的应用（Dapp）过于复杂和重要，主要开发人员一定会在完整测试完成后进行合并。现有合并进展速度符合社区预期。2022年3月15日，以太坊合并公共测试网 Kiln 上线，代表它已经成功过渡、升级到完整的PoS机制。开发者下一步将合并现有的PoW测试网。截止到2022年3月下旬，过渡到PoS机制的以太坊测试网上有超过 10.6万个验证者，和340万枚测试网ETH。

 “合并”后的下一站是什么？根据以太坊基金会及其核心开发者的披露，我们总结如下：

2023年，The Surge（起飞）

当前以太坊Gas费高企，反映出以太坊每秒能处理的交易笔数（TPS）低、区块处理交易能力供不应求的现状，我们对这一问题的解决方案作如下比较：

实现难度较大

方案一：扩大区块。

方案二：压缩出块时间。最初以太坊设计的出块时间为15秒，当前为13.1秒，合并完成后会达到12秒，但出于对安全性的考虑，很难进一步提高。

有望实现：分片（方案三）

概念：分片是计算机术语，指为了分散负载，水平分割数据库，以太坊分片则指的是通过创建新链/分片，多个分片同时处理数据，从而减少网络堵塞、增加TPS、降低Gas费。

实现阶段：2022年的合并并不会降低以太坊Gas费，但下一阶段——The Surge（起飞）致力于实现分片。根据以太坊基金会的预估，分片链应该会在 2023 年的某个时间上线，具体取决于合并后的工作进度，这些分片将增强以太坊存储和访问数据的能力，但不会用于执行代码。

目标：当前披露的数据为，以太坊合并后可能将切割为64个分片，结合Layer2的卷叠（Rollups）技术，则理论上TPS的上限可能是10万笔/秒（本报告写作时的4月28日以太坊TPS约为13笔/秒），可以缓解当前以太坊拥堵问题。

The Verge（边界）

技术更新，计划从merkle树过渡到verkle树，可以将它们视为以太坊的数据库，这阶段由于区块数据增大，会反过来验证拓展性和分散网络。

ThePurge（清除工作）

清除，意味着并非所有节点都必须永久存储所有历史块。相反，客户端将停止存储超过一年的历史记录。这意味着以太坊对节点的硬件要求会降低，网络的带宽也会降低。

TheSplurge（狂欢）

杂项升级，简化以太坊的使用，使其更容易被普通用户访问。

3.旧赛道的覆灭：与合并进度赛跑

显而易见，以太坊共识机制转换成PoS对以太坊矿机厂商将带来不确定性，对显卡价格的增长也有负面影响。但是，正因为以太坊矿机赛道的变革与以太坊合并进度高度相关，在以太坊合并完成前、在以太坊合并一次次“跳票”的当下，以太坊矿机赛道仍将存在。根据Bitinfocharts数据，4月15日本报告写作时，尽管以太坊单位算力挖矿利润有所下降，以太坊全网算力延续了2021年7月以来的上升态势，为1.039PH/s，仍然是不可忽视的市场。

当前POW矿工何去何从？

从POW挖矿角度看，ETH是BTC之外的第二大币种。ETH PoW显卡矿工手中的通用型显卡残值较高，可以处理给游戏玩家、图像处理公司等买家，专用于挖矿的定制型显卡则只能直接退出市场。除开退出，理论上，显卡还可以直接挖 Grin、BEAM、RVN、XMR、BTG、AION 等其他币种。但这些币种相较于ETC而言，市值与承载空间更小。因此，“采掘”ETC或分叉新链是ETH PoW矿工考虑的主要方向。

转型方向一：ETC挖矿产业链

ETC有意愿，承接ETH PoW算力的想象空间大。由于社区对处理以太坊ETH链上智能合约DAO被盗资金的观点不同，以太坊经典（加密资产为ETC）选择不退还给用户他们被攻击DAO合约的黑客盗取的资金，即不回滚交易，保持原有交易的原样运行，2016年7月与以太坊（加密资产为ETH）“分道扬镳”。尽管以太坊在当时获得了约80%的投票支持（约占总供应量的4.5％），并延续了“以太坊”的命名权，以太坊经典还是获得了部分开发人员、矿工、交易所和其他利益相关方的支持，得以持续运营。4月22日本报告写作时，ETC市值较小，是ETH的1/76（ETH市值为3618亿美元，ETC市值为48亿美元），承载ETH资金量的空间较大。

2018年，在“死硬升级”中，ETC承诺会坚持当前的PoW共识机制，以太经典网站（ethereumclassic.org）称“这将以太坊经典定位为一个能够很好地吸收大多数被剥夺权利的ETH矿工的网络”。

技术并非障碍，现有ETH ASIC矿工需升级矿机固件可开采ETC，显卡无需升级，可直接开采ETC。根据Bitinfocharts数据，4月22日本报告写作时，ETH全网算力为1036TH/s，ETC全网算力为28TH/s，假设两者算法相同，前者为后者的37倍。但两者算法已经并不相同，此处仅为简单比较。根据以太经典网站（ethereumclassic.org）的提示，ETH ASIC矿机可能需要固件更新才能与 ETC挖矿算法ETCHash兼容，ETH PoW矿工应该联系矿机制造商并请求官方固件版本；此外，一些挖矿社区已经开发了自定义固件，可以更新ETH ASIC 设备。

我们认为，当前ETH矿工向ETC矿工转型的主要障碍并非技术，而是ETC的挖矿收益和发展前景。

1.当前，ETC挖矿收益不如ETH，转型需谨慎。4月26日本报告写作时，根据Bitinfocharts的统计，单位算力（MH/s）ETH的单日挖矿利润为0.0401美元，ETC的为0.0262美元，前者是后者的1.53倍，差距较大。拉长时间看，截至2022年4月的这一年，ETH与ETC的单位算力单日挖矿利润的高点均出现在2021年5月，当时，5月12日，ETH的达到0.282美元，ETC的达到0.102美元，前者是后者的2.8倍，此后，2021年6月依赖，ETH的在0.0356~0.112美元之间震荡，ETC的则在0.0209~0.0638区间内震荡。整体来看，ETC挖矿收益不如ETH。

显卡挖矿：根据挖币网，2022年4月26日本报告写作时，对比可比机型，假设电费为0.65元/度，显卡挖矿收益排行中，ETH仍处于前三，位列第三，日净收益高达48元，相比之下，ETC仅为22元，排在第16位。

ASIC挖矿：根据草根调研，ETH与ETC的主流挖矿方式仍为显卡挖矿，而非ASIC矿机挖矿。根据上表，当前，ETC显卡挖矿净收益不如ETH，ASIC挖矿方面，根据以下两图中挖币网的统计，4月26日本报告写作时，对比可比机型，ETC挖矿的回本速度也不及ETH快

发展前景才是关键，ETC早已选择与ETH不同的路，区块奖励与发行上限等关键设定均不一致。2017年3月1日，以太坊经典社区就新的货币政策达成共识：受比特币启发，ETC将有2.107亿的发行上限——每500万个区块减少20%的区块奖励。其中，2022年4月，ETC的区块奖励将由3.2 ETC下降为2.56 ETC。这显然与ETH发行无上限的基本设定不同。

转型方向二：自行分叉新链

根据前述统计，ETC挖矿收益不如ETH。那么留给ETH PoW矿工的其他选项包括从以太坊中硬分叉出一条新的链，即不跟随以太坊社区完成PoS共识机制转换。这其中的主要问题在于：矿工和开发者，谁更能决定一条链的未来？一个业内普遍的共识可能是：决定区块链发展前景的是其上开发者生态的繁荣程度。观察以太坊自身和Solana等公链的崛起，我们认为，Stepn、Axie等“出圈”应用才是引领区块链未来的存在，而它们的出现往往标志着该链上技术而不是矿工资源的深厚积累。

从POW转POS，一方面是技术升级，另一方面更是利益再分配。在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。对于ETH这类总量不限的资产，其没有BTC总量恒定的“故事”，主要依靠某种“供需关系”维系：即新增量与燃烧量之间的动态平衡，而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。离开底层POW支持，以太坊生态还会受到哪些“次生”危机目前仍有待观察。

新赛道的显现：节点与质押服务

合并后，矿工质押收益或翻倍，ETH或将通缩

PoW矿工被迫转型。以太坊从区块0到区块4,369,999的出块奖励为5 ETH，从区块 437 万到区块 728 万的出块奖励为3 ETH（2017年，通过 EIP-649 调整），区块 728 万至今的出块奖励为2 ETH（2018年，通过 EIP-1234 调整）。2021 年，EIP-1559 开始销毁区块内基础费用，不再将其支付给矿工。2022年年底前，以太坊升级为PoS后，以太坊的发行量将进一步减少 90%。市场预计，难度炸弹上线后的3-6个月内，以太坊出块时间会从13.1秒推迟到15秒左右，直至完全无法进行PoS挖矿。我们认为，以太坊现有PoW矿工的选择包括转型开采基于显卡的ETC等PoW币种，也可能会选择质押ETH等方式获取收益。

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