以太坊PoS的过去、现在与未来

作者：陈剑Jason

以太坊PoS模式是指以太坊网络中的共识算法，全称为Proof of Stake（PoS）。与以太坊早期使用的Proof of Work（PoW）模式相比，PoS模式使用令牌持有量而不是算力来确定区块的产生和验证。

在PoS模式下，参与验证区块的节点需要拥有一定数量的以太币。这些节点被称为验证者，他们通过抵押一定数量的以太币作为“股权”来参与验证交易和生成新的区块。每个验证者的产生区块的权益与其拥有的以太币数量成正比。

以太坊为什么要用PoS，以及使用PoS发生了哪些重大变化，未来趋势如何？我们有幸请到著名区块链资深研究员 Jason陈剑来给我们分享以太坊PoS的过去，现在和未来。

以太坊十年间的历次重要升级

区块链没办法像传统互联网开发那样做到热更新，重置代码。对于以太坊来说，升级就是做硬分叉，这样大部分的矿工和客户端就会跟着硬分叉自然更新了。

早在2015年，Vitalik就开始考虑进行PoS，并在博客中描述了三步走战略。

https://blog.ethereum.org/2015/03/03/ethereum-launch-process

2015年7月30日 边境升级

边境升级是以太坊面向开发者发布的第一个准系统级版本，使用代码和命令行操作，没有图形化单软件版本，所以可以将其理解成是beta版以太坊，这也就是称其为边境的原因，此时的以太坊就像是当年美国西部大开发时期，充满巨大的风险与机遇。

在边境版本的解冻升级中以太坊引入“难度炸弹”。难度炸弹的目的是为了提高以太坊挖矿的难度，类似比特币减半。以太坊通过难度炸弹来人为调控挖矿难度，减少PoW矿工的收益，从而倒逼PoW矿工支持PoS，为后续转PoS埋下了伏笔。所以，仅仅在以太坊的初始阶段，Vitalik就已经下定决心要转PoS。

自此，以太坊开始正式进入准可用的POW挖矿时代，此时以太坊价格为每个1.24美元。

2016年3月14日 家园升级

对以太坊进行一些优化。此时以太坊价格为每个12.5美元。

2016年7月20日 The DAO 分叉（以太坊的至暗时刻）

这并不是一个正常的升级，而是以太坊最终迫于无奈在至暗时刻所进行的妥协，自此以太坊分道扬镳形成了ETH与ETC。

The DAO是一个于2016年在以太坊上推出由智能合约控制的投资DAO，并进行ICO募集了价值1.5亿美金的以太币，占当时以太坊流通量的14%，但随后因其合约代码存在漏洞遭到黑客攻击，经过大量的尝试依然无法阻止黑客后，以太坊最终通过硬分叉来恢复被盗资金，但这也极大动摇了一大批遵循Code Is Low抱有去中心化信仰的成员，本来应该废弃的旧链依然被信仰者维护着，该链称为ETC以太坊经典。

此时以太坊价格为每个12.54美元。

2017年19月16日 拜占庭升级

此时以太坊已经经历了边境与家园两个重大里程碑升级，按照计划下一步是大都会升级，顾名思义在边境建设家园后，要将家园打造成一个熙熙攘攘的大都会，但大都会升级内容较多，所以进行了多次升级。

但在进入大都会阶段前，Vitalik认为以太坊必须要转向PoS，要逐渐让矿工在PoW无利可图，从而把他们“赶”到被迫接受PoS，否则到时候POS上线，而大量矿工赖在POW不愿意走，则会直接导致以太坊的分裂，这种分裂的严重程度远超ETC，所以要逐渐减少PoW的收益。本次升级一口气发布了10个EIP，其中EIP649将难度炸弹延迟了一年半，并将出块奖励从5个减少到3个，推迟难度炸弹的原因主要是以太坊并未做好PoS切换的准备。

其次经历了The DAO分叉的至暗时刻，以太坊痛定思痛发布了EIP214限制合约调用期间对状态的任何修改，从而提高安全性。

此时以太坊价格为每个334.32美元。

2019年2月28日 君士坦丁堡（圣彼得堡）升级

在本次升级中，为将矿工赶向PoS又近了一步，EIP1234将区块奖励从3ETH再一次降低为2ETH，同样的依然因没有做好切换POS的准备又将难度炸弹再次延迟12个月。

此时以太坊价格为每个136.29美元。

2020年1月2日 Muir冰川升级

在仅仅完成伊斯坦布尔升级后不到一个月，以太坊又紧急临时进行了一次升级，原因是对难度炸弹“爆炸”时间的预估错误，可能会导致提前爆炸，而PoS切换依然没有准备好。

此时以太坊价格为每个127.18美元。

2020年12月1日 信标链正式发布

从2015年就开始酝酿的POS计划终于迈出了重要一步，PoS信标链在今天正式发布上线，与PoW主链保持并行运行状态，在两年后的巴黎升级中将会进行史诗级的Merge。

此时以太坊价格为每个586.23美元。

2021年8月5日 伦敦升级

本次升级发布了对以太坊影响最大的EIP之一：EIP1559，它直接改变了以太坊的经济模型，之前区块打包是拍卖机制，Gas价高者得且全部给到矿工，EIP1559将Gas费分为两部分，一部分给到矿工，另一部分燃烧，从而将以太坊带入通缩时代（指以太坊开始燃烧一部分，而不是真正的通缩），截止目前已经有价值60亿美金的320万个ETH被燃烧。

此时以太坊价格为每个2621美元。

2022年9月15日 巴黎升级（Merge）

以太坊正式完成Merge这一史诗级的巴黎升级，EIP3675将共识升级为PoS权益证明，陪跑两年的信标链成功上位，筹划7年之久的PoS之路终于走到了尾声。

但依然还有个小问题，就是质押提款问题。在这两年的时间里，信标链并不支持质押提款，导致大量的质押者无法将资金取出，而就在巴黎升级前半年刚经历了一轮4000美金的牛市高点，所以那些早期质押者只能眼睁睁的看着坐过山车却无可奈何，所以必须要解决质押提款问题，否则人们不敢把自己的ETH质押进去作为节点，从而导致PoS链产生中心化风险。

此时以太坊价格为每个1472美元。

2023年4月12日 上海升级

上海升级解决的最大问题就是实现了质押提款，在信标链苦熬两年之久的节点终于可以把钱取出来了，但与之同时更多的人愿意把钱质押进去，目前已经有1900万ETH被质押进去，也拉开了LSDFi的帷幕。LSD：Liquid Staking Derivatives。

此时以太坊价格为每个1917美元。

以太坊POS质押的运作机制

https://ultrasound.money/

这个网站可以显示ETH的发行情况，以及模拟PoW情况下的ETH发行情况。

https://ethereum.org/zh/staking/

这个网站可以查看以太坊质押的年化利率。目前是3.6%。

质押分为四种：

单独质押、质押即服务、联合质押、中心化交易所。

单独质押

要求：32个ETH的本金，以及有一台全年无休的机器可以作为节点。

优点：可以获得100%的收益，不需要给任何LSD交服务费。

缺点：门槛较高。一旦机器停止，32个ETH的押金可能会被罚没。

质押即服务（stSaaS）

stSaaS就是将钱和事给拆开，用户就是有钱想质押，但是又不想搞硬件运行节点等那些麻烦的事，于是用户依然存入32个ETH，但是将节点运营的事交给第三方运营商来做，用户只需要完成初始设置、交钱、生成密钥，然后将密钥发给运营商，每个月给运营商缴纳一定服务费即可。

优点：更加方便快捷。

缺点：运营商不一定靠谱，导致用户被处罚。

联合质押（如Lido）

stSaaS降低成为验证节点的硬件门槛，但是依然存在32个ETH的资金门槛，毕竟这笔钱不是小数目。联合质押则是相当于大家一起拼团凑钱，赚到的利润也一起分的过程，极大的降低了资金准入门槛。联合质押并没有受到以太坊的原生支持，所有的联合质押全部是第三方平台，所以它相当于是扮演了中介的角色。

联合质押的健康度评估指标比stSaaS多一个“是否有流动性token”。之前两种方式质押的ETH目前是无法被提取的，但是联合质押平台大多都会提供平台token（比如stETH）作为质押的ETH和收益的衍生品，且该token本身具备流动性，用户可以拿着token去交易借贷等。这样极大地提高了资金的利用率。

中心化交易所

在交易所内（比如币安）完成质押。它们在模式上与联合质押差不多，区别在于联合质押属于defi领域运行在智能合约并且给予流动性token。

SSV项目介绍

我们可以把LSD赛道分为两部分。第一部分是帮助用户降低质押门槛、提升流动性的项目，比如Lido；第二部分是提升质押的去中心化的项目。

Lido目前最大的问题在于运营商（验证节点）。Lido占了32%以上的质押资金，以及LSD赛道的87%的份额，处于绝对垄断的阶段，但是下游只有指定了20多家运营商，所以比较中心化。不过这也是不得已。因为一旦运营商出现欺诈行为，是用户的钱被罚没，所以Lido只能让合格的、信得过的运营商参与。这就导致了Lido变得中心化。所以，让LSD变得去中心化的关键，是要降低运营商欺诈的可能性。

SSV采用了DTV技术，通过将私钥碎片化，发给不同的运营商，同时参与到一个节点中的运行。假如一个运营商出现了问题，那么其他运营商也可以完成相关的操作。但是直到目前，SSV还没有在主网上线。所以，这个技术是否可行，还是未知的。

Puffer项目介绍

以太坊POS走着“先发展再治理”的道路，完成提高质押率的第一阶段，接下来的目标就是更低的门槛、更高的收益和更去中心化。

Puffer（尚未上主网）是同时兼具低门槛、高收益和去中心化三个特点的技术驱动新秀，将质押门槛减少到2个ETH保证金，并通过和Eigenlayer深度集成的再质押（除了质押ETH之外，还会做一些其他的质押服务）和MEV-Smoothing（用权重分配给不同节点收益，类似二次分配）提高收益率，以及最重要的通过以太坊基金会资助的安全签名，提高节点运营商的安全性，从而降低运营商的准入门槛，最后增加运营商的数量，从而实现去中心化。

https://ethstaker.gitbook.io/ethstaker-knowledge-base/

以太坊质押的百科全书。

https://ethsunshine.com/

以太坊网络的去中心化评分。

https://www.validatorqueue.com/

质押节点排队情况。

以太坊POS当前面临的问题与解决方案

质押节点过多

以太坊目前有太多质押节点，验证者数量太多，如果验证者数量突破百万，后续升级会存在一定困难。所以以太坊决定先把节点的数量限制住，从而流出一定的缓冲思考时间。

联合质押导致的中心化

Vitalik提出的解决方案：

1.为单独质押的节点提供机会，降低质押的门槛。

2.降低签名数量。

以太坊的PoS其实也存在争议。在有的人看来，PoW是最去中心化的方式，所有节点的参与门槛都很低。并且PoW需要真正付出，比如能源；而PoS则是会带来较为明显的头部效应。