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從礦工到質(zhì)押者：質(zhì)押如何保障以太坊區(qū)塊鏈安全

  • 2024年7月31日 21:24

來源：Grayscale；編譯：陶朱，金色財(cái)經(jīng)

公共Blockchain的一大特征是它們能夠在沒有任何中央權(quán)威的情況下運(yùn)行。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)——同時(shí)也管理其網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作方式——它們采用了一套算法和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施，統(tǒng)稱為共識機(jī)制。

Bitcoin網(wǎng)絡(luò)由礦工通過工作量證明 (PoW) 共識機(jī)制保護(hù)，而Ethereum則由質(zhì)押者通過權(quán)益證明 (PoS) 共識機(jī)制保護(hù)。與礦工通過計(jì)算能力保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的 PoW 不同，PoS 要求質(zhì)押者通過將其Tokens資本置于風(fēng)險(xiǎn)之中來展示“參與其中”的決心。

質(zhì)押者通過維護(hù)Blockchain所提供的服務(wù)獲得獎(jiǎng)勵(lì)。因此，質(zhì)押資產(chǎn)并驗(yàn)證交易的Tokens持有者可以產(chǎn)生收入。然而，相對于Tokens價(jià)格波動，質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)通常較小，價(jià)格波動應(yīng)被視為大多數(shù)加密資產(chǎn)投資的主要風(fēng)險(xiǎn)和潛在回報(bào)來源。

公共Blockchain提供了一種組織數(shù)字商務(wù)的新方式，它基于沒有任何中央機(jī)構(gòu)的開放式架構(gòu)平臺。與由董事會監(jiān)督并受其所在國家法律管轄的公司不同，公共Blockchain是全球分散的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通過加密和經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施進(jìn)行保護(hù)。用于協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施和保持網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)制可以說是這項(xiàng)新技術(shù)的核心創(chuàng)新。權(quán)益證明與工作量證明

Blockchain在其網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)Node上存儲相同的信息。[1] 為了就網(wǎng)絡(luò)上存儲的正確信息達(dá)成一致，Node必須在沒有中央權(quán)威機(jī)構(gòu)幫助的情況下達(dá)成共識。 為了管理這一過程，每個(gè)公共Blockchain都包含一個(gè)“共識機(jī)制”：一種基于經(jīng)濟(jì)激勵(lì)的規(guī)范決策算法，使Node達(dá)成一致。[2]

Bitcoin的共識機(jī)制稱為工作量證明 (PoW)。 在 PoW 下，被稱為礦工的專業(yè)服務(wù)提供商競爭解決計(jì)算問題，獲勝的礦工獲得更新Blockchain并獲得Tokens獎(jiǎng)勵(lì)的權(quán)利。[3] 這些難題是通過蠻力（即通過反復(fù)猜測）解決的，因此需要大量資源，包括前期資本支出和持續(xù)的電力成本。 因此，解決難題可以向其他網(wǎng)絡(luò)參與者證明獲勝的礦工具有既得經(jīng)濟(jì)利益并且可以信任更新鏈條。 礦工通過他們的服務(wù)獲得Tokens獎(jiǎng)勵(lì)。

Ethereum最初使用相同的 PoW 算法，但在 2022 年過渡到新的共識機(jī)制，即權(quán)益證明 (PoS)。這種方法也依賴于經(jīng)濟(jì)激勵(lì)；然而，網(wǎng)絡(luò)參與者不是解決能源密集型的計(jì)算問題，而是通過“質(zhì)押”EthereumBlockchain上的原生Tokens Ether 來展示他們的既得經(jīng)濟(jì)利益。質(zhì)押者負(fù)責(zé)驗(yàn)證交易和更新Blockchain。那些正確履行這些職責(zé)的人會得到額外的Tokens獎(jiǎng)勵(lì)，而那些違背鏈利益的人會看到他們的獎(jiǎng)勵(lì)被“削減”（即受到懲罰和減少）。因?yàn)橘|(zhì)押者的經(jīng)濟(jì)利益與鏈的健康運(yùn)作一致——他們有“參與其中”的利益——所以可以信任他們來驗(yàn)證交易和更新網(wǎng)絡(luò)。與Mining不同，質(zhì)押消耗少量電力[4]，一些人認(rèn)為這是一種更環(huán)保的Blockchain共識方法。

盡管Bitcoin仍然是按市值計(jì)算最大的公共Blockchain，但 PoS 網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)越來越受歡迎。例如，我們的貨幣加密板塊和智能合約平臺加密板塊中超過一半的協(xié)議都使用了 PoS 共識機(jī)制。按市值計(jì)算，基于 PoS 的Blockchain約占這些加密板塊總市值的 30%，占除Bitcoin以外的市值的 90%（圖表 1）。

圖 1：除Bitcoin外，PoS 現(xiàn)在是主流共識機(jī)制

Ethereum交易和權(quán)益持有者的角色

在Ethereum這樣的 PoS Blockchain上，質(zhì)押者負(fù)責(zé)驗(yàn)證所有交易是否符合網(wǎng)絡(luò)規(guī)則。沒有這項(xiàng)服務(wù)，Blockchain就無法運(yùn)行。

為了更好地理解質(zhì)押者的角色，考慮Ethereum交易的機(jī)制會有所幫助。如圖 2 中的程式化描述所示，Ethereum交易大約涉及八個(gè)步驟（圖 2）。雖然用戶啟動該過程，并且某些步驟可能涉及其他專門服務(wù)提供商[5]，但大多數(shù)步驟都需要驗(yàn)證器Node的積極參與。由于所有Ethereum交易（或其他狀態(tài)變化）都是通過驗(yàn)證器Node的協(xié)調(diào)操作進(jìn)行的，因此實(shí)際上，質(zhì)押者負(fù)責(zé)運(yùn)行Blockchain。

圖表 2：驗(yàn)證者Node負(fù)責(zé)處理交易

通過提供這些服務(wù)，質(zhì)押者以額外Tokens的形式獲得獎(jiǎng)勵(lì)，這些獎(jiǎng)勵(lì)來自用戶支付的費(fèi)用和新發(fā)行的Tokens。在Ethereum上，費(fèi)用分為基本費(fèi)用和優(yōu)先費(fèi)用（“小費(fèi)”）。網(wǎng)絡(luò)會自動銷毀作為基本費(fèi)用支付的Ethereum，旨在通過減少Tokens供應(yīng)量使所有用戶受益。質(zhì)押者除了新發(fā)行的Ethereum外，還能獲得優(yōu)先費(fèi)用[6]（圖 3）。Ethereum質(zhì)押涉及各種其他復(fù)雜性，本文未作討論；有關(guān)更多詳細(xì)信息，請參閱技術(shù)附錄。

圖 3：Ethereum質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)來自優(yōu)先費(fèi)和新發(fā)行

質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)和收入

由于Tokens獎(jiǎng)勵(lì)，質(zhì)押者可以從其資產(chǎn)中獲得潛在收入。在傳統(tǒng)市場中，最好的類比可能是農(nóng)業(yè)用地。土地本身具有市場價(jià)值，其價(jià)格可能會隨著時(shí)間的推移而上漲或下跌，但也可以通過種植農(nóng)作物來提高生產(chǎn)效率。就像質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)是驗(yàn)證Blockchain服務(wù)的報(bào)酬一樣，農(nóng)作物可以被視為耕種農(nóng)業(yè)用地服務(wù)的報(bào)酬。在這兩種情況下，資產(chǎn)所有者都在提供有用的服務(wù)并產(chǎn)生服務(wù)收入。

Ethereum質(zhì)押者目前的平均獎(jiǎng)勵(lì)率為 3.1%（圖 4）。[7] 根據(jù)數(shù)據(jù)提供商 Allium 的計(jì)算，隨著Ethereum供應(yīng)份額的增加（當(dāng)質(zhì)押供應(yīng)下降時(shí)，協(xié)議會提供更高的獎(jiǎng)勵(lì)率來激勵(lì)質(zhì)押活動），Ethereum的質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)率隨著時(shí)間的推移呈下降趨勢。質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)的日常變化也反映了網(wǎng)絡(luò)擁塞和優(yōu)先級費(fèi)用的變化：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量增加時(shí)，用戶通常會支付更高的費(fèi)用來確認(rèn)他們的交易。

圖 4：Ethereum質(zhì)押者目前的年化回報(bào)率約為 3%

對于質(zhì)押Tokens并提供驗(yàn)證服務(wù)的Ethereum持有者來說，質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)可以被視為一種收入來源。例如，自 2023 年初以來，Ethereum現(xiàn)貨價(jià)格上漲了 173%。[8] 在此期間，我們估計(jì)質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)年化平均約為 4.5%。[9] 因此，Ethereum質(zhì)押者的假設(shè)回報(bào)率（包括價(jià)格回報(bào)和質(zhì)押收入）將為 192%（圖表 5）[10]。計(jì)算假設(shè)質(zhì)押者正確履行了其職責(zé)（即獲得所有獎(jiǎng)勵(lì)且沒有遭遇削減）并且沒有支付任何第三方費(fèi)用。[11] 在實(shí)踐中，Ethereum質(zhì)押者獲得的收入將取決于這些假設(shè)。

圖 5：質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)可視為資產(chǎn)收入

盡管與其他資產(chǎn)相比，質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)可以逐步增加Tokens持有者的回報(bào)，但Ethereum的質(zhì)押回報(bào)率在其波動性背景下相對較低。換句話說，投資者應(yīng)該將Tokens價(jià)格本身，而不是質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)，視為風(fēng)險(xiǎn)和潛在回報(bào)的主要來源。例如，圖表 6 顯示了Ethereum相對于其波動性的質(zhì)押回報(bào)率，與各種貨幣市場的“套利交易”和某些股票指數(shù)的股息收益率相比。主要為收入而持有的投資通常相對于其價(jià)格波動具有較高的收益率（否則價(jià)格變動帶來的收益/損失將壓倒收入回報(bào)）。Ethereum相對于其價(jià)格波動的質(zhì)押回報(bào)率相對較低——與美國股票指數(shù)的股息收益率相當(dāng)。這些類型的投資通常主要是為了從價(jià)格升值中獲得潛在的資本收益，而不是收入回報(bào)。

圖 6：與資產(chǎn)的波動性相比，Ethereum的質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)適中

不同 PoS Blockchain的質(zhì)押回報(bào)率差異很大。例如，幾個(gè)較小的網(wǎng)絡(luò)（按市值計(jì)算）提供 10%-20% 的名義質(zhì)押回報(bào)率（圖 7）。但是，請記住，質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)通常通過交易費(fèi)和新發(fā)行的Tokens的組合來提供資金。在許多情況下，高質(zhì)押回報(bào)率只有在Tokens供應(yīng)通脹率高的情況下才有可能，這可能會對價(jià)格回報(bào)產(chǎn)生影響。因此，投資者還應(yīng)該考慮實(shí)際（經(jīng)通脹調(diào)整后的）質(zhì)押回報(bào)率（就像分析師通常在債券市場或貨幣市場的背景下考慮實(shí)際利率一樣）。Ethereum的供應(yīng)增長接近于零，因此其名義和實(shí)際質(zhì)押回報(bào)率大致相同——約為 3%。相比之下，雖然 Filecoin (FIL) 提供 23% 的名義質(zhì)押回報(bào)率，但預(yù)計(jì)流通供應(yīng)量將在未來一年內(nèi)增加 20%[12]，這意味著實(shí)際質(zhì)押回報(bào)率僅為 3%（圖 7）。

圖 7：高名義回報(bào)率通常與高通脹相伴

利害關(guān)系

共識機(jī)制之于Blockchain，就如同法律和產(chǎn)權(quán)之于傳統(tǒng)商業(yè)企業(yè)：兩者缺一不可。隨著加密行業(yè)的發(fā)展，Grayscale Research 預(yù)計(jì) PoS 共識和質(zhì)押將成為生態(tài)系統(tǒng)中越來越重要的一部分。盡管與加密資產(chǎn)價(jià)格波動相比，質(zhì)押回報(bào)率通常較低，但隨著時(shí)間的推移，它們可以成為額外收入的來源，因此許多Tokens持有者愿意充當(dāng)驗(yàn)證者來獲得這些獎(jiǎng)勵(lì)。

技術(shù)附錄

雖然概念上很簡單，但在實(shí)踐中，質(zhì)押涉及額外的復(fù)雜性，其中幾個(gè)將在下文討論。

四種質(zhì)押方式

有四種質(zhì)押Ethereum的方式：Solo Home Staking、Staking as a Service、Pooled Staking 和 Centralized Exchanges。Solo Home Staking 是最有影響力和最無需信任的方法，提供完全控制和獎(jiǎng)勵(lì)，但需要至少 32 個(gè) Ether、一臺專用計(jì)算機(jī)和一些技術(shù)知識，以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)Decentralization。以上討論從 Solo Staking 的角度進(jìn)行。質(zhì)押即服務(wù)允許用戶委托硬件管理，同時(shí)獲得原生區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，需要 32 個(gè)Ethereum，提現(xiàn)密鑰通常由用戶保留。池化質(zhì)押允許用戶質(zhì)押任意數(shù)量的Ethereum，通過涉及第三方解決方案和流動性Tokens的簡化流程獲得獎(jiǎng)勵(lì)，允許輕松退出，但承擔(dān)第三方風(fēng)險(xiǎn)。CEX提供最少的監(jiān)督和努力，適合那些不愿意自我托管的人，但涉及更高的信任假設(shè)和中心化風(fēng)險(xiǎn)，整合大量Ethereum池并提供賺取收益的后備選項(xiàng)。

綁定/解除綁定隊(duì)列

Ethereum中的綁定/解除綁定隊(duì)列涉及驗(yàn)證者等待開始質(zhì)押或解除質(zhì)押，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)每個(gè)時(shí)期的處理速率限制稱為流失（圖表 8）。這些隊(duì)列保護(hù)Ethereum PoS 共識的穩(wěn)定性。如果驗(yàn)證者加入的速度快于處理速度，隊(duì)列持續(xù)時(shí)間會增加，如果驗(yàn)證者加入的速度減少，隊(duì)列持續(xù)時(shí)間會減少。 Churn 是每個(gè) epoch 中驗(yàn)證者進(jìn)入或退出的速率限制，根據(jù)活躍驗(yàn)證者的數(shù)量進(jìn)行調(diào)整，以保持共識穩(wěn)定性。一個(gè) epoch 是 32 個(gè) slot 的時(shí)間段，每個(gè) slot 長 12 秒，總計(jì) 6.4 分鐘，在此期間驗(yàn)證者提出并證明區(qū)塊。Sweep 是指資金退出驗(yàn)證者隊(duì)列并可提取后提取到指定地址所需的時(shí)間；驗(yàn)證者越多，Sweep 延遲越長。

圖 8：驗(yàn)證者通常必須等待進(jìn)入和退出

流動性質(zhì)押衍生品

流動性質(zhì)押衍生品 (LSD) 的創(chuàng)建是為了解決質(zhì)押 Ether 的鎖定性質(zhì)，為原本無法獲得的質(zhì)押資產(chǎn)提供流動性。當(dāng)用戶向流動性質(zhì)押提供商質(zhì)押 Ether 時(shí)，他們會收到一個(gè)代表質(zhì)押 Ether 的 LSD Tokens。此Tokens可互換、可轉(zhuǎn)讓，可用于各種Decentralization金融 (DeFi) 活動。LSD 解鎖了質(zhì)押 Ether 的流動性，使用戶能夠通過 DeFi 活動（例如借貸、提供流動性和將其用作抵押品）獲得額外收益，同時(shí)仍可獲得質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)。

再質(zhì)押

再質(zhì)押涉及使用已質(zhì)押的 Ether 同時(shí)保護(hù)Ethereum網(wǎng)絡(luò)和其他Decentralization協(xié)議，從而獲得額外獎(jiǎng)勵(lì)。再質(zhì)押的目的是幫助欠發(fā)達(dá)協(xié)議利用Ethereum強(qiáng)大的驗(yàn)證者社區(qū)，而無需承擔(dān)高昂的成本和資源。再質(zhì)押是由第三方協(xié)議 EigenLayer 引入的，而不是通過Ethereum改進(jìn)提案 (EIP) 或Ethereum路線圖引入的。

注釋

[1] 輕Node僅存儲Blockchain信息的子集。

[2] 分叉選擇規(guī)則和社會協(xié)調(diào)也可以被視為共識機(jī)制的一部分。

[3] 可以有多個(gè)獲勝的礦工，從而導(dǎo)致出現(xiàn)孤塊。

[4] 來源：Ethereum.org。

[5] 在初始階段，搜索者、構(gòu)建者和中繼者可能參與準(zhǔn)備交易。

[6] 優(yōu)先費(fèi)由區(qū)塊提議者獲得。

[7] 相比之下，美國農(nóng)業(yè)部門在截至 2022 年的五年內(nèi)獲得了約 3.5% 的收益率，定義為凈農(nóng)場收入占農(nóng)場資產(chǎn)的百分比。來源：美國農(nóng)業(yè)部，Grayscale Investments。數(shù)據(jù)截至美國農(nóng)業(yè)部最新報(bào)告，2024 年 2 月。

[8] 來源：Artemis。數(shù)據(jù)截至 2024 年 7 月 28 日。

[9] 來源：Allium，Grayscale Investments。截至 2024 年 7 月 28 日的數(shù)據(jù)。自 2023 年 1 月 1 日以來的年化質(zhì)押回報(bào)率的簡單平均值。

[10] 為了得出Ethereum質(zhì)押者的假設(shè)回報(bào)，我們計(jì)算了 ETH 的價(jià)格變化和該時(shí)間段內(nèi)所有驗(yàn)證者的質(zhì)押獎(jiǎng)勵(lì)，并添加了回報(bào)。此回報(bào)是假設(shè)的，并不反映任何投資者的實(shí)際回報(bào)。實(shí)際回報(bào)可能會更高或更低。此假設(shè)回報(bào)不包括費(fèi)用，費(fèi)用的納入會影響回報(bào)。

[11] 總回報(bào)包括最大可提取價(jià)值 (MEV) 的收益，這是基于交易順序的區(qū)塊生產(chǎn)者潛在收益的額外部分。

[12] 來源：Token Unlocks，Grayscale Investments。截至 2024 年 7 月 29 日的數(shù)據(jù)。

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