以太坊合并升级的全面介绍

摘要

以太坊主网即将通过称为“合并”的升级，从工作量证明转向权益证明共识机制。合并(Merge)是以太坊生态系统一系列主要升级的一部分，此外还有Surge、Verge、Purge以及Splurge。多次升级的目的是为了提高以太坊的可扩展性和能效。合并是将以太坊主网与权益证明信标链相结合，预计将于2022年9月进行。 

导语

自2015年问世以来，以太坊作为热门的去中心化计算平台，已在区块链行业占据一席之地，有数千个项目创建在其区块链中。虽然以太坊仍是占据主导地位的区块链之一，但当前的基础架构无法扩展运行，难以满足全球日益增长的需求。为解决可扩展性缺乏的问题，以太坊团队提出一系列升级，将促进以太坊区块链的发展。升级分为信标链、合并、Surge、Verge、Purge以及Splurge。

以太坊为何要升级？

区块链通常秉持去中心化的核心原则进行设计，而非依赖于机构。去中心化区块链的优势在于无需许可、去信任化，并能有效抵御单点故障，安全性更高。 

随着区块链日渐普及，各大平台须确保能满足全球对交易处理速度的需求，即可扩展性需求。如果无法满足，区块链容量将被大量待处理交易覆盖，从而造成网络拥塞。一般情况下，这将导致交易费用上涨。 

但是，如果区块链希望保持去中心化特性，则难以实现安全性和可扩展性。这个问题可用Vitalik Buterin提出的可扩展性三元悖论概念进行解释。区块链三元悖论是指难以平衡可扩展性、安全性和去中心化这三大重要属性。

Vitalik Buterin认为，以太坊网络采用工作量证明共识机制，因此在合并前无法满足可扩展性标准。出于种种原因，工作量证明区块链往往更难扩展。首先，单个区块可验证的交易数量有限。其次，区块须匀速挖出。 

例如，根据由协议自动调节的难度，比特币经设计为平均每10分钟出块一次。虽然比特币的设计高度安全，但随着需求增加，出块时间因素加之每个区块的交易限制，仍将导致网络拥塞。这通常会造成交易费用与确认时间大幅增加。

为克服工作量证明的局限性，以太坊团队提出名为“以太坊2.0”(ETH 2.0)的一系列升级。

以太坊升级：着眼全局

以太坊2.0升级包括已有的信标链（已经实施）、合并（即将实施）、Surge、Verge、Purge以及Splurge等。所有升级部署之后，全新的以太坊区块链有望在保持去中心化的同时，实现可扩展性、安全性和可持续性的提升。

信标链

信标链此前称为“阶段0”，标志着以太坊主要升级中的首次升级。该链于2020年12月1日上线，将权益证明引入以太坊生态系统。用户可以通过两种方式与信标链交互：质押ETH或运行共识客户端，以保障网络安全。信标链目前与以太坊主网并行运行。

合并

合并是以太坊解决可扩展性问题的下一个重要步骤。简言之，合并将集成以太坊生态系统中两个现有的链：执行层与共识层（信标链）。 

以太坊主网将于2022年9月合并至由信标链协调的权益证明系统中。合并后，生态系统的网络安全将全靠权益证明机制保障。

共识机制

合并完成后，以太坊的工作量证明将由权益证明共识机制取而代之。区块将由称为“验证者”的节点铸造（锻造）。网络将定期随机指定单一节点来验证候选区块。完成任务的验证者将获得交易费用小费和质押奖励。节点无需相互竞争添加新区块，因此，权益证明占用的资源远远少于工作量证明，从而更具可持续性。

主网交易

目前，信标链仅处理一部分网络交易。合并后，共识将主要在信标链完成。

代币

以太坊的交易历史将并入信标链，以太币(ETH)则维持原样。合并后的ETH资金仍可继续使用，ETH代币用户无需采取任何操作来应对升级

当前模式下的代币发行系统每天大致发放1.3万枚ETH，用于和质押奖励。合并实施后，奖励不再提供，每日质押奖励的新ETH发放将降至约1,600枚。 

合并后还有哪些后续？

官方尚未发布关于以太坊其他升级的公告，但Surge、Verge、Purge和Splurge将紧随其后。合并之后，分片势在必行，计划于2023年启动，具体时间待定。

分片

以太坊将借助分片加大吞吐量，从而提升可扩展性，还有希望降低交易成本和时间。分片引入了类似于常规区块链的分片链，但每个分片链只包含一部分区块链数据。得益于分片链提供的特定数据子集，节点能更高效地验证交易。

分片扩展解决方案需要耗费大量时间和精力才能实施。但是，如果开展顺利，可谓是区块链可扩展性方面的一大里程碑式突破，让以太坊的数据存储与访问得以增强。 

分片流程分为多个阶段，分片链版本1向网络提供更多数据，版本2则存储和执行代码。两个版本之间将开启交叉通信。 

为何扩展解决方案选择众多？

以太坊正为立足未来做好万全准备，为随之而来的大规模应用普及承担繁重的交易负载。解决方案选择越多，整个网络的拥塞情况越有可能得以缓解。此外，如果单一扩展解决方案存在不足，多个选择还能预防单点故障。配备多个扩展解决方案不仅能为提高交易速度和吞吐量打好基础，还能帮助用户避免高额交易费用。

合并对ETH的影响

作为最负盛名的第二代区块链项目之一，以太坊问世时的初始供应量为7,200万枚以太币(ETH)。在最初的工作量证明模式下，很大一部分代币供应用于激励矿工，保障网络安全。

转向权益证明之后，奖励将不再发放。因此，每年发行的ETH净减少90%左右。只要供求规律发挥作用，供应量降低将导致ETH价格上涨。但是，金融市场风云变幻，波动无常，并且还将受到其他众多因素影响。

合并对BETH的影响

BETH是质押在币安中以太坊(ETH)的代币化版本。合并实施后，矿工将无法再赚取工作量证明奖励，而验证者将获得质押奖励，以及合并前本应提供给矿工的交易费用。此外，验证者将在合并后获得一部分最大可提取价值(MEV)奖励。BETH采用此概念之后，年利率应该会有所增长。因此，年利率(APR)有望大幅上涨。 

合并对币安用户及产品的影响

对于ETH代币持有者和币安用户而言，绝大多数的币安产品不受影响。只是ETH将从币安服务下架，ETH借款、充值和提现服务暂停。