ETH2.0:ETH 2.0 經濟考察：對以太坊 PoS 激勵模型的分析_rETH2

2020年3月，我們從MolochDAO那里獲得了一筆資金，用于研究ETH2.0的經濟模型。這次考察最初是為了響應征求意見書的號召：

此后，我們一直在努力分析ETH2.0網絡及其基于PoS的經濟激勵機制。我們的結論是在我們自己的研究基礎上得出的。我們構建了一個經濟模型來反映ETH2.0網絡的輸入和輸出，并采訪了很多代表以太坊生態主要參與者的利益相關者。

我們將所有研究成果都匯總到了下方報告中：

ETH2.0經濟考察：對以太坊PoS激勵模型的分析

我們想要感謝MolochDAO、與我們對話過的朋友以及以太坊基金會對我們這個項目的支持。特別感謝DannyRyan、BarnabeMonnot、TrentVanEpps和VitalikButerin對初稿的評論和建議。

ETH突破890美元關口 日內漲幅為15.82%:火幣全球站數據顯示，ETH短線上漲，突破890美元關口，現報890.07美元，日內漲幅達到15.82%，行情波動較大，請做好風險控制。[2021/1/3 16:20:36]

雖然我們非常建議大家閱讀報告全文，但我們還是在下方列出了概要。

ETH2.0網絡升級就是循序漸進地朝著PoS共識算法和激勵機制這一宏偉目標前進，反過來，PoS的激勵機制也對以太坊網絡的經濟屬性具有深遠影響。PoS激勵機制的設計非常復雜——一方面要獎勵那些驗證交易并終局化網絡歷史狀態的誠實參與者，另一方面懲罰那些離線或惡意的驗證者。在本文中，我們使用精細的經濟模型和新的經濟評估工具來定義、衡量并分析ETH2.0的密碼經濟學安全性。

首先，為便于研究Eth2.0的經濟模型，我們利用Excel構建了一個經濟模型，來解釋ETH2.0系統在現行規范以及特定場景下的輸出情況。在項目的整個過程中，我們逐步開發并利用這一模型來計算期望，并基于數據得出關于驗證者收入、成本、收益和貨幣發行量的結論。在ETH2.0系統中，有將近100個變量對輸出值有重大影響。通過這個模型，我們動態展示了ETH價格變化以及ETH質押總量對驗證者收益的影響，突出了變量對網絡安全性的影響。

行情 | ETH 出現劇烈波動:據Binance數據顯示，下跌: ETH 現報價130.64美元，5分鐘變化超過$2.15，波動較大，請做好風險控制[2018/12/25]

我們利用一系列圍繞網絡攻擊成本的假設，定義了ETH2.0Phase0必須達到的經濟安全性級別。此安全性級別的含義在于，讓攻擊成本高于攻擊所能獲得的潛在利益，并讓ETH2.0Phase0達到與ETH1.0同等級別的安全性。我們確定了兩類主要的經濟攻擊向量。每類攻擊向量都有不同的變體以及不同程度的風險：絕對多數攻擊和終局性攻擊。在Phase0階段，我們主要關注那些旨在破壞網絡的攻擊。我們發現網絡在Phase0階段有遭受這類攻擊的風險，但是我們更擔心后續階段。根據ETH的歷史價格和算力情況，我們估計質押率達到13.8%就能提供充分的安全性。

ETH2.0的安全性與ETH質押量息息相關，質押量本身就與收益存在函數關系。我們構建了一個模型來理解致力于高資本利用率的投資者的動機。我們稱之為RSAVY模型，用于確定質押的風險和成本問題，以及對應的必要收益率。基于我們的研究結果，我們預計在一個優化過的網絡中，必要收益率不低于3.3%的情況下，驗證者才會考慮加入該網絡。在一個看跌但是穩定的市場環境下，必要收益率就會增至11.6%。

動態 | Tether Treasury錢包持有近30%USDT:據bitcoin.com報道，Tether Treasury錢包中USDT持有量迅速上升，成為USDT的最大持有者，這表明一些市場參與者可能成功地將其持有的USDT從流通中撤出。在幣安和火幣分別擁有的兩個錢包中，持有的USDT數量大幅減少。目前Tether Treasury錢包中持有的USDT大約占流通中USDT總數的28.5％。[2018/10/26]

除了計算必要收益率之外，RSAVY模型還可以用來勾畫出網絡在特定場景下的全景。在這些場景中，我們使用不同的參數，得出了一些結論和建議，詳見下文。

結論

ETH2.0的PoS機制相比PoW機制復雜得多。ETH2.0是一個高度復雜且周密的系統。這個系統經過精心設計和構建，但是從驗證者的角度來說很難理解，從而導致不確定性和不可預測性，加大了潛在的、追求資本效率的驗證者的理解難度。

行情 | ETH 出現劇烈波動 請密切關注行情:Bitfinex數據顯示，當前 ETH 價格2010.51元，15分鐘下跌超過24.17元，波動較大，請密切關注行情走勢，做好風險控制。[2018/8/20]

ETH2.0網絡的安全性取決于三個關鍵變量：ETH質押量、ETH價格和波動性。每個變量都會對攻擊網絡的成本產生直接或間接的影響。ETH總質押量是可控性最大的變量，而ETH價格對網絡安全性有很大的直接影響，但是不受系統的控制。波動性可能會由不同的因素造成，會間接影響ETH質押量和ETH價格。

對ETH2.0的攻擊比對ETH1.0的攻擊更容易擴展。在ETH2.0中，參與網絡所需的硬件成本降低，因此硬件和電力消耗也將降至最低。此外，DeFi的蓬勃發展以及ETH2.0的連通性將大幅加快這一趨勢。

追求資本效率的驗證者行為變得更加可預測。雖然以太坊擁躉們的參與對信標鏈的成功上線至關重要，但是還不足以讓網絡達到足夠高的安全級別。吸引追求資本效率的驗證者有助于實現ETH質押量目標。

Tether官方稱導致3100萬美元被盜的漏洞已找出:據了解，Tether官方發表聲明稱：11月19日，星期天，Tether錢包受到不法分子惡意攻擊，造成30,950,010美元的損失。目前官方仍在與執法部門合作爭取早日破案，不過在這之前，我們已經找到了破壞Tether系統的原因。正在采取措施恢復Tethers，同時還將平臺遷移到新的基礎設施。[2017/11/24]

根據ETH的歷史價格，ETH質押率達到13.8%時，ETH2.0的安全性即可媲美ETH1.0。根據ETH歷史價格的波動情況，我們計算得出，只有當ETH質押率不低于13.8%時，ETH2.0才能獲得足夠高的安全性。

驗證活動存在規模經濟效應，但隨著ETH價值升高，規模效應會減弱。在PoW機制下，要想提高收益，只能擴大運營規模；在ETH2.0的PoS機制下，驗證活動的成本會隨著ETH價格的升高而逐漸降低。我們發現，一般而言，網絡經濟效應非常適合于提高網絡的去中心化程度、實現Eth2的設計目標。

當前ETH供應量的77.7%都集中在合格的驗證者錢包中。有大約8660萬ETH由非交易錢包持有。另外1870萬ETH由交易所管理。這是一個具有強大吸引力的可服務目標市場。為實現網絡參與最大化，激勵機制的主要目標應當是，將這些錢包轉化為活躍的驗證者。

相比ETH1.0，ETH2.0為實現安全性所支付的成本要低得多。假設在當前信標鏈規范下，ETH質押量為1550萬，我們估計每年的通脹率為0.55%，遠低于PoW網絡當前4-4.5%的通脹率。

網絡安全性很大程度上依賴于ETH的價格穩定性。就ETH2.0的經濟穩定性和安全性而言，我們最主要的擔憂是，當ETH價格較低時，整個網絡是否具有足夠的抗攻擊性。考慮到攻擊者快速擴大攻擊規模的能力，我們認為確實要關注價格穩定性。

在Phase0和1階段缺乏流動性可能會導致不可預測性和中心化。鑒于ETH1.0和ETH2.0之間缺乏互通性，以及ETH2.0網絡在Phase0和1階段無法進行交易，我們預計中心化交易所中會出現圍繞衍生品的二級市場。利用這些平臺的驗證者會高度集中，進而產生中心化風險和不可預測性。

小心衍生品攻擊。隨著以太坊生態飛速發展，ETH作為一種資產類別也在飛速發展。期權產品的數量不斷增加，“閃電貸”等特殊金融工具也被用來作惡。在這個勢頭下，衍生品可能會成為攻擊者的首選途徑。

建議

將基礎獎勵因子提高到128及以上：我們承認增加網絡成本有助于提高網絡安全性，但是在基礎獎勵因子只有64的情況下，我們相信網絡為安全性所支付的成本是不夠的——在以太坊網絡向PoS機制過渡期間，小心謹慎是明智的做法。

找到一種更動態的方法在發生緊急情況時改變獎勵，即，探索實現一層安全網。我們建議探索一種更加動態的方法，以便在發生緊急情況時增加獎勵或更改基礎獎勵因子，例如，引入閾值觸發機制、階梯函數，或直接與ETH價格相關的函數。

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