链乔教育在线｜以太坊2.0时代2021年最新进展及展望

链乔教育在线 11-03 84

前言：

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以太坊2.0的验证结点质押也在如火如荼的进行,相较于其他基于PoS共识的公链,以太坊2.0的活跃质押者数已经遥遥领先。

ETH2.0的重点是从工作量证明（POW）转向权益证明（POS），实现ETH2.0以后不仅网络性能得到大幅提升，投资者也可以减少重资产的投入(+slf0037)。共识协议Casper及分片技术落地，对网络的底层协议作出巨大的改变，还进一步推动了区块链扩容技术向前发展，不断达到商用的标准。截至2021年1月7日16时已经有超过230万个ETH被锁定在该网络中，占以太坊总供应量的2%。然而，这仍然只是更新的第一阶段。

何为以太坊2.0？

以太坊2.0也叫ETH 2或「宁静」，是以太坊区块链的下一次重大升级。自以太坊诞生的那刻起，开发团队就已为它制定了四个发展阶段，分别是前沿（Frontier）、家园（Homestead）、大都会（Metropolis）、宁静（Serenity）。

以太坊2.0有何不同之处？

相比ETH1.0，ETH2.0阶段主要引入两个改进：PoS（权益证明）和分片链（Shard Chains）。对于矿工来说，以太坊2.0与以太坊1.0最大的不同在于，它将采用“权益证明（PoS）”机制替换当前采用的“工作量证明（PoW）。

想象一下，以太坊1.0是一条繁忙的道路，每个方向都只有一条车道，这意味着在拥堵的时候，所有的车辆都要以缓慢的速度爬行通过。

以太坊2.0将引入分片，其效果是将区块链变成一条有几十条车道的高速公路，所有这些都将提升可以并发处理的交易数量。

可执行信标链

取消了eth1区块的概念。eth1引擎有两种可能的方式来处理这一变化。提出了可执行数据（executable data）这一概念结构，包含eth1状态根、交易清单(包括收据根“receipts root“和bloom filter)、coinbase、时间戳、区块哈希以及eth1状态迁移函数所需要的所有其他数据位。

Eth1-引擎的职责清单与此前eth1分片的职责类似。主要有：交易执行、交易池维护、可执行数据创建、状态管理、JSON-RPC支持、信标区块处理、访问EVM的信标状态、直接状态访问。

可能的改善：

1. 网络带宽：取决于区块利用率，预期的增长在10%~20%之间。

2. 区块处理时间：很难推断出信标链的处理时间。

3. 固化该设计可能削弱了引进更多可执行分片的能力；另一方面，一些可执行分片会引发一些问题，这些问题与执行模型的预期转变同样重要且难以解决。

提案概览：

Eth1-引擎由系统中的验证者维持。

当验证者打算提议一个信标区块时，他会通过eth1-引擎创建eth1数据。然后eth1数据将被嵌入到其提议的信标区块中。如果eth1数据无效，其所在的信标区块也同样无效。

Eth1引擎的修改：

当前的提案取消了eth1区块的概念，eth1-引擎有两种可能的方式来处理这一变化：

1. 通过合成的方式，从信标链区块的eth1数据中创建eth1区块

2. 修改引擎：交易处理过程不需要使用eth1区块，而是使用eth1数据信标区块根可用于保存当前状态管理所需要的链的概念两者相比，后者为比较长期的选项。

我们使用术语“可执行数据”(executable data)来表示包含eth1状态根、交易清单(包括收据根“receipts root“和bloom filter)、coinbase、时间戳、区块哈希以及eth1状态迁移函数所需要的所有其他数据位。

可执行数据在eth2规范中表示如下：

class ExecutableData(Container):

coinbase: bytes20# Eth1 address that collects txs feesstate_root: bytes32

gas_limit: uint64

gas_used: uint64

transactions: [Transaction, MAX_TRANSACTIONS]

receipts_root: bytes32

logs_bloom: ByteList[LOGS_BLOOM_SIZE]

Eth1-引擎的职责清单与此前eth1分片的职责类似。主要有：

交易执行。Eth2-客户端向eth1-引擎发送一笔可执行数据。Eth1-引擎通过处理该数据来更新其内部状态，并且如果通过了共识检查则返回true，否则返回false。

交易池维护。Eth1-引擎使用ETH网络协议来广播信息并跟踪网络上的交易。等待被打包的交易(pending transactions)保存在交易池中，然后用于创建新的可执行数据。

可执行数据创建。Eth2-客户端发送之前的区块哈希、eth1状态根、coinbase、时间戳和创建可执行数据的所有其他信息(交易清单的一部分)。Eth1-引擎返回一个ExcecutableData实例。

状态管理。Eth1-引擎维护状态存储以便能够运行eth1状态执行函数。

它涉及在最终确定性上触发的状态树修剪机制(pruning mechanism)，该机制要求基于信标区块链的状态树版本控制。

当无状态执行和”区块创建“完成时，eth1引擎可以选择作为纯状态迁移函数运行，并在此基础上承担一些责任，如，可以禁用状态存储，从而减少使用磁盘空间的需求。

JSON-RPC支持。为了可用性和应用性，保留以太坊JSON-RPC的支持十分重要。该责任将由eth2-客户端和eth1-引擎共同承担，因为eth1-引擎可能失去了单独处理JSON-RPC终端子集的能力，如那些基于区块号和哈希的调用。这种分离将在之后解决。

信标区块处理。可执行数据ExecutableData结构代替了信标区块体中的Eth1Data。此外，信标链和eth1的同步处理允许即时存款。因此，存款可以从信标区块体中移除。

class ExecutableBeaconBlockBody(Container): randao_reveal: BLSSignature

executable_data: ExecutableData# Eth1 executable data

graffiti: Bytes32# Arbitrary data# Operations

proposer_slashings: List[ProposerSlashing, MAX_PROPOSER_SLASHINGS]

attester_slashings: List[AttesterSlashing, MAX_ATTESTER_SLASHINGS]

attestations: List[Attestation, MAX_ATTESTATIONS]

voluntary_exits: List[SignedVoluntaryExit, MAX_VOLUNTARY_EXITS]

修改了process_block函数：

def process_block(state: BeaconState, block: BeaconBlock)

-> None:process_block_header(state, block)

process_randao(state, block.body)# process_eth1_data(state, block.body) used to be here

process_operations(state, block.body)

process_executable_data(state, block.body)

在process_operations完成之后处理可执行数据是合理的，因为在很多情况下，operation processing可能会使整个区块无效。虽然，这种方法可能不是最优的，无法让客户端优化达到最优效果。

访问EVM的信标状态。我们更改了BLOCKHASH操作码(此前用于返回eth1区块哈希)的语义，现在用来返回信标区块根。这允许验证被打包进信标状态或区块的数据(包括从前256个slot到最近一个slot的数据)。

直接状态访问。假设eth1-引擎可以访问代表整个信标状态的默克尔树。那么EVM可能可以凭借READBEACONSTATEDATA(gindex)操作码，以提供直接访问信标状态任何部分的功能。这个操作码有几个良好的属性。首先，这种读取复杂性取决于gindex值并且易于计算，因此可以轻松地计算gas费。第二，返回数据的容量为32字节，完全适合EVM的32字节字。

使用此操作码，就可以创建更高级别的信标状态访问库，从而为智能合约提供便捷的API。该模型消除了状态访问延迟。因此，通过对信标链操作和eth1执行进行适当的排序(eth1执行在后)，并且在slot N上可以访问slot N-1分片数据的交联，可以允许rollup以最快的方式对数据打包进行证明。

此外，使用这个方法不需要将证明广播至网络并进一步由合约验证，从而减少了信标状态读取在数据和计算方面的复杂性。

注意：在一开始使READBEACONSTATEDATA操作码的语义独立于特定的承诺方案(即默克尔树)是有意义的，这有益于更轻松地实现升级。

直接访问的成本提高了eth1-引擎的复杂性。读取信标状态可以通过不同的方式实现：

1.将可执行数据和状态一起传递。该方法的主要问题是处理大容量的状态副本。如果将直接访问限制为状态数据的一个子集，而该状态数据的子集需要将一小部分状态传递给执行，那么它可能会起作用。

2.双工通信通道。有了双工通道，eth1-引擎将能够同步向信标节点询问EVM请求的状态。根据通道设置的方式，延迟可能会成为执行那些具有信标状态读取的交易的瓶颈。

3.嵌入式的eth1-引擎。如果将eth1-引擎嵌入到信标节点中，它可以通过节点提供的托管功能从同一个内存空间读取状态。

分析

网络带宽。

当前提案通过可执行数据的容量来扩大信标区块。不过，由于该提案允许使用更高级的存款方案，因此很有可能删除Deposit操作。取决于区块利用率，根据eth1平均区块容量(这略微影响网络接口的需求)，预期的增长在10%到20%之间。

值得注意的是，如果CALLDATA由rollup利用，那么在最坏的情况下，eth1区块容量可能会增长到200kb (gas limit为1200万时)，使得可执行信标区块容量增长60%，容量变为300kb。

区块处理时间

平均处理时间：

操作

平均时间，毫秒

信标区块

Epoch

以太坊主网区块

200

减少时段边界(epoch boundary)处理时间的方法是，提前处理epoch，而不是等到下一个slot的开始，以防最近一个epoch的最后一个区块准时产生。异步状态访问模型允许另一种优化方式。在这种情况下，process_executable_data可能与主要的process_block，甚至process_epoch的有效负载并行运行。很难推断出信标链的处理时间，尤其是，特别是在验证者子集相对较大以及需要处理交联的情况下(如果分片上线)。也许在某个时候，epoch处理将与eth1执行几乎同时进行。

固化该设计

有人可能会说，当前提案将执行模型固定下来，并削弱了引进更多可执行分片的能力(一旦我们需要它们)。另一方面，一些可执行分片会带来诸如跨分片通信、共享账户空间等问题。还有一些其他的问题，而这些问题与执行模型的预期转变同样重要且难以解决。

以太坊2.0：从PoW到PoS

在以太坊2.0正式版本启动后，用户可自愿迁移至采用PoS的Beacon链，而现行的ETH 1.0链将继续运行，两条链将分别进行开发，最终合二为一。双链运行，是基于ETH 1.0巨大生态可持续性的无奈之举。

以太坊2.0升级，最核心的是以太坊2.0分片和PoS共识机制。采用PoS共识机制是为了提高以太坊协议的能源效率以及增加以太坊区块链的安全性。以太坊2.0分片，使得以太链不再需要通过每个节点来处理链上的每笔交易。在分片系统中每个节点只需处理约1%的交易或更少，从而极大地提高了区块链的效率。

Vitalik最近也在Reddit上发布了一些关于各种Eth2想法和概念的简明解释。其中一个是有关「将分片区块错开以实现更快的出块时间」的想法，他最早是在几年前于Ethresear.ch上首次提出了该想法；另一个是有关「单个秘密领导人选择协议」的讨论。目前这两个想法都还没有出现在协议中，但有可能在某个时候纳入路线图。

2021年4月20日PST时间下午5点：信标链安全&测试RFP (征求意见书)的截止时间。2021年4月16日- 5月13日：ETHGlobal Scaling Ethereum黑客松举行，包括了Rayonism项目的工作。

PoW还能挖吗？

那么ETH 1.0的PoW链，究竟还能挖多久？目前并没有一个明确的答案。但可以确定的是，在以太坊由PoW彻底转变为PoS之前，以太坊基金会必须用足够长的时间来向大家证明PoS链是安全的。这样才能让所有开发者和用户放心的完成切换，从而使整个价值超过1000亿美金的生态体系真正的、完全的运行在信标链上。

没有人知道完成工程的推进，需要花多长时间，这是个很大的未知数，并且这些未知数可能是以太坊2.0转换的很大阻力。因此，我们乐观估计PoW链至少还可以持续挖两到三年。

从PoW挖矿收益数据来看，在共识升级的这段时间中，以太坊这个市值和挖矿产出都仅次于比特币的PoW共识网络，依旧稳居显卡算力首位。可见以太坊目前仍然是显卡挖矿的最佳选择。

那对于正在挖矿或者即将加入以太坊挖矿的人来说，应该以怎样的姿势迎接以太坊2.0？新手矿工又该如何入场呢？

1、加快设备升级。由于ETH的DAG文件即将满4G，4G显卡矿机即将面临淘汰。对于老矿工来说，应该尽早升级设备至8G显卡，继续占据以太坊网络的主阵地。对于挖矿新手，也要避免在不知情的情况下接盘4G显卡矿机。

2、占据成本优势。对于矿工来说，决定回本周期的关键因素就是挖矿成本，包括电费、托管费、维修费等等。在以太坊2.0来临之前，寻找更具成本优势和管理水平的矿场，尽快缩短回本周期，才能在享受红利的同时，最大程度减少风险。

3、找准入场时机。以太坊由于DeFi的爆发，同时迎来转型2.0的关键时期，以太坊的价值正在被越来越多的人和机构发现。从目前时点来看，对于追求长期稳健收益的以太坊矿工来说，很可能是低成本获取筹码的最好机会，也是最后的入场时机。

2020年DeFi的火热数次造成了以太坊的超级大拥堵，即使正常时期gas费也高到让人难以接受。但同时以太坊高昂的gas费，让矿工赚得盆满钵满。以太坊2.0上线之后，以太坊2.0 Staking的进展也是飞快，目前以太坊2.0存款合约内已经存入了128万枚ETH，增长迅猛。持币者已经纷纷开启了Staking挖矿模式，PoS挖矿时代正式来临。

以太坊的Gas费骤降

对于以太坊来说，最惊讶的事莫过于Gas费的变化，从2021年4月20日高达260Gwei的Gas费价格。仅仅经过一周左右的时间，以太坊的Gas费已经降到了40Gwei以下，创2021年新低。这个数值的出现是很出乎意料的，在DeFi热度依旧很高的背景下，这么低的Gas费，给以太坊的用户带来了很多操作的机会，例如原来一些聚合交易的swap功能因为Gas费过高让用户望而却步，现在Gas足够低，尝试起来更有动力。

在Gas费大幅度降低之后，业内有很多推论，第一个就是DeFi热度消减，第二就是此前很多“科学家操作”减少，例如以太坊“黑暗森林”的套利、一些抢跑交易等。另外还有推论因为Gas限值提高变相改变了交易打包习惯，让更多低Gas费交易被打包。目前Gas费仍然保持在50Gwei左右。我们尝试从链上数据和Gas的逻辑来详细推导一下Gas费降低的缘由。

Gas费是因为什么而降低

回溯到Gas费的运作逻辑，Gas的主要是网络资源负载的源头，也就是使用网络的人需要给予网络支出的费用，所以，网络的用户负责了网络的基础资源支出。而Gas的计费目前使用的是竞拍方式，也就是简单理解为价高者会优先打包，这代表着这是一个动态的“平衡”规律，也就是一旦网络交易者需要提速，Gas费会一直趋向加价。而如果没有人愿意去争抢交易，就会趋向降低。

目前，在Gas费价格大幅度下跌的情况下，网络资源的使用次数并未出现大幅度减小，即上文我们查阅的合约使用数量、活跃地址等。所以Gas费的降低，核心是Gas的计算单位价格的降低，即争抢交易减少。

以太坊上的交易抢跑，主要是来源于科学家操作和MEV，科学家操作，往往出现在一些DeFi的IDO过程中。MEV在规则化之前，我们一般称为黑暗森林。是更“科学家”的科学家操作。而当MEV的收益方式成为矿池正常使用的收益工具后，交易的无序抢跑就会变成比较规则的顺序，Gas的竞拍机制也就不会被一直触发。

综合来看，Gas费的降低，逻辑上一定是竞拍机制的触发变少了，在以太坊上，也就是触发竞拍的交易过程变少了，目前基本归功于MEV产品的诞生，让原来黑暗森林的操作变得更有序，无需抢跑。

如何参与以太坊2.0 PoS？

ETH持有者目前可以通过两种方式参与以太坊2.0的Staking：质押32 ETH并运行自己的验证者节点；选择第三方Staking服务商或加入Staking池。

质押32 ETH——运行自己的验证者节点首先需要质押32 ETH，并且担负生产和验证区块的职责，否则会面临扣除质押金甚至被驱逐的惩罚。在早期个人参与需要拥有一定的技术基础和硬件条件，并且自行承担一定的运维成本和风险。

选择第三方——如果选择第三方Staking服务商或加入Staking池，持币者可以选择存入少量ETH而非32 ETH，然后根据比例获取收益，但至今也已经发生了多起由于服务方技术故障导致大批验证者被罚没的事件。

目前许多中心化交易所、去中心化交易所、去中心化质押协议和基础服务商都进入了以太坊2.0的Staking赛道。不难想象之后会有更多的服务商涌现，而以太坊2.0 Staking板块也将会成为交易所和钱包的标配。

Eth2.0质押机制

想要在以太坊上单独质押，用户必须把32个ETH存入ETH2存款合约，同时指定两个关键参数：

1.验证者公钥：在存款前，用户会生成一个用于他们的验证者节点的密钥对。私钥是用于对区块签名的，而公钥是作为其唯一的标识符。

2.存入的32个ETH的提款凭证：提款被许可后，本金(32个ETH)和质押奖励只能被提取到这个地址。

这里的一个关键是，公钥和提款凭证不需要由同一个实体控制。然后，用户需要运行一个ETH2验证者节点和在轮到他们的时候对区块签名，否则，不遵守协议是要受到惩罚的。

质押协议的效率和便利性可以分解为以下特性，以及它们的以太坊实现：

特性

在以太坊上的实现

质押所需最低金额：这决定了准入门槛

最低需要32个ETH，人们可以质押多个32个ETH

委托：质押者可以把运行验证者节点的工作外包吗?还是他们必须自己运行?如果委托是不可能的，硬件和带宽要求可能会妨碍一些人参与质押。

协议内没有把质押委托给其他验证者的设定

锁仓：多久才能提取质押了的资金?较长的锁仓期会增加协议的安全性，但也会因为较低的灵活性和较高的机会成本而降低对质押者的吸引力。

今天，质押者完全无法从信标链提取ETH。允许提款后，取消质押的锁仓期会是27小时。

回报：质押者能在一段时间内赚多少钱?回报越高，就会有越多人参与质押，带来更高的安全性。

现在在信标链上的质押者赚取的是增发奖励。"合并后，他们还会赚取交易费和MEV。增发的奖励取决于当前质押了多少E TH。质押的ETH越多意味着增发给每个验证者的奖励越少，反之亦然。今天大约质押了400万个ETH，年化率是7.8%。

质押池运作

表面上，质押池的工作原理与PoW的矿池相似，但PoS的性质使得它可以给客户提供一些额外的好处：

1.通过把ETH汇集在一起，质押者可以通过32个ETH的门槛。这使得小额质押者也可以参与PoS。

2.不同于每个用户都运行自己的验证者节点，质押池负责质押的操作部分。有些质押池还会给用户提供保险，不受像罚没这样的协议惩罚。

3.质押池可以保持一个流动ETH的储备池，以满足立即提款的需求，类似于银行的方式。这就取消了提款期，预设了不是所有的用户都想要在同一时间提款。

4.最后，资金池可以提供一种代表质押了的ETH的代币，这种代币可以用在其他应用里。

质押池既可以是中心化也可以是去中心化，各有其利弊权衡。

中心化质押池运作

任何一家大型交易所都可以轻而易举地实现一个质押池。实际上，很多已经支持(或将要支持)信标链质押了。交易所只需要：

1. 允许用户选择参与质押，然后获取质押奖励

2. 用客户的ETH来运行验证者节点

由于是由交易所来做质押的，用户不需要操作任何设备。提供及时的流动性对交易所来说也非常简单，因为它们本来就有大量的流动ETH储备。鉴于获得客户和资金流动性对交易所经营的重要性，它们给用户提供的这项服务不会收取额外的费用。

去中心化质押池运作

现在已经了解了单独质押和质押池服务的区别，以及中心化质押池是如何运作的了，将以Lido作为例子，探讨去中心化质押池的结构。

从用户的角度来看，参与去中心化池很简单：他们把ETH存入一个以太坊智能合约，并收到stETH作为收据。stETH代币的余额是会变化的，以反映质该合约获得的质押奖励分配。这意味着，1个stETH将总代表1个质押的ETH。

在Lido的机制里，每次有32个ETH存入到以太坊智能合约，DAO会从治理控制的注册表里选出一个新的验证者节点。该验证者会调用存款合约，把32个ETH发到该验证者的公钥里，然后使用LidoDAO的提款凭证。

Eth2.0质押方案

自2020年12月1日以太坊2.0信标链上线以来，累计12万多位验证人参与了以太坊2.0的质押，在维护信标链安全稳定运行的同时获取约7.8%的年化收益。如果用户想在以太坊2.0当前阶段（Phase 0）参与质押，市场上常见的方案主要有以下几种类型：

自建节点：用户自行运行Eth1和Eth2客户端并自行运行维护节点；

完全托管式：将ETH转账至值得信赖的托管服务商进行集中托管，允许用户小额（少于32 ETH）参与质押；

基于托管的质押池：在完全托管式方案的基础上提供质押池代币，解决ETH长期锁定的流动性问题；

非托管式云服务：用户保留ETH资产和质押收益控制权，通过两把密钥与服务商共同管理验证节点。

自建节点方案——

「自建节点」方案需要最少32 ETH以及运维验证节点的技术能力、精力与经验，用户独立管理质押的资金并通过持续的运维获取质押收益。其优势在于用户对自建节点有完全的掌控，且没有集中托管的中心化风险。但对资金和专业性要求较高，普通用户难以参与。

美国Staking服务商Staked曾在今年2月连续两次发生大规模节点slashed事件，接近100个验证人节点被惩罚。这些事件让大众认识到了自建节点对技术的高要求。「自建节点」方案属于较为小众的极客方案，但这类方案最大程度满足了Eth2对验证人去中心化的期望。

完全托管式方案——

顾名思义在「完全托管式」方案中，用户只需将参与质押的ETH转移至托管机构，托管机构将100%为用户管理、运维以太坊2.0验证器节点，并在质押收益上抽取分润。选择这类方案的用户无需为验证节点运维工作担心，托管机构将处理好一切节点事务。但在质押期间用户不再拥有资产的控制权，由于集中托管资产，一旦其遭遇攻击则用户资产将面临较大风险，同时对于托管机构的验证器在线率是否稳定、收益水平是否合理、是否有被惩罚等细节用户无法知情。甚至于，被托管资产是否被用于质押，用户也不得而知，因此对于「完全托管式」方案，托管机构的信用、品牌非常重要。

「完全托管式」方案主要由具备资产托管服务的机构提供，如目前Binance、Coinbase、Kraken等交易所，以及部分托管/中心化钱包提供的Eth2质押服务。这类服务有一个显著的特征，就是支持小额（低于32 ETH）质押，因为托管机构可以帮助小额质押者「凑」成32 ETH参与Eth2质押。

基于托管的质押池方案——

相较于完全托管式方案，基于托管的「质押池」方案不仅支持小额（低于32 ETH）质押，还可以解决质押金长时间锁仓带来的流动性问题，解决方案是在质押的同时向质押者发放质押池代币作为质押凭证。这类凭证一般在Eth1（即当前的以太坊网络）上以ERC20代币形态存在，由于它代表了用户参与质押的本金与收益，因而其价值近似Eth1上的ETH，且可以在区块链上/交易市场上自由流通交易。

当下常见的Eth2质押池代币有：

BETH -由币安交易所提供的Eth2质押服务推出

stETH -由Lido Network推出

aETH -由Ankr推出

vETH -由Bifrost推出

基于托管的「质押池」方案的优势是用户操作简单，无需为验证节点运维工作担心，服务商将处理好一切节点事务，同时资金门槛很低，允许小额（少于32 ETH）参与且解决了ETH长期锁仓的流动性问题。

但必须要指出的是，虽然部分「质押池」方案应用了多签、智能合约等技术，尝试以尽量去中心化的方式来管理资产，但它们本质上依然是完全托管资产的方案，资产托管带来的资产安全风险是不得不考虑的，同时也存在和上述「完全托管式」方案一样的资产、收益透明度问题和中心化风险。

另外，致力于解决流动性问题的质押池代币也带来了新的问题和风险。例如质押池代币的工作机制各不相同，导致用户理解成本高和存在代币折价问题；质押池代币的出现使DeFi的可组合性更进一步的同时，也增加了潜在的风险。

非托管方案——

「非托管」方案是一种允许用户在参与Eth2质押的同时保持资产自持的方案类型。相较于自建节点方案，「非托管」方案通过引入第三方节点服务商帮助用户解决运维节点的难题，同时资产控制权和所有权仍由用户自行掌握。Eth2质押服务中的每个验证节点都对应两个密钥，一个是验证人密钥，用于验证区块，另一个是取款密钥，用于取回质押的ETH本金和收益。

不同于以上各类方案，「非托管」方案允许验证人密钥和取款密钥的分别保管。取款密钥由用户自己在去中心化钱包内管理，验证人密钥则由第三方节点服务商导入节点客户端中用于节点验证维护。这也是「非托管」方案的最大优势：

资产控制权和所有权由用户所有，服务商无法控制用户本金和收益

质押资金与Eth2链上验证节点完全对应，节点状态透明可见，在线率与收益水平可实时跟踪

同时，由于用户自行控制资产，所以第三方服务商带来的风险有限，即潜在的最大损失来自服务商在维护节点时可能受到的离线惩罚与slashed惩罚。在Eth2与Eth1合并或支持交易功能后，用户可以随时取回质押的ETH本金和收益。

虽然「非托管」方案并不是完全去中心化的质押方式，也不像「质押池」方案允许用户小额参与，但「非托管」方案既最大程度地保证了用户资产的所有权和控制权，也让用户无需操心验证节点的运维服务，同时节点的运行水平清晰可查，适合对安全性要求较高的大额资产持有者参与Eth2并获取稳定的收益。

目前常见的支持「非托管」方案的质押服务商有InfStones，Staked.us等。

剖析stETH代币

了解了stETH是对质押的ETH和智能合约获得的奖励的凭证。这也被称为质押衍生品。质押衍生品将对整个以太坊生态带来重大影响，包括ETH质押者、一般的ETH持有者、质押池间的竞争、以及甚至以太坊本身。

质押者:对质押者来说主要的好处是可以进行再抵押，质押者在参与质押的同时在其他应用使用本金，与Uniswap的流动性代币可以用来在各种DeFi上作为抵押物相似。这大大降低了质押的机会成本。

没有做质押的ETH持有者：如果stETH可以用来作为借ETH的抵押物，就可以在杠杆质押里释放借入ETH的需求。这回推高ETH供应率[1]，最终是所有的ETH持有者因高利率而受惠。

质押池间的竞争：stETH的存在给了它的池子带来重要的网络效应。这种网络效应为参与市场的头部质押服务创造强大的激励，这表明ETH质押衍生品因为有流动性的保护和网络效应而按幂次定律(power-law)或网络效应发展。因此，stETH有可能在许多用例里取代ETH，甚至有可能完全取代ETH。

以太坊：有一种普遍看法认为，质押衍生品回降低PoS的安全性，因为它们把区块生成从质押和罚没剥离开来。这也被称为委托代理问题，并可能导致取款生成者没有遵循协议的动机，因为他们在里面没有利益。

但是，这个论点必须与它创造的裨益相比较来看：如果质押衍生品降低了质押的成本，它们也会使得更多的（甚或全部的）ETH都被拿去做质押。请注意，这是一个良性循环的完美例子：stETH的流动性越高，质押的机会成本就越低，这会使得更多的ETH被拿去质押，又进一步加深了stETH的流动性，如此循环下去。

在没有质押衍生品的情况下，我们可能预期会有15-30%的ETH参与质押。但是，在有的情况下，这个数字可能会上升到0-100%，因为质押与不质押之间不存在额外的开销。

为了说明为什么这会带来更高的经济安全性，请想象以下攻击场景：

20%的ETH被质押

攻击者想拿下所有质押的ETH的66%（破坏区块链的关键临界点），那么他们必须在自由市场买入所有ETH的40%。

60%的ETH被质押

stETH是有流动性的，那么攻击者将必须买入所有stETH的66%，实际上相当于所有ETH的40%。请注意，这里涉及一些额外步骤，攻击者首先必须赎回stETH以去除诚实验证者，并重新用他们的ETH去质押。

超过60%的ETH被质押

攻击者此时必须买下的ETH份额要高于40%，且只能从40%起跳。

100%的ETH都被质押

攻击者则需要买入所有stETH的66%才能达到相同的临界点。

得出的结论是，如果质押衍生品可以使质押的ETH超过60%，它们肯定可以增加以太坊的经济安全性，而不是减少。

质押池和它们的质押衍生品受制于类似提取MEV的市场现实，在这个意义上，它们的存在是不可避免的。只要有创造和使用它们的私人利益，它们都将继续存在和蓬勃发展。但是，如果正确的解决方案能赢出且被充分采用，它还可以为以太坊带来系统性好处。

由于stETH具有庞大的网络效应，以及去中心化质押池既是非托管的，又可能会从MEV赚取更多的收入，我们认为这样的去中心化池子很可能赢得整个市场。因此，应该专注于确保一个像非托管的、强劲的stETH版本的质押池赢得市场，而不是中心化的池子，这样才能确保有一个良好的系统性结果。

创建和签署以太坊交易

区块链交易的行为遵循不同的规则集

1. 由于公共区块链分布式和无需许可的性质，任何人都可以签署交易并将其广播到网络。

2. 根据区块链的不同，交易者将被收取一定的交易费用，交易费用取决于用户的需求而不是交易中资产的价值。

3. 区块链交易无需任何中央机构的验证。仅需使用与其区块链相对应的数字签名算法（DSA）使用私钥对其进行签名。

4. 一旦一笔交易被签名，广播到网络中并被挖掘到网络中成功的区块中，就无法恢复交易。

以太坊交易结构

以太坊交易的数据结构：交易0.1个ETH

{

'nonce':'0x00',//十进制：0

'gasLimit': '0x5208', //十进制：21000

'gasPrice': '0x3b9aca00', //十进制1，000，000，000

'to': '0x17A98d2b11Dfb784e63337d2170e21cf5DD04631'，//发送地址

'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000，10^17

'data': '0x', //空数据的十进制表示

'chainId': 1 //区块链网络ID

}

这些数据与交易内容无关，与交易的执行方式有关，这是由于在以太坊中发送交易中，您必须定义一些其他参数来告诉矿工如何处理您的交易。交易数据结构有2个属性设计"gas": "gasPrice","gasLimit"。

"gasPrice":单位为Gwei,为1/1000个eth,表示交易费用"gasLimit":交易允许使用的最大gas费用。这2个值通常由钱包提供商自动填写。

除此之外还需要指定在哪个以太坊网络上执行交易（chainId）: 1表示以太坊主网。

在开发时，通常会在本地以及测试网络上进行测试，通过测试网络发放的测试ETH进行交易以避免经济损失。在测试完成后再进入主网交易。

另外，如果需要提交一些其它数据，可以用"data"和"nonce"作为事务的一部分附加。

A nonce（仅使用1次的数字）是以太坊网络用于跟踪交易的数值，有助于避免网络中的双重支出以及重放攻击。

以太坊交易签名

const ethers = require('ethers')

const signer = new ethers.Wallet('钱包地址')

signer.signTransaction({

'nonce':'0x00',//十进制：0

'gasLimit': '0x5208', //十进制：21000

'gasPrice': '0x3b9aca00', //十进制1，000，000，000

'to': '0x17A98d2b11Dfb784e63337d2170e21cf5DD04631'，//发送地址

'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000，10^17

'data': '0x', //空数据的十进制表示

'chainId': 1 //区块链网络ID

})

.then(console.log)

以太坊交易会涉及ECDSA算法，以Javascript代码为例，使用流行的ethers.js来调用ECDSA算法进行交易签名。

可以使用在线使用程序Composer将已签名的交易传递到以太坊网络。这种做法被称为”离线签名“。离线签名对于诸如状态通道之类的应用程序特别有用，这些通道是跟踪两个帐户之间余额的智能合约，并且在提交已签名的交易后就可以转移资金。脱机签名也是去中心化交易所（DEXes）中的一种常见做法。

也可以使用在线钱包通过以太坊账户创建签名验证和广播。使用Portis，您可以签署交易以与加油站网络（GSN）进行交互。

2021以太坊虚拟峰会

由Decrypt举办的2021以太坊虚拟峰会上，许多嘉宾进行了精彩的发言，其中包括Daniel Roberts、V神、cz、Sergey Nazarov、Stani Kulechov、Joe Lubin等知名人物。

以太坊创始人V神发表了有关于NFT、DAO、DeFi以及以太坊的讲话，对于如何组织人们共同合作方面，他介绍了不同的观点。他表示，有了DeFi和NFT之后，以太坊的使用率正在加速提升，NFT有投机的性质，让本来没有交集的人们，首次产生了某种商业模式，其中包括了创作者、艺术家甚至是慈善机构，诞生了前所未有的互动。

就以太坊路线图而言，V神表示，随着合并日期的临近，路线图的许多方面越来越变得切实可行，乐观估计今年年底可以完成升级，在合并后，执行链会在共识链内部运行，每个信标链区块会包括一个来自执行链的区块。他还表示，合并需要许多复杂技术，目的是让整个过程尽可能简单，对于用户、客户端、开发者、智能合约来说，合并会更加顺畅，用户无需过多担心。

当谈论到以太坊的不可篡改性方面，他表示要让未来以太坊节点的运行和搭建变得更加容易，以太坊和BTC有文化上的差异，对于如今的BTC节点，它要记录和验证整个BTC链的数据，以太坊则相反，在未来，以太坊的研究人员可以用一个旧节点来检查该区块链的旧数据，社区关系的差异只是BTC和以太坊其中一个不同之处。

Uniswap V3主网已启动

据官方消息，Uniswap v3已部署到以太坊主网。根据官方文章，Uniswap v3是该协议迄今为止功能最强大的版本，集中式流动性为流动性提供者提供了空前的资本效率，为交易者提供了更好的执行力，以及去中心化金融的核心基础设施。

根据官方发布文章，注意到，UniswapV3版本上线四大新功能，主要在资金效率、收费等级、流动性及预言机方面进行改进。具体表现为：

1.聚合流动性——Uniswap V3在AMM曲线基础上增加聚合流动性功能，流动性提供者可以将资金集中在自定义的价格范围内，以期望的价格提供更多的流动性；

2.多费用等级——V3版本提供0.05%、0.30%和1.00%三种不同收费等级，流动性提供者可以根据预期的货币对波动率调整利润；

3.范围订单——用户可以在设定的某个价格范围内充值资产，如果该资产进入用户设定的范围，则资产就会逐渐换成交易对的另一种资产。相反，如果该资产价格超过价格范围的区间，其将全部换成另外一种资产；

4.预言机——在V3版本中，官方团队对预言机进行重大改进，允许第三方可以通过一次链上调用计算过去约9天内任何的TWAP价格，且Gas消耗相较V2版本降低50%。

Uniswap V3当前交易额约为其总锁仓价值的120.70%

Uniswap创始人Hayden Adams今日发推表示，Uniswap V3总锁仓价值（TVL）5.22亿美元，交易额达6.3亿美元，资本效率。Uniswap V3交易额约为其总锁仓价值的120.70%。据悉，Uniswap V3的更新包括引入集中流动性（Concentrated Liquidity），用户可以选择在具体的价格区间内做市，以提升资本效率。

DeFi的进展

去中心化金融（DeFi）指的是从传统的集中式金融系统向以太坊区块链支持的点对点金融的转变。2020年DeFi的发展突飞猛进，基于可组合性的各种创新层出不穷，但背后仍然有迹可循、有因可归。投资机构Playground风险合伙人在Medium博客撰文指出，流动性、杠杆、风险和套利是驱动DeFi市场发展的主要因素，并以它们为视角详细阐述了DeFi协议如何演变。

从稳定币、借贷、预测市场、保证金交易、支付、保险、游戏和NFT市场，DeFi生态系统现在代表了一个由协议和金融工具组成的庞大网络，价值超过530亿美元。

从根本上来说，这些金融活动都不同于集中式的金融活动，原因如下:

DeFi应用程序被部署为智能合约，应用程序的规则/逻辑被编写为代码，而不是由公司和法律文件强制执行。它们是全球性的，无需许可——只要有互联网连接，任何人都可以与它们互动。

DeFi应用程序是可组合的。一个DeFi智能合约或应用程序可以被其他智能合约或更复杂的应用程序使用，而且几乎所有DeFi智能合约都是公共开源代码，这意味着整个金融系统是在公开构建的。

貌似货币已经数字化。我们可以拿出手机，用Venmo给朋友汇钱。去中心化金融进一步推动了这一点——甚至货币本身都是数字的、可编程的，并且可以在以太坊的区块链上进行验证。

DeFi在以太坊的主要好处之一是金融活动是透明的和实时结算。像MetaMask这样的钱包允许全球任何人在Uniswap这样的去中心化交易所交易资产。

到2021年1月1日为止，大约有1.3亿个以太坊地址。截至2021年4月1日，目前共有1.46亿个以太坊地址，较年初增长了12%。MetaMask是以太坊的关口，也是加密货币领域的“佼佼者”钱包，每月活跃用户超过500万。

这些地址中有多少使用了DeFi协议?事实证明，仍然不是很多。尽管本季度DeFi用户增长了50%，比2020年第一季度增长了10倍，但截至第一季度末，仍有175万个地址使用至少一种DeFi协议。尽管如此，DeFi用户只占以太坊总地址的1%左右。

在2021年第一季度，以太坊的总费用是比特币区块链的两倍。Uniswap收取了比特币近一半的费用，这些费用是各种代币的流动性提供者产生的收益。对于其他的DEX，比如Curve，这些费用的一部分实际上会归到金库基金本身。在未来，可能会根据用户持有的代币数量向用户分配这些费用，或者他们的金库可能被用来在公开市场上回购代币。他们还可以累计DeFi资产本身的价值。

DeFi借贷市场总借款量突破250亿美元，创历史新高

据DeBank数据显示，DeFi借贷总量已突破250亿美元，创历史新高，本文撰写时为253.6亿美元。去中心化的借贷市场是一个基于智能合约的网络系统，加密货币持有者可以在这里将他们的链上资产/通证借给他人来获得利润。目前借款总量排名前三的DeFi协议分别是：1、Compound：借款总量8,636,370,738美元，占比34.06%；2、Venus：借款总量7,273,981，437美元，占比28.69%；3、Maker：借款总量4,585,753,890美元，占比18.08%。

很多人因为手续费问题抱怨V3，但V3的革新之处在于资本效率几何级数的增加，而DeFi的永恒主题即是资本效率。从各个DEX版本迭代的不同侧重点，也体现了团队间的格局之差，以及是否抓住了DeFi的本质和命门。

资本效率的重要性是远远大于扩展性、手续费、纵向系列收购的。

流动性挖矿其实不利于增加资本效率，并且Uniswap已经证明了一个拥有护城河和先发优势的项目，完全可以在不借助流动性挖矿这种补贴策略的情况下，吸引巨量的流动性。而目前各个公链生态的流动性挖矿激励，在各大鲸鱼的介入下，显然已经进入严重的内卷。

V3的发布驱赶了零售的LP提供者，从无价格范围的被动型LP提供，变成了有价格范围的主动型LP提供。这对LP提供者的专业性提出了高要求，随之而来的一个明牌机会便是主动做市商策略的机枪池。VISR/MIST/Charm是目前有V3机枪池概念的三个项目，但目前并未出产品。我们也可以期待譬如YFI这样的老牌头部机枪池，率先研制出V3的做市商策略。

UNI让做市商，网格交易，高抛低吸统统下岗，金融的血脉就是流动性，就是做市商，这么牛逼的事情，让一个UNI就可以代替一大部分。理论上作为最强DeFi龙头，UNI可以不断创新，让其他AMM DEX感到无比窒息，不断地挤压其他竞争品的生存空间。因此我们应该有这样的一种认知，你买的不仅仅是UNI，你买的更是一张通往新世界的船票。因为UNI代表的是一个新的时代。

随着DeFi项目从用户到总价值锁定(TVL)的基础指数增长，市场在生态系统中认可了这些改进，在这一点上我们不应该感到惊讶。DPI是一个去中心化的金融市值加权指数代币，追踪与DeFi相关的领先数字资产(AAVE、Synthetix、Uniswap、Yearn Finance、Compound、Maker、REN、Loopring、Kyber Network和Balancer)，从1月1日的约117美元上涨至3月31日的410美元，涨幅3.5倍。同期BTC仅增长了2倍，这表明DeFi资产价值的增长可能与日益强劲的基本面有关，而不仅仅是受到数字资产整体人气上升的驱动。

然而，对DeFi用户来说，高昂的费用是一个持续存在的问题。因此，DeFi开发者希望将他们的应用程序和用户转移到layer 2，以利用更低的gas费。layer 2的TVL从1月1日的3840万美元增加到3月31日的2.734亿美元，增长了7.1倍。DeFi应用程序，如Synthetix和dYdX，已经宣布他们正在积极致力于与layer 2解决方案集成。Synthetix已经与Optimsm合作了几个月，而dYdX最近宣布，他们新的交叉边际收益永续投资是在Starkware的基于STARK的Rollups解决方案上进行的。我们预计这一趋势将在今年剩余时间里更加突出。——————————————————————————

2021年以太坊2.0大事件时间表——仅供参考：

2021年第1季度（1月到3月）

l 3月18日- Rocketpool最终beta测试。进行中。

l 3月24日- Hermez上线。现在Tether可以在以太坊二层网络铸造了。

l 3月24日- Eth1 Rinksby测试网柏林升级。4月14日前最后阶段的测试。一切都在计划中。

2021年第2季度(4月到6月）

l 4月14日- Eth1柏林升级。在这里追踪进展。

l 4月中旬- RocketPool主网发布。去中心化的质押服务！

l 4月-下一阶段的Immutable X上线——开放市场。对NFT来说意义非凡。

l 4月- Optimism / DAI的初次桥接。取消7天的optimistic rollup提款锁定期的第一阶段。

l 4月- Coinbase质押服务上线与企业上市

l 4月下旬- Optimism公共测试网上线。