從礦工到質押者：質押如何保障以太坊區塊鏈安全
來源：Grayscale；編譯：陶朱，金色財經
公共Blockchain的一大特征是它們能夠在沒有任何中央權威的情況下運行。為了實現這一點——同時也管理其網絡的運作方式——它們采用了一套算法和經濟激勵措施，統稱為共識機制。
Bitcoin網絡由礦工通過工作量證明 (PoW) 共識機制保護，而Ethereum則由質押者通過權益證明 (PoS) 共識機制保護。與礦工通過計算能力保護網絡的 PoW 不同，PoS 要求質押者通過將其Tokens資本置于風險之中來展示“參與其中”的決心。
質押者通過維護Blockchain所提供的服務獲得獎勵。因此，質押資產并驗證交易的Tokens持有者可以產生收入。然而，相對于Tokens價格波動，質押獎勵通常較小，價格波動應被視為大多數加密資產投資的主要風險和潛在回報來源。
公共Blockchain提供了一種組織數字商務的新方式，它基于沒有任何中央機構的開放式架構平臺。與由董事會監督并受其所在國家法律管轄的公司不同，公共Blockchain是全球分散的計算機網絡，通過加密和經濟激勵措施進行保護。用于協調經濟激勵措施和保持網絡正常運轉的機制可以說是這項新技術的核心創新。權益證明與工作量證明
Blockchain在其網絡中的每個Node上存儲相同的信息。[1] 為了就網絡上存儲的正確信息達成一致，Node必須在沒有中央權威機構幫助的情況下達成共識。 為了管理這一過程，每個公共Blockchain都包含一個“共識機制”：一種基于經濟激勵的規范決策算法，使Node達成一致。[2]
Bitcoin的共識機制稱為工作量證明 (PoW)。 在 PoW 下，被稱為礦工的專業服務提供商競爭解決計算問題，獲勝的礦工獲得更新Blockchain并獲得Tokens獎勵的權利。[3] 這些難題是通過蠻力（即通過反復猜測）解決的，因此需要大量資源，包括前期資本支出和持續的電力成本。 因此，解決難題可以向其他網絡參與者證明獲勝的礦工具有既得經濟利益并且可以信任更新鏈條。 礦工通過他們的服務獲得Tokens獎勵。
Ethereum最初使用相同的 PoW 算法，但在 2022 年過渡到新的共識機制，即權益證明 (PoS)。這種方法也依賴于經濟激勵；然而，網絡參與者不是解決能源密集型的計算問題，而是通過“質押”EthereumBlockchain上的原生Tokens Ether 來展示他們的既得經濟利益。質押者負責驗證交易和更新Blockchain。那些正確履行這些職責的人會得到額外的Tokens獎勵，而那些違背鏈利益的人會看到他們的獎勵被“削減”（即受到懲罰和減少）。因為質押者的經濟利益與鏈的健康運作一致——他們有“參與其中”的利益——所以可以信任他們來驗證交易和更新網絡。與Mining不同，質押消耗少量電力[4]，一些人認為這是一種更環保的Blockchain共識方法。
盡管Bitcoin仍然是按市值計算最大的公共Blockchain，但 PoS 網絡已經越來越受歡迎。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議都使用了 PoS 共識機制。按市值計算，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 現在是主流共識機制
Ethereum交易和權益持有者的角色
在Ethereum這樣的 PoS Blockchain上，質押者負責驗證所有交易是否符合網絡規則。沒有這項服務，Blockchain就無法運行。
為了更好地理解質押者的角色，考慮Ethereum交易的機制會有所幫助。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提供商[5]，但大多數步驟都需要驗證器Node的積極參與。由于所有Ethereum交易（或其他狀態變化）都是通過驗證器Node的協調操作進行的，因此實際上，質押者負責運行Blockchain。
圖表 2：驗證者Node負責處理交易
通過提供這些服務，質押者以額外Tokens的形式獲得獎勵，這些獎勵來自用戶支付的費用和新發行的Tokens。在Ethereum上，費用分為基本費用和優先費用（“小費”）。網絡會自動銷毀作為基本費用支付的Ethereum，旨在通過減少Tokens供應量使所有用戶受益。質押者除了新發行的Ethereum外，還能獲得優先費用[6]（圖 3）。Ethereum質押涉及各種其他復雜性，本文未作討論；有關更多詳細信息，請參閱技術附錄。
圖 3：Ethereum質押獎勵來自優先費和新發行
質押獎勵和收入
由于Tokens獎勵，質押者可以從其資產中獲得潛在收入。在傳統市場中，最好的類比可能是農業用地。土地本身具有市場價值，其價格可能會隨著時間的推移而上漲或下跌，但也可以通過種植農作物來提高生產效率。就像質押獎勵是驗證Blockchain服務的報酬一樣，農作物可以被視為耕種農業用地服務的報酬。在這兩種情況下，資產所有者都在提供有用的服務并產生服務收入。
Ethereum質押者目前的平均獎勵率為 3.1%（圖 4）。[7] 根據數據提供商 Allium 的計算，隨著Ethereum供應份額的增加（當質押供應下降時，協議會提供更高的獎勵率來激勵質押活動），Ethereum的質押獎勵率隨著時間的推移呈下降趨勢。質押獎勵的日常變化也反映了網絡擁塞和優先級費用的變化：當網絡流量增加時，用戶通常會支付更高的費用來確認他們的交易。
圖 4：Ethereum質押者目前的年化回報率約為 3%
對于質押Tokens并提供驗證服務的Ethereum持有者來說，質押獎勵可以被視為一種收入來源。例如，自 2023 年初以來，Ethereum現貨價格上漲了 173%。[8] 在此期間，我們估計質押獎勵年化平均約為 4.5%。[9] 因此，Ethereum質押者的假設回報率（包括價格回報和質押收入）將為 192%（圖表 5）[10]。計算假設質押者正確履行了其職責（即獲得所有獎勵且沒有遭遇削減）并且沒有支付任何第三方費用。[11] 在實踐中，Ethereum質押者獲得的收入將取決于這些假設。
圖 5：質押獎勵可視為資產收入
盡管與其他資產相比，質押獎勵可以逐步增加Tokens持有者的回報，但Ethereum的質押回報率在其波動性背景下相對較低。換句話說，投資者應該將Tokens價格本身，而不是質押獎勵，視為風險和潛在回報的主要來源。例如，圖表 6 顯示了Ethereum相對于其波動性的質押回報率，與各種貨幣市場的“套利交易”和某些股票指數的股息收益率相比。主要為收入而持有的投資通常相對于其價格波動具有較高的收益率（否則價格變動帶來的收益/損失將壓倒收入回報）。Ethereum相對于其價格波動的質押回報率相對較低——與美國股票指數的股息收益率相當。這些類型的投資通常主要是為了從價格升值中獲得潛在的資本收益，而不是收入回報。
圖 6：與資產的波動性相比，Ethereum的質押獎勵適中
不同 PoS Blockchain的質押回報率差異很大。例如，幾個較小的網絡（按市值計算）提供 10%-20% 的名義質押回報率（圖 7）。但是，請記住，質押獎勵通常通過交易費和新發行的Tokens的組合來提供資金。在許多情況下，高質押回報率只有在Tokens供應通脹率高的情況下才有可能，這可能會對價格回報產生影響。因此，投資者還應該考慮實際（經通脹調整后的）質押回報率（就像分析師通常在債券市場或貨幣市場的背景下考慮實際利率一樣）。Ethereum的供應增長接近于零，因此其名義和實際質押回報率大致相同——約為 3%。相比之下，雖然 Filecoin (FIL) 提供 23% 的名義質押回報率，但預計流通供應量將在未來一年內增加 20%[12]，這意味著實際質押回報率僅為 3%（圖 7）。
圖 7：高名義回報率通常與高通脹相伴
利害關系
共識機制之于Blockchain，就如同法律和產權之于傳統商業企業：兩者缺一不可。隨著加密行業的發展，Grayscale Research 預計 PoS 共識和質押將成為生態系統中越來越重要的一部分。盡管與加密資產價格波動相比，質押回報率通常較低，但隨著時間的推移，它們可以成為額外收入的來源，因此許多Tokens持有者愿意充當驗證者來獲得這些獎勵。
技術附錄
雖然概念上很簡單，但在實踐中，質押涉及額外的復雜性，其中幾個將在下文討論。
四種質押方式
有四種質押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，提供完全控制和獎勵，但需要至少 32 個 Ether、一臺專用計算機和一些技術知識，以增強網絡Decentralization。以上討論從 Solo Staking 的角度進行。質押即服務允許用戶委托硬件管理，同時獲得原生區塊獎勵，需要 32 個Ethereum，提現密鑰通常由用戶保留。池化質押允許用戶質押任意數量的Ethereum，通過涉及第三方解決方案和流動性Tokens的簡化流程獲得獎勵，允許輕松退出，但承擔第三方風險。CEX提供最少的監督和努力，適合那些不愿意自我托管的人，但涉及更高的信任假設和中心化風險，整合大量Ethereum池并提供賺取收益的后備選項。
綁定/解除綁定隊列
Ethereum中的綁定/解除綁定隊列涉及驗證者等待開始質押或解除質押，因為網絡每個時期的處理速率限制稱為流失（圖表 8）。這些隊列保護Ethereum PoS 共識的穩定性。如果驗證者加入的速度快于處理速度，隊列持續時間會增加，如果驗證者加入的速度減少，隊列持續時間會減少。 Churn 是每個 epoch 中驗證者進入或退出的速率限制，根據活躍驗證者的數量進行調整，以保持共識穩定性。一個 epoch 是 32 個 slot 的時間段，每個 slot 長 12 秒，總計 6.4 分鐘，在此期間驗證者提出并證明區塊。Sweep 是指資金退出驗證者隊列并可提取后提取到指定地址所需的時間；驗證者越多，Sweep 延遲越長。
圖 8：驗證者通常必須等待進入和退出
流動性質押衍生品
流動性質押衍生品 (LSD) 的創建是為了解決質押 Ether 的鎖定性質，為原本無法獲得的質押資產提供流動性。當用戶向流動性質押提供商質押 Ether 時，他們會收到一個代表質押 Ether 的 LSD Tokens。此Tokens可互換、可轉讓，可用于各種Decentralization金融 (DeFi) 活動。LSD 解鎖了質押 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，同時仍可獲得質押獎勵。
再質押
再質押涉及使用已質押的 Ether 同時保護Ethereum網絡和其他Decentralization協議，從而獲得額外獎勵。再質押的目的是幫助欠發達協議利用Ethereum強大的驗證者社區，而無需承擔高昂的成本和資源。再質押是由第三方協議 EigenLayer 引入的，而不是通過Ethereum改進提案 (EIP) 或Ethereum路線圖引入的。
注釋
[1] 輕Node僅存儲Blockchain信息的子集。
[2] 分叉選擇規則和社會協調也可以被視為共識機制的一部分。
[3] 可以有多個獲勝的礦工，從而導致出現孤塊。
[4] 來源：Ethereum.org。
[5] 在初始階段，搜索者、構建者和中繼者可能參與準備交易。
[6] 優先費由區塊提議者獲得。
[7] 相比之下，美國農業部門在截至 2022 年的五年內獲得了約 3.5% 的收益率，定義為凈農場收入占農場資產的百分比。來源：美國農業部，Grayscale Investments。數據截至美國農業部最新報告，2024 年 2 月。
[8] 來源：Artemis。數據截至 2024 年 7 月 28 日。
[9] 來源：Allium，Grayscale Investments。截至 2024 年 7 月 28 日的數據。自 2023 年 1 月 1 日以來的年化質押回報率的簡單平均值。
[10] 為了得出Ethereum質押者的假設回報，我們計算了 ETH 的價格變化和該時間段內所有驗證者的質押獎勵，并添加了回報。此回報是假設的，并不反映任何投資者的實際回報。實際回報可能會更高或更低。此假設回報不包括費用，費用的納入會影響回報。
[11] 總回報包括最大可提取價值 (MEV) 的收益，這是基于交易順序的區塊生產者潛在收益的額外部分。
[12] 來源：Token Unlocks，Grayscale Investments。截至 2024 年 7 月 29 日的數據。