以太坊合併升級將臨！轉為PoS後會有何益處？哪些問題尚待解決？

隨著最後一個非公用以太坊測試網 Kiln 已在 3/15 進行合併，以太坊主網合併的時間也越趨接近。為此，Google 軟體工程師 Shivsak 於推特上分享了他對合併的看法，說明了此升級會對以太坊帶來什麼改變。

A 🧵 about the $ETH 2.0 Merge: the upcoming upgrade for @ethereum

What it "the merge", why is it important, and what does it mean for the future of Ethereum?

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— Shiv (@shivsakhuja) March 25, 2022

共識機制的轉變

當前以太坊的共識機制與比特幣相同皆為 PoW (Proof-of-Work)，在此機制下礦工們為了贏得挖礦獎勵必須支付大筆費用，以購買高效能的硬體設備並支付電力支出。這不僅造成了進入障礙，也使得提高去中心化的程度更加困難。

未來以太坊的共識機制將逐步轉移成 PoS (Proof-of-Stake)，除了能解決上述的硬體及電力問題，驗證者們僅需質押他們的 ETH 即可驗證交易，以賺取交易費用。

在此新機制下 (PoS)，驗證者們不再需要透過計算解決複雜問題，因為驗證者改為隨機決定。隨著質押的 ETH 數量越多，被選中的機率也越高。

以太坊升級三階段

以太坊從當前階段升級至共識層 (原先的以太坊 2.0) 共分為以下三個階段：

1.信標鏈 (Beacon Chain)：這是一條獨立於主網的鏈，目前使用 PoS 共識機制運​​行。其於 2020 年 12 月啟動，主要為 PoW 轉換至 PoS 奠定基礎。

(延伸閱讀：以太坊Beacon即將上線，Coinbase將支援質押獎勵、ETH2交易)

2.合併 (The Merge)：當前的以太坊主網將與信標鏈進行合併，合併後將全面採用 PoS 共識機制。此合併預計於 2022 Q2 進行。

(延伸閱讀：明年若成功轉PoS後，對應用層會有什麼影響？)

3.分片 (Sharding)：此為以太坊擴容問題的解決方案。當前的以太坊每秒僅能處理約 15 筆交易，在分片後，以太坊每秒能處理的交易將達到數千筆，並將區塊鏈分成許多「分片」(獨立的鏈) 以增加擴容。

這將降低以太坊驗證者的進入障礙，因為驗證者只需要為一個子集 (subset) 而不是整個區塊鏈儲存及運行數據。也將使利用筆電或手機運行以太坊節點的可能性提高，並提高去中心化程度。此技術預計於 2023 年實現。

註：分片是數據庫分區的一種形式，也稱為水平分區，即將一個大的數據庫切分成很多小的、可處理的部分，從而提高性能，縮短響應時間。

合併之後帶來的好處

如上述所說，合併之後將使以太坊更加的有效率且節能，發行量及通貨膨脹率也將發生改變。根據 ultrasound.money 的數據，合併後每年的 ETH 發行量將從 540 萬顆減少至 50 萬顆，總供應量增長率也從每年增加 3.5% 降低至 -0.6%。

在此之後，ETH 雖說不一定會迎來通貨緊縮，但至少通膨率會小得多。此外，質押的獎勵也將從原本約 5% 上升至 7~12%。驗證者也不再需要出售 ETH 來支付電費。

Gas Fee 及壅塞問題仍待解決

在 2021 年，以太坊產生了 11.6 兆美元的交易量，其中 NFT、元宇宙、DeFi 等領域的發展大大帶動了以太坊的使用及交易需求，也因此造成了交易堵塞及 Gas Fee 過高的問題。不過，在合併後，此問題依舊無法被解決，若想要享受較低的 Gas Fee 還需等待分片技術的落實 (2023)。 (另註：L2 二層解決方案亦是擴容重點)