1.什么是合并

目前的以太坊有两个网络：一个是我们的老朋友——以太坊区块链网络，由 POW 提供技术支持；另一个是信标链（Beacon Chain，早期也叫 ETH 2.0），由 POS 执行。Beacon Chain 在推出后一直保持着自己的地位，智能合约中的 ETH 质押数量稳步增长，目前数量已达 1300 万个。

合并代表了以太坊区块链和信标链的合并。它不是一个简单的数学意义上的组合，相反，它是对两者的整合和升级：摒弃两者中可能破坏以太坊长期发展的糟粕部分，同时保留和结合理想的部分。

也就是说，POW 将与以太坊主网分离，同时保留并将智能合约的执行功能、完整的历史数据和当前的用户状态输送到由 POS 机驱动的信标链。这不仅仅是分叉的正常升级，更是共识机制的重大改变。

2.为什么要合并？

以太坊的 PoS 离不开合并。它有两个主要目的：实现分片和节约能源消耗。

2.1 POS 有利于分片管理

以太坊的主要缺点是性能差，这一点在 2017 年的 Crypto Kittens 上被曝光过。为了提升其性能，以太坊社区提交了关于分层和分片的建议。ETH 2.0 因此而出现：通过在分片链上同时处理多个交易，将 TPS 从 15 提高到 15000，不过由于技术上的限制，官方将分片链从 1024 条砍到了 64 条，但分片的想法一直没有被取消。

2.2 POS 是能源友好型

根据 Digiconomist 的说法，从比特币挖矿的能源消耗来看，以太坊已经取得了进步。然而，以太坊挖矿（PoW）的能源消耗仍然超过 44.46 TWH，这相当于芬兰或瑞典的年能源消耗。每笔交易需要耗费 84KWH( 千瓦时 ) 的电力，可以供应一个家庭 2.8 天。在 PoS 下，维护网络系统不需要验证者反复完成消耗能源的哈希计算，能源消耗将减少 99.95% 以上，提高能源效率超过 2000 倍。每笔交易只需要 35KWH 的电，这与看 20 分钟电视的能耗差不多。

3.合并后的变化

3.1 区块结构

从整体上看，合并后的区块可以看做是以太坊 PoW 区块的内部被外部的信标链区块所覆盖。目前，信标链只对空白区块进行 PoS 操作，包括槽的序列号、父块根、状态根、证明、存款合约根和验证器削减等。这些操作有一个共同的特点：从用户的角度来看，不涉及任何交易，如发送 ETH 或与其他合约互动，所以它只是提供一个「形状」。合并后的内容也叫执行有效载荷（执行的相关信息），即执行层（以前的 PoW 节点）提供的以太坊的转移和智能合约的互动，执行层和共识层可以在区块的层面上联系在一起。

3.2 网络结构

合并后，网络结构将被修改。以太坊采用了共识层和执行层（执行引擎）的结构来生成和同步区块。以前，这两个 P2P 网络是相互排斥的。合并后它们必须协作和协调，同时保持独立。

3.3 共识机制

合并的目的是为了改变共识机制。以太坊信标链将采用 PoS，由验证者委员会提出并投票达成对某一区块的共识。

3.4 状态

无状态成为合并后的一个显著特征，因为网络的变化会改变网络的状态。

首先，以太坊采用账户模式，每个账户由用户状态和合约状态组成。状态，简而言之，就是系统在特定时间的具体外部展示，包括账户余额、合约代码的哈希值或存储数据。完整的以太坊状态记录了所有账户和相关账户余额，以及所有在 EVM 中部署和执行的智能合约的历史记录。在各个节点达成共识后，主链上的一个区块只有一个状态。此外，系统的状态随着新区块的确认而继续变化。更具体地说，产生区块的节点需要访问和检查系统的当前状态，执行后记录新的状态，并与网络中的其他节点同步。其他客户节点需要验证并执行区块内的交易，以确保网络中始终存在共识。

4.合并的特点

4.1 产生新区块所需时间的确定性

以太坊不会通过调整来使区块产生的难度由此增加矿工的竞争力。在任何情况下，每个区块都可以在每个时段后产生，这需要 12 秒。其好处是：

用户体验得到提升。对于链上交易，用户必须等待矿工打包。当生产一个区块所需的时间是已知的，人们可以很容易地估计在某个时间段，哪个区块可能由交易数据组成，从而预测完成交易所需的时间。

对于一些 DeFi 协议，代币的释放依赖于在以太坊主网上产生的区块数量，即每 1000 个区块，将释放 1 个代币。也就是说，在以前的模式下，即使产生一个区块的时间段也是 14 秒左右，当网络面临拥堵时，产生一个区块所需的时间变得不确定，这导致了一些 DeFi 协议的代币释放不稳定。

对未来的升级进行更准确的规划。根据过去的经验，每次升级都是在区块的某个高度进行的。例如，Berlin 升级发生在 12,244,000 的区块高度。然而，由于生产新区块所需时间的变化，具体计划一直被推迟，这导致了社区对开发团队的不满意，但如果生产区块的时间是确定的，可能会缓解这种情况。

4.2 降低客户端的门槛

如前所述，状态膨胀使区块的验证更加困难，这对硬件提出了更严格的要求。合并后，以太坊让之前无法保存完整网络状态的轻量级节点能够参与到网络中，并验证所有交易和状态证明。也就是说巨型矿机不再是节点的必须品，服务级别的设备就足以参与验证网络了。

4.3 无缝过渡到 POS

通过开发团队的自然设计，合并为将成为执行层的客户端提供了向 PoS 的无缝过渡。对于终端用户和开发者来说，执行层是与以太坊进行大多数互动的地方，大多数功能（例如 EVM、状态和执行方法等）和 API 不会因为合并而改变，正如有人所说，合并可能会在人睡午觉后完成，甚至没有人会注意到。

5.可能的影响

5.1 通缩

如前所述，合并将把以太坊从 PoW 转移到 PoS，停止在当前 PoW 下生产新区块，这也就结束了传统的挖矿奖励，系统中任何增量的 ETH 只能通过作为节点参与 PoS 验证过程来铸造，这将大大减少 ETH 的总供给。从下图来看，当以太坊转移到 PoS 时，ETH 的发行量预计会急剧下降。此外，即使在合并完成后，系统也不会释放任何质押锁定的 ETH。ETH 的首次解锁将在合并完成后的第一次硬分叉后授予，这将是几个月后的事情。同时，系统对每天的解锁金额和申请者总数都有严格的限额，以防止大规模的抛压。

5.2 节省能源

尽管比特币的成功令人信服地证明了 PoW 几乎无可挑剔的资质，但矿工们使用了大量的能源来反复计算可能成为资产的唯一哈希值。鉴于目前全球对低碳活动的强调，PoS 可能正是解决方案。

5.3 对 L1 层公链的竞争状况的影响

合并最终会在一定程度上影响目前 L1 层链的竞争格局。由于难度炸弹的存在，合并后时间消耗会增加得更快。理论上，矿工节点仍然能够通过分叉挖矿，但他们必须接受有限的回报和持续上升的成本之间的权衡——这意味着放弃以太坊。不过可采用的方案也很有限：在类似的 PoW 链上挖矿或者卖掉挖矿设备换取流动资金来投资 POS。对于其他 PoW 链来说，矿工的涌入和哈希率可能会改善生态系统的现状，并且提升代币的价格。对于其他 PoS 链来说，即使以太坊被指责有很多缺点，但没有人可以否认以太坊社区仍然主导着这个行业，而且安全性也是一流。合并后，以太坊的缺点将开始得到解决，生态繁荣的 L2 层生态系统将进一步降低链上交易成本，更不用说分片的整合将从整体上提高网络运营效率，也许对以太坊的需求上升最终会侵蚀其他生态系统。

6.合并的风险

6.1 会不会出现硬分叉？

回顾一下，目前的以太坊是硬分叉的产物。历史会不会重演这次类似 ETC 的硬分叉事件的大规模升级？基于目前的事实，以太坊遵循科学的技术路线和其宏大的愿景，这将极大地提高其性能，并吸引足够的热度，使未来的发展更具可持续性。另一方面，难度炸弹会迫使 PoW 矿工从以太网主网这个原始战场上撤退。此外，社区对合并的赞成度也很高，所以没有看到任何一个矿工团体发出对于分叉的强力发声。

6.2 中心化的程度是否会加强？

有些人可能会担心合并后的中心化程度。PoS 的共识机制自然赋予那些拥有大量股份的人更多的利益——换句话说，更多的投票权，这意味着对网络有更多的控制，但是这个问题并不是 PoS 独有的：在 PoW 中，拥有更多哈希率的矿工可以用挖矿的奖励购买更多哈希率，增加区块成功生成的机会。因此，PoS 并没有解决这个问题，也没有加剧这种情况。

6.3 MEV 会被取消吗？

MEV 代表矿工可提取的价值，本质上是矿工在产生新区块时的一种套利行为——类似于传统金融交易中的前置操作。具体来说，由于链上区块的空间有限，提交的交易将首先进入内存池等待矿工打包。对于矿工来说，决定这些交易被处理和上链的顺序的权利在他们手中，通常情况下，矿工会根据收到的 GAS 费用的多少来决定：GAS 费用多的交易会优先得到处理。因此，链上交易处理的优先级不是取决于提交的时间，而是取决于用户愿意提供多少 GAS 费用，这种活动给矿工带来的额外利润是 MEV。

当它变为 PoS 时，处理的程序并没有太大的变化，执行引擎代替矿工决定订单，这仍然是同一群人的事。因此，MEV 的问题并没有变化。