Prima della fusione: analisi della catena di beacon di Ethereum

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Questo rapporto è stato rilasciato come una collaborazione tra Glassnode e Ricerca CoinMarketCape potresti scarica qui la versione PDF del rapporto.

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L'unione di Ethereum è una delle prodezze ingegneristiche più impressionanti che hanno luogo nel settore delle criptovalute e l'evento si sta avvicinando rapidamente. La fusione segna la fine di molti anni di ricerca, ingegneria e sviluppo e trasformerà la blockchain di Ethereum da Proof-of-Work a un meccanismo di consenso Proof-of-Stake.

Per molti versi, questo evento potrebbe essere considerato l'equivalente della sostituzione del motore di un jet da 200 miliardi di dollari, che sta trasportando anche centinaia di miliardi di dollari di infrastrutture finanziarie, pur viaggiando a tutta velocità.

La fusione è stata formalmente programmata per aver luogo a una difficoltà terminale totale di 58.75e21, che è stimata per il 15 settembre 2022. Con la data di fusione a pochi giorni di distanza, questo rapporto introdurrà una suite di nuove metriche per aiutare a comprendere il sistema Proof-of-Stake di Ethereum e delineerà le prestazioni della Beacon Chain dal blocco di genesi del 1 dicembre 2020.

La difficoltà totale del terminale è stata impostata a 58750000000000000000000.

Ciò significa che la rete Ethereum PoW ora ha un numero (approssimativamente) fisso di hash da estrarre.https://t.co/3um744WkxZ prevede che l'unione avverrà intorno al 15 settembre, anche se la data esatta dipende dall'hashrate. pic.twitter.com/9YnloTWSi1

- vitalik.eth (@VitalikButerin) 12 Agosto 2022

Blocco Produzione e Partecipazione

Il processo di produzione dei blocchi sulla catena Beacon ha alcuni passaggi aggiuntivi rispetto a una catena Proof-of-Work equivalente. In un sistema PoW, i miner sono responsabili della costruzione del blocco, quindi trasmettono il blocco vincente a una rete di nodi, che quindi convalidano che le transazioni incluse e il modello di blocco soddisfino le regole di consenso.

Nel sistema Ethereum PoS, la produzione e la convalida dei blocchi passa attraverso i seguenti passaggi:

• La blockchain PoS è costituita da una serie di slot, che si verificano a un intervallo medio di 12 secondi. Ogni slot rappresenta un'opportunità per un validatore di costruire e proporre un blocco.
• Ciascun set sequenziale di 32 slot (6.4 minuti) è raggruppato in un Epoca.
• Un set di 128 validatori viene selezionato dal protocollo per formare un comitato per ogni Epoch.
• Un validatore di questo comitato viene scelto algoritmicamente per Proponi un blocco nel prossimo Fessura.
• I restanti validatori nel comitato forniscono attestazioni che il blocco proposto e le transazioni incluse seguano le regole del consenso.
• Le epoche vengono quindi sistematicamente finalizzate da due terzi della rete di validatori.

Il blocco di genesi di Beacon Chain era il 1 dicembre 2020 e questa nuova rete è ora operativa da 639 giorni (1.77 anni) al momento della stesura. La punta della catena ha superato l'altezza del blocco 4,557,056 e l'altezza dell'epoca 142,408.

Ogni slot può essere pensato come un'opportunità per la produzione di un blocco. Nel caso in cui il validatore selezionato per la produzione del blocco sia offline, o non riesca a proporre con successo un blocco, lo slot è considerato perse. Finora sono stati persi un totale di 41,389 slot, che rappresentano solo lo 0.908% degli slot totali fino ad oggi.

Ci sono altri casi in cui un blocco viene rifiutato dai validatori attestanti o risulta in un fork naturale. Questi blocchi sono chiamati orfanie rappresentano una versione alternativa della cronologia dei blocchi che non è stata seguita dalla maggior parte della rete. Finora sulla Beacon Chain sono stati prodotti solo 5,017 blocchi orfani, pari solo allo 0.110% degli slot.

È auspicabile che la blockchain mantenga un elevato grado di affidabilità, che è il risultato di un'elevata disponibilità del nodo del validatore, che porta a pochissimi blocchi mancati. Possiamo misurare le prestazioni aggregate della rete utilizzando il Quota di partecipazione metrica, che è il rapporto tra il numero di blocchi prodotti con successo (cioè non persi) e il totale degli slot disponibili.

La curva blu sottostante mostra il tasso di partecipazione misurato per ciascuna epoca e può essere visto essere generalmente superiore al 96%. La curva rossa mostra quindi la media giornaliera, che ha costantemente raggiunto il 99% di partecipazione in più, in particolare dal prezzo di mercato ATH nel novembre 2021. Ciò dimostra che finora i validatori sulla Beacon Chain sono costantemente online e producono blocchi quando viene assegnato uno slot.

Possiamo anche misurare il numero totale di voti di attestazione espressi dal comitato dei validatori che firmano i blocchi prodotti. Ogni attestato è effettivamente un voto "sì" per includere l'ultimo blocco proposto sulla punta della blockchain.

Con un intervallo di slot medio di 12 secondi e 127 validatori di attestazione, dovremmo aspettarci un conteggio giornaliero stabile di attestazioni compreso tra 783 e 914 attestazioni al giorno. In effetti, da agosto 2021, il totale delle attestazioni giornaliere si è stabilizzato all'interno di questo intervallo, con circa ~800 voti di attestazione al giorno.

I validatori sostituiscono i minatori

Nel sistema di consenso Ethereum PoS, i minatori sono sostituiti da validatori, che devono depositare una quota di 32 ETH per partecipare al consenso del protocollo. Il contratto di deposito Ethereum Beacon Chain è stato lanciato all'inizio di novembre 2020, consentendo ai primi utenti di depositare ETH e aiutare a far ripartire la Beacon Chain.

La prima fase della roadmap di Beacon Chain è stata la Fase 0, in cui era richiesta una soglia minima di 524,288 ETH nel contratto di deposito prima che il blocco Genesis potesse essere prodotto. È importante notare che i depositi erano (e sono tuttora) a senso unico, con ETH che non è stato possibile ritirare dal contratto di deposito fino all'aggiornamento di Shanghai, che attualmente dovrebbe essere pronto tra 6 e 18 mesi dopo la fusione.

Sebbene i depositi fossero inizialmente lenti a partire, la soglia di fase 0 è stata raggiunta in modo convincente il 24 novembre 2020, poiché un rapido aumento della fiducia della comunità ha colpito una settimana prima della data di genesi pianificata.

Negli ultimi 639 giorni, i depositi di ETH hanno continuato a confluire nel contratto Beacon Chain, man mano che lo sviluppo progrediva, le infrastrutture di staking aumentavano e la fiducia della comunità cresceva. Dal blocco della genesi è stata osservata una linea di base stabile di circa 200-250 depositi al giorno.

Ci sono stati quattro periodi notevoli di afflussi di depositi superiori alla media, tre durante il mercato rialzista 2020-21 e il più recente nel febbraio-maggio 2022. I depositi hanno rallentato a seguito del crollo del progetto LUNA-UST, che ha avuto un impatto negativo a livello di mercato sui prezzi dei token e sulla fiducia.

In totale, gli investitori hanno completato oltre 418,527 depositi della quota di 32 ETH necessari per creare un validatore. Sebbene ciò rifletta il numero di validatori a livello di consenso univoci, è importante notare che gli operatori di questi nodi di validazione possono custodire, ospitare e mantenere più validatori contemporaneamente, quindi questa metrica non misura il numero di entità di convalida univoche.

Gli operatori di derivati ​​di staking liquidi come Lido e Rocketpool, scambi centralizzati come Coinbase, Binance e Kraken e persino singoli staker singoli sono in grado di utilizzare più validatori contemporaneamente.

Il volume totale di ETH puntato sulla Beacon Chain ha ora superato i 13.409 milioni di ETH, che equivalgono all'11.22% della fornitura circolante. Il contratto di deposito Beacon Chain è ora una delle maggiori concentrazioni di fornitura sulla rete Ethereum. La quota totale di Beacon Chain può essere significativamente paragonata a ETH in tutti i contratti intelligenti che detengono il 27.0% della fornitura e gli scambi centralizzati che detengono il 16.8% della fornitura.

Questo grande volume di ETH depositato nella Beacon Chain è un segnale di fiducia nel successo della fusione da parte della comunità e degli investitori di Ethereum.

Possiamo suddividere i vari pool di capitali in staking per classificare meglio il saldo detenuto da staking pool, operatori di scambio e altri staker sconosciuti o solitari.

• Lido (rosso) è la più grande entità nella rete di staking, operando validatori che rappresentano oltre 4.164 milioni di ETH e rappresentano il 31.1% del pool di validatori.
• I 3 migliori scambi (arancione) includono Coinbase, Kraken e Binance, che hanno una partecipazione combinata di 3.565 milioni di ETH e rappresentano il 26.6% del pool di validatori.
• Tutti gli altri fornitori di partecipazioni (viola) rappresentano un ulteriore 1.269M ETH e il 9.5% del pool di validatori. Se combiniamo tutti questi operatori di pool di staking summenzionati, rappresentano una quota di 8.998 milioni di ETH e gestiscono il 67.1% del pool di validatori.
• Solo-Stakers e Unknown (verde) ospitano i restanti 4.411M ETH, che rappresentano poco meno di un terzo del pool di validatori (32.9%).

Il grafico seguente presenta questa ripartizione in termini relativi, dove possiamo vedere che i fornitori di staking sono diventati rapidamente abbastanza dominanti nel pool di validatori, con Lido che ha visto la crescita più notevole. Questo è probabilmente il risultato di una combinazione di fattori, inclusi ma non limitati a:

• Spese tecniche necessarie per far funzionare una validatrice con staking singolo.
• Convenienza e delega del rischio a servizi di staking professionale.
• Investitori con meno dei 32 ETH richiesti che mettono in comune la loro partecipazione.
• Possibilità di tokenizzare e quindi scambiare, o utilizzare come garanzia in DeFi con derivati ​​di staking come Lido, Rocketpool e più recentemente Coinbase con il prodotto cbETH.

È interessante notare che la coorte "Solo Staker and Unknown" (verde) ha leggermente aumentato il proprio dominio, apparentemente in seguito al crollo di LUNA-UST. Il predominio dei fornitori di staking ha raggiunto il picco del 69.5% e da allora è sceso al 67.2%.

Sebbene al momento il contratto di deposito della Beacon Chain sia a senso unico, le convalide possono ancora essere rimosse dallo staking pool tramite due meccanismi:

1. Uscita volontaria (blu) dove un validatore sceglie di cessare la partecipazione al consenso ed entra nella coda di uscita. Questi validatori non propongono né attestano più i blocchi, ma la puntata ETH non può ancora essere ritirata.
2. Taglio in caso di comportamento dannoso dove il protocollo espelle con la forza un validatore dal pool per comportamenti scorretti come proporre o attestare blocchi non validi o chainsplit non consensuali.

Ad oggi, solo 67 validatori hanno lasciato volontariamente il pool e si sono verificati 167 eventi di slashing. Sono necessarie ulteriori indagini per valutare se si trattava di casi di test ingegneristici durante il processo di sviluppo o di veri e propri eventi dannosi.

Prestazioni e ricavi del validatore

I validatori devono inizialmente depositare una puntata di 32 ETH per avviare un validatore e verranno espulsi dal protocollo se il loro saldo scende al di sotto di 16 ETH (in caso di perdita di inattività o taglio). Una volta che un validatore è entrato nel protocollo, il suo saldo ETH totale inizierà a cambiare a causa di una serie di fattori:

• Reddito guadagnato dall'emissione e dalle commissioni (aumento del saldo)
• Perdita di inattività se ai validatori spesso mancano blocchi o attestazioni (il saldo diminuisce).
• Ridurre in caso di comportamento dannoso (il saldo diminuisce).

C'è anche un concetto chiamato Equilibrio efficace, che è limitato a 32 ETH al rialzo e diminuisce all'incremento di 1 ETH più vicino al di sotto di questo (con un buffer minimo di 0.25 ETH). Per esempio:

• Se uno staker ha 32 ETH e guadagna 0.5 ETH in premi, il suo saldo totale (rosso) è 32.5 ETH, ma il suo saldo effettivo (verde) è ancora 32 ETH.
• Se uno staker ha 32 ETH ma perde 0.5 ETH in penalità di inattività, il suo saldo totale (rosso) è ora 31.5 ETH, ma il suo saldo effettivo (verde) viene arrotondato per difetto a 31 ETH.
• Un saldo totale di 31.250 ETH avrà un saldo effettivo di 31 ETH
• Un saldo totale di 31.249 ETH avrà un saldo effettivo di 30 ETH

Il grafico sottostante mostra l'aggregato Equilibrio effettivo (verde) che partecipa attivamente al consenso PoS. Il resto Saldo totale (rosso) è essenzialmente ETH in eccesso che può essere considerato un buffer di partecipazione inattiva. Al momento, il saldo effettivo totale è 13.357M ETH e circa 745k ETH sono inattivi (5.29% del totale).

Possiamo quindi calcolare una nuova metrica chiamata Efficacia del palo che cattura questo equilibrio in un rapporto tra ETH effettivo e totale con staking. Con il 5.29% di ETH in staking attualmente inattivo, l'efficacia dello Stake è scesa dal 100% alla genesi, al 94.7% al momento. Ciò sarà in gran parte dovuto alle entrate guadagnate dai validatori che spingono il saldo totale medio dei validatori al di sopra di 32 ETH.

Possiamo anche esaminare le entrate guadagnate finora dal pool di validatori aggregato. Nel consenso di Ethereum PoS, il tasso di emissione dipende in parte dalla quantità di ETH puntata in modo tale che, poiché più persone stanno puntando, minore è la ricompensa per validatore.

Ciò si è verificato finora, con le entrate medie annualizzate di ETH in calo da 3.65 ETH/anno al momento della genesi, a 1.42 ETH/anno oggi. Considerando che il contratto di deposito è essenzialmente a senso unico (e pochissimi validatori hanno lasciato il pool), questa diluizione della ricompensa è quasi interamente il risultato del volume crescente di ETH in staking negli ultimi 18 mesi.

Il rendimento annualizzato denominato in ETH su un deposito di 32 ETH è diminuito di conseguenza, passando da oltre il 15% al ​​momento della genesi, ad appena il 4.44% di oggi. Dopo la fusione, è probabile che gli investitori troveranno conforto nel successo dell'upgrade e depositi aggiuntivi faranno scendere ulteriormente questo rendimento.

Con entrambe le catene PoS Beacon e PoW Etheruem operative, l'emissione totale di ETH ha attualmente due fonti. Dal blocco di genesi della catena Beacon, sono stati emessi un totale di 747k ETH sulla catena PoS e 8.54 milioni di ETH sulla catena PoW. Ciò equivale a una suddivisione delle emissioni di circa l'8% di PoS rispetto al 92% di PoW.

Ciò dimostra anche come la catena PoS stia attualmente operando con emissioni significativamente inferiori rispetto alla catena PoW.

Possiamo anche eseguire una valutazione del prezzo realizzato dei depositi della Beacon Chain e dell'impatto che i premi di staking hanno avuto sull'abbassamento della base del costo medio. Il prezzo realizzato viene calcolato moltiplicando l'ETH depositato per il prezzo spot in quel momento, quindi calcolando una media sull'ETH totale puntato. Ciò fornisce una stima del "prezzo medio di deposito" per il pool di validatori.

• Il prezzo realizzato di Ethereum per l'intero mercato (viola) è di $ 1,650, che riflette il prezzo medio al quale la fornitura di ETH circolante è stata negoziata l'ultima volta.
• Il prezzo realizzato per tutti i depositi della Beacon Chain (rosso) è di $ 2,470, che è del 50% superiore alla media del mercato. Ciò significa che le monete con staking stanno trattenendo una perdita non realizzata che è il 33% più grande dell'investitore medio di ETH.
• Il prezzo realizzato per la catena Beacon, inclusi i premi per lo staking (trattino blu) è di $ 2,390, che rappresenta un vantaggio medio del 3.2% per la base dei costi degli staker, ma rimane ben al di sopra del partecipante medio al mercato.

Ciò dimostra che, nonostante gli staker abbiano guadagnato in media un ulteriore 3.2% di rendimento denominato in ETH, il mercato ribassista del 2022 ha portato il deposito medio a essere significativamente sottomarino rispetto al loro prezzo di deposito. Ciò evidenzia anche il motivo per cui i derivati ​​di staking liquidi come Lido hanno guadagnato una quota così significativa del mercato dello staking.

Mentre l'emissione sulla catena PoW è rimasta relativamente stabile a circa 2 ETH per blocco (più ~0.05-0.10 ETH in premi zio), l'emissione sulla catena PoS è aumentata costantemente man mano che più validatori sono entrati nel pool. L'emissione giornaliera totale di PoS è aumentata da circa 340 ETH/giorno agli attuali 1,623 ETH/giorno.

Se prendiamo un rapporto tra l'emissione giornaliera di ETH tramite PoS e PoW, possiamo vedere che la proporzione di emissione di ETH attribuita alla Beacon Chain è aumentata costantemente. La catena PoS ha effettivamente aumentato l'emissione netta di ETH del 2.8% al momento della genesi, a oltre il 12.4% oggi.

Infine, cercheremo di affrontare una delle più grandi domande post-unione; quale sarà l'impatto stimato sull'offerta netta di ETH con la riduzione combinata dell'emissione di PoS e il meccanismo di masterizzazione EIP1559? Il grafico seguente presenta due curve di emissione giornaliera di ETH da quando EIP1559 è stato attivato nell'agosto 2021:

• Condizione attuale (arancione), con l'emissione di ETH che si verifica sia sulla catena PoW che su quella PoS, con la masterizzazione EIP1559 attiva sul lato PoW. A parte una manciata di giorni, l'offerta di ETH è stata inflazionistica netta, oscillando tra circa 11.8k e 14.3k ETH emessi al giorno da luglio.
• Condizione simulata (blu), con solo la PoS Beacon Chain attiva e con EIP1559 live sulla catena PoS. Questo simula come sarebbe stato il mercato se la fusione fosse stata spedita con EIP1559 e mostra un chiaro sistema deflazionistico netto fino alla fine di luglio 2022, dove l'emissione si stabilizza tra +500 e +1,000 ETH/giorno.

Data la domanda on-chain, e quindi i prezzi del gas sono attualmente molto bassi, ciò evidenzia che con qualsiasi aumento significativo della pressione sulle commissioni del gas, si può ragionevolmente prevedere che ETH diventi un asset netto di offerta deflazionistica.

Sintesi e conclusioni

L'unione di Ethereum si sta avvicinando rapidamente ed è il culmine di molti anni di duro lavoro e notevoli sforzi di ingegneria e ricerca. Con tutte le reti di test di Ethereum che hanno completato con successo la fusione negli ultimi mesi, la fusione della rete principale è stata formalmente programmata ed è prevista per il 15 settembre 2022.

In questo report abbiamo esplorato i meccanismi fondamentali del nuovo meccanismo di consenso Proof-of-Stake di Ethereum e come possiamo studiare le prestazioni di rete della Beacon Chain. Abbiamo valutato le prestazioni della Beacon Chain fino ad oggi e abbiamo profilato i depositi del validatore, i flussi di entrate e le possibili implicazioni sulle dinamiche di fornitura netta di ETH.

Con oltre l'11.2% della fornitura in circolazione di ETH che ora partecipa al consenso PoS, rappresenta un significativo voto di fiducia da parte della comunità di Ethereum. Non vediamo l'ora di una fusione della rete principale di successo e di analizzare il nuovo e affascinante meccanismo di consenso Proof-of-Stake nel futuro.

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