Vóór de fusie: de Ethereum Beacon-keten analyseren

---

Dit rapport is uitgebracht als een samenwerking tussen Glassnode en CoinMarketCap-onderzoek, en dat mag download hier de pdf-versie van het rapport.

---

De Ethereum Merge is een van de meest indrukwekkende technische hoogstandjes in de cryptocurrency-industrie, en het evenement nadert snel. De Merge markeert het einde van vele jaren van onderzoek, engineering en ontwikkeling, en zal de Ethereum-blockchain overzetten van Proof-of-Work naar een Proof-of-Stake-consensusmechanisme.

In veel opzichten kan deze gebeurtenis worden beschouwd als het equivalent van het verwisselen van de motor van een jet van $ 200 miljard, dat ook honderden miljarden dollars aan financiële infrastructuur vervoert, terwijl het ook op volle snelheid reist.

De samenvoeging is formeel gepland voor een totale moeilijkheidsgraad van 58.75 e21, naar schatting op 15 september-2022. Met de Merge-datum slechts enkele dagen verwijderd, introduceert dit rapport een reeks nieuwe statistieken om het Ethereum Proof-of-Stake-systeem beter te begrijpen, en zal het de prestaties van de Beacon Chain profileren sinds het genesisblok op 1 december-2020.

De totale moeilijkheidsgraad van de terminal is ingesteld op 58750000000000000000000.

Dit betekent dat het ethereum PoW-netwerk nu een (ruwweg) vast aantal hashes heeft om te minen.https://t.co/3um744WkxZ voorspelt dat de samenvoeging rond 15 september zal plaatsvinden, hoewel de exacte datum afhangt van de hashrate. pic.twitter.com/9YnloTWSi1

- vitalik.eth (@VitalikButerin) 12 Augustus 2022

Productie en deelname blokkeren

Het blokproductieproces op de Beacon Chain heeft een paar extra stappen dan een gelijkwaardige Proof-of-Work-keten. In een PoW-systeem zijn miners verantwoordelijk voor het bouwen van blokken en zenden ze hun winnende blok vervolgens uit naar een netwerk van knooppunten, die vervolgens valideren dat de opgenomen transacties en bloksjabloon voldoen aan de consensusregels.

In het Ethereum PoS-systeem doorloopt de blokproductie en -validatie de volgende stappen:

• De PoS-blockchain is opgebouwd uit een reeks slots, die met een gemiddeld interval van 12 seconden plaatsvinden. Elk slot vertegenwoordigt een kans voor een validator om een ​​blok te bouwen en voor te stellen.
• Elke opeenvolgende set van 32 slots (6.4 minuten) is gegroepeerd in een Tijdperk.
• Een set van 128 validators wordt door het protocol geselecteerd om voor elk tijdperk een commissie te vormen.
• Eén validator van deze commissie wordt algoritmisch gekozen om: Stel een blok voor in de komende Sleuf.
• De overige validators in de commissie geven: Attesten dat de voorgestelde blokkering en opgenomen transacties de consensusregels volgen.
• Tijdvakken worden vervolgens systematisch afgerond door tweederde van het validatornetwerk.

Het Genesis-blok van Beacon Chain was op 1 december 2020 en dit nieuwe netwerk is nu 639 dagen (1.77 jaar) operationeel op het moment van schrijven. De kettingpunt heeft de blokhoogte 4,557,056 overtroffen en de tijdperkhoogte 142,408.

Elk slot kan worden gezien als een kans om een ​​blok te produceren. In het geval dat de validator die is geselecteerd voor blokproductie offline is, of er niet in slaagt om met succes een blok voor te stellen, wordt het slot beschouwd als gemiste. Tot nu toe zijn er in totaal 41,389 slots gemist, wat neerkomt op slechts 0.908% van het totale aantal slots tot nu toe.

Er zijn andere gevallen waarin een blok wordt afgewezen door de validerende validators, of resulteert in een natuurlijk voorkomende vork. Deze blokken heten weeskinderen, en vertegenwoordigen een alternatieve versie van de blokgeschiedenis die niet werd gevolgd door de meerderheid van het netwerk. Er zijn tot nu toe slechts 5,017 weesblokken geproduceerd op de Beacon Chain, goed voor slechts 0.110% van de slots.

Het is wenselijk dat de blockchain een hoge mate van betrouwbaarheid behoudt, wat het resultaat is van een hoge uptime van validatorknooppunten, wat leidt tot zeer weinig gemiste blokken. We kunnen de totale netwerkprestaties meten met behulp van de Participatie ratio metrisch, wat de verhouding is tussen het aantal blokken dat met succes is geproduceerd (dwz niet gemist) en het totale aantal beschikbare slots.

De blauwe curve hieronder geeft de gemeten participatiegraad voor elk tijdperk weer, en is over het algemeen hoger dan 96%. De rode curve toont dan het dagelijkse gemiddelde, dat consequent 99%+ deelname heeft bereikt, vooral sinds de marktprijs ATH in november 2021. Dit toont aan dat validators op de Beacon Chain tot nu toe consequent online zijn en blokken produceren wanneer ze een slot toegewezen krijgen.

We kunnen ook het totale aantal atteststemmen meten dat is uitgebracht door het comité van validators die de geproduceerde blokken aftekenen. Elke attestatie is in feite een 'ja'-stem om het laatste voorgestelde blok aan het uiteinde van de blockchain op te nemen.

Met een gemiddeld slotinterval van 12 seconden en 127 validators voor attesten, zouden we een stabiel dagelijks aantal attesten moeten verwachten van tussen de 783k en 914k attesten per dag. Sinds augustus 2021 is het totale aantal dagattesten inderdaad binnen dit bereik gestabiliseerd, met ongeveer ~800 atteststemmen per dag.

Validators vervangen mijnwerkers

In het Ethereum PoS-consensussysteem worden miners vervangen door validators, die een inzet van 32 ETH moeten storten om deel te nemen aan protocolconsensus. Het Ethereum Beacon Chain-stortingscontract werd begin november 2020 gelanceerd, waardoor early adopters ETH kunnen storten en de Beacon Chain een vliegende start kunnen geven.

De eerste fase van de Beacon Chain-roadmap was Fase 0, waar een minimumdrempel van 524,288 ETH vereist was in het depositocontract voordat het Genesis-blok kon worden geproduceerd. Het is belangrijk op te merken dat deposito's eenrichtingsverkeer waren (en nog steeds zijn), waarbij ETH niet uit het depositocontract kon worden ingetrokken tot de Shanghai-upgrade, die momenteel naar verwachting 6 tot 18 maanden na de Fusie gereed zal zijn.

Hoewel deposito's aanvankelijk traag op gang kwamen, werd de Phase 0 Threshold overtuigend bereikt op 24 november 2020, toen een week voor de geplande datum van ontstaan ​​een snelle boost in het vertrouwen van de gemeenschap toesloeg.

In de afgelopen 639 dagen zijn ETH-deposito's in het Beacon Chain-contract blijven stromen, naarmate de ontwikkeling vorderde, de stakingsinfrastructuur toenam en het vertrouwen van de gemeenschap groeide. Sinds het ontstaansblok is een stabiele basislijn van ongeveer 200 tot 250 afzettingen per dag waargenomen.

Er zijn vier opmerkelijke periodes geweest met een hoger dan gemiddelde instroom van deposito's, waarvan drie tijdens de bullmarkt van 2020-21 en de meest recente in februari-mei 2022. De deposito's zijn vertraagd na de ineenstorting van het LUNA-UST-project, dat een marktbrede negatieve impact op symbolische prijzen en vertrouwen.

In totaal hebben beleggers meer dan 418,527 stortingen gedaan van de 32 ETH-inzet die nodig is om een ​​validator op te zetten. Hoewel dit het aantal unieke validators op consensusniveau weerspiegelt, is het belangrijk op te merken dat operators van deze validatorknooppunten meerdere validators tegelijk kunnen bewaren, hosten en onderhouden, dus deze statistiek meet niet het aantal unieke validerende entiteiten.

Exploitanten van liquid-staking-derivaten zoals Lido en Rocketpool, gecentraliseerde beurzen zoals Coinbase, Binance en Kraken, en zelfs individuele solo-stakers kunnen meerdere validators tegelijk bedienen.

Het totale volume ETH dat op de Beacon Chain is ingezet, heeft nu 13.409 miljoen ETH overschreden, wat overeenkomt met 11.22% van het circulerende aanbod. Het Beacon Chain-depositocontract is nu een van de grootste leveringsconcentraties op het Ethereum-netwerk. Het totale belang van Beacon Chain kan zinvol worden vergeleken met ETH in alle slimme contracten die 27.0% van het aanbod in handen hebben, en gecentraliseerde beurzen die 16.8% van het aanbod in handen hebben.

Dit grote volume ETH dat in de Beacon Chain is gestort, is een signaal van vertrouwen in het succes van de Merge van de Ethereum-gemeenschap en investeerders.

We kunnen de verschillende pools van ingezet kapitaal uitsplitsen om het saldo van stakende pools, beursoperators en andere onbekende of individuele stakers beter te classificeren.

• Lido (rood) is de grootste entiteit in het stakingsnetwerk, met validators die goed zijn voor meer dan 4.164M ETH en 31.1% van de validatorpool vertegenwoordigen.
• Top 3 beurzen (oranje) omvatten Coinbase, Kraken en Binance, die een gecombineerd belang hebben van 3.565 miljoen ETH, en goed zijn voor 26.6% van de validatorpool.
• Alle andere Stake Providers (paars) goed voor een extra 1.269 miljoen ETH en 9.5% van de validatorpool. Als we al deze bovengenoemde staking pool-operators combineren, vertegenwoordigen ze een belang van 8.998 miljoen ETH en exploiteren ze 67.1% van de validator-pool.
• Solo-Stakers en Onbekend (groen) host de resterende 4.411 miljoen ETH, goed voor iets minder dan een derde van de validatorpool (32.9%).

De onderstaande grafiek geeft deze uitsplitsing in relatieve termen weer, waarbij we kunnen zien dat aanbieders van uitzetten snel behoorlijk dominant werden in de validatorpool, waarbij Lido de meest opmerkelijke groei zag. Dit is waarschijnlijk het resultaat van een combinatie van factoren, waaronder maar niet beperkt tot:

• Technische overhead die nodig is om een ​​validator voor solo-staking te bedienen.
• Gemak en risicodelegatie naar professionele uitzetdiensten.
• Beleggers met minder dan de vereiste 32-ETH bundelen hun belang.
• Mogelijkheid om te tokeniseren en vervolgens te handelen, of te gebruiken als onderpand in DeFi met staking-derivaten zoals Lido, Rocketpool en meer recentelijk Coinbase met het cbETH-product.

Interessant is dat het cohort 'Solo Staker en Onbekend' (groen) hun dominantie iets heeft vergroot, schijnbaar na de ineenstorting van LUNA-UST. De dominantie van de provider bereikte een piek van 69.5% en is sindsdien gedaald tot 67.2%.

Hoewel het Beacon Chain-stortingscontract op dit moment eenrichtingsverkeer is, kunnen validaties nog steeds via twee mechanismen uit de inzetpool worden verwijderd:

1. Vrijwillig vertrek (blauw) waarbij een validator ervoor kiest om niet langer deel te nemen aan consensus en in de exit-wachtrij komt. Deze validatoren stellen niet langer blokkeringen voor of bevestigen deze, maar de ETH-inzet kan nog niet worden ingetrokken.
2. Snijden bij kwaadaardig gedrag waarbij het protocol met geweld een validator uit de pool verwijdert wegens wangedrag, zoals het voorstellen of bevestigen van ongeldige blokkeringen of niet-consensusketensplitsingen.

Tot op heden hebben slechts 67 validators vrijwillig de pool verlaten en hebben 167 slashing-evenementen plaatsgevonden. Verder onderzoek is nodig om te beoordelen of dit gevallen waren van technische tests tijdens het ontwikkelingsproces of echte kwaadwillende gebeurtenissen.

Validatorprestaties en inkomsten

Validators moeten in eerste instantie een inzet van 32 ETH storten om een ​​validator te starten, en worden uit het protocol verwijderd als hun saldo onder 16 ETH daalt (in het geval van inactiviteit, lekkage of slashing). Zodra een validator het protocol heeft ingevoerd, zal hun totale ETH-saldo beginnen te veranderen als gevolg van een aantal factoren:

• Inkomsten verdiend met uitgifte en vergoedingen (saldoverhoging)
• Inactiviteit lek als validators vaak blokken of attesten missen (saldo daalt).
• hakken bij kwaadwillend gedrag (saldo daalt).

Er is ook een concept genaamd Effectieve balans, die aan de bovenkant is afgetopt op 32 ETH en afneemt tot de dichtstbijzijnde 1 ETH-verhoging daaronder (met een minimale buffer van 0.25 ETH). Bijvoorbeeld:

• Als een staker 32 ETH heeft en 0.5 ETH aan beloningen verdient, is hun totale saldo (rood) 32.5 ETH, maar hun effectieve saldo (groen) is nog steeds 32 ETH.
• Als een staker 32 ETH heeft maar 0.5 ETH lekt aan inactiviteitsboete, is hun totale saldo (rood) nu 31.5 ETH, maar hun effectieve saldo (groen) wordt naar beneden afgerond op 31 ETH.
• Een totaal saldo van 31.250 ETH heeft een effectief saldo van 31 ETH
• Een totaal saldo van 31.249 ETH heeft een effectief saldo van 30 ETH

De onderstaande grafiek toont het totaal Effectieve balans (groen) die actief deelneemt aan PoS-consensus. De resterende Totaal saldo (rood) is in wezen overtollige ETH die kan worden beschouwd als een buffer van inactief belang. Op dit moment is het totale effectieve saldo 13.357 miljoen ETH en ongeveer 745k ETH is inactief (5.29% van het totaal).

We kunnen dan een nieuwe metriek berekenen met de naam Effectiviteit van de inzet die dit saldo vastlegt in een verhouding tussen effectieve en totale ingezette ETH. Nu 5.29% van de ingezette ETH inactief is, is de effectiviteit van de inzet gedaald van 100% bij het ontstaan ​​naar 94.7% op dit moment. Dit zal grotendeels te danken zijn aan de inkomsten die worden verdiend door validators die het gemiddelde totale saldo van validators boven 32 ETH duwen.

We kunnen ook de inkomsten onderzoeken die tot nu toe door de verzamelde validatorpool zijn verdiend. In de Ethereum PoS-consensus is het uitgiftepercentage gedeeltelijk afhankelijk van de hoeveelheid ETH die wordt ingezet, zodat hoe meer mensen inzetten, hoe lager de beloning per validator.

Dit is tot nu toe gelukt, waarbij de gemiddelde ETH-inkomsten op jaarbasis daalden van 3.65 ETH/jr bij het ontstaan ​​tot 1.42 ETH/jr vandaag. Aangezien het stortingscontract in wezen eenrichtingsverkeer is (en er zijn maar heel weinig validators die de pool hebben verlaten), is deze beloningsverdunning bijna volledig het gevolg van het toenemende aantal ingezette ETH in de afgelopen 18 maanden.

Het op jaarbasis uitgedrukte ETH-rendement op een 32 ETH-storting is dienovereenkomstig gedaald, van meer dan 15% bij het ontstaan ​​tot slechts 4.44% vandaag. Na de fusie is het waarschijnlijk dat beleggers troost zullen vinden in de succesvolle upgrade, en extra stortingen zullen dit rendement nog lager doen dalen.

Nu zowel de PoS Beacon Chain als de bestaande PoW Etheruem-ketens operationeel zijn, heeft de totale uitgifte van ETH momenteel twee bronnen. Sinds het ontstaansblok van Beacon Chain is in totaal 747k ETH uitgegeven op de PoS-keten en 8.54 miljoen ETH op de PoW-keten. Dit komt overeen met een uitgifteverdeling van ongeveer 8% PoS versus 92% PoW.

Dit laat ook zien hoe de PoS-keten momenteel werkt met aanzienlijk lagere uitgiften ten opzichte van de PoW-keten.

We kunnen ook een beoordeling uitvoeren van de gerealiseerde prijs van Beacon Chain-stortingen en de impact van stakingsbeloningen op het verlagen van de gemiddelde kostenbasis. De gerealiseerde prijs wordt berekend door de op dat moment gestorte ETH te vermenigvuldigen met de contante prijs en vervolgens een gemiddelde te nemen van de totale ingezette ETH. Dit geeft een schatting van de 'gemiddelde aanbetalingsprijs' voor de validatorpool.

• Ethereum Gerealiseerde prijs voor de hele markt (paars) is $ 1,650, wat de gemiddelde prijs weergeeft waartegen het circulerende ETH-aanbod voor het laatst is verhandeld.
• Gerealiseerde prijs voor alle Beacon Chain-stortingen (rood) is $ 2,470, wat 50% hoger is dan het gemiddelde voor de markt. Dit betekent dat ingezette munten een niet-gerealiseerd verlies hebben dat 33% groter is dan de gemiddelde ETH-belegger.
• Gerealiseerde prijs voor Beacon Chain inclusief inzetbeloningen (blauw streepje) is $ 2,390, wat een gemiddeld voordeel van 3.2% vertegenwoordigt voor de kostenbasis van stakers, maar ruim boven de gemiddelde marktdeelnemer blijft.

Dit toont aan dat ondanks het feit dat stakers gemiddeld 3.2% extra ETH-rendement verdienden, de berenmarkt van 2022 ertoe heeft geleid dat de gemiddelde storting aanzienlijk onder water staat ten opzichte van hun stortingsprijs. Dit benadrukt ook waarom liquide staking-derivaten zoals Lido zo'n aanzienlijk aandeel van de stakingsmarkt hebben veroverd.

Terwijl de uitgifte op de PoW-keten relatief stabiel is gebleven op ongeveer 2 ETH per blok (plus ~0.05 tot 0.10 ETH in oombeloningen), is de uitgifte op de PoS-keten gestaag toegenomen naarmate meer validators de pool betraden. De totale dagelijkse PoS-uitgifte is gestegen van ongeveer 340 ETH/dag tot 1,623 ETH/dag op dit moment.

Als we een verhouding nemen tussen de dagelijkse ETH-uitgifte via PoS en PoW, kunnen we zien dat het aandeel van de ETH-uitgifte dat wordt toegeschreven aan de Beacon Chain gestaag is gestegen. De PoS-keten heeft de netto ETH-uitgifte effectief met 2.8% verhoogd bij het ontstaan, tot meer dan 12.4% vandaag.

Ten slotte zullen we proberen een van de grootste vragen na de samenvoeging aan te pakken; wat zal de geschatte impact op de netto ETH-voorziening zijn met de gecombineerde vermindering van PoS-uitgifte en het EIP1559-brandmechanisme? De onderstaande grafiek toont twee curven van de dagelijkse ETH-uitgifte sinds EIP1559 in augustus 2021 live ging:

• Huidige staat (oranje), waarbij ETH-uitgifte plaatsvindt op zowel de PoW- als PoS-ketens, met de EIP1559-brandwond actief aan de PoW-kant. Afgezien van een handvol dagen, is het ETH-aanbod sinds juli netto inflatoir geweest en schommelt het tussen ongeveer 11.8k en 14.3k ETH die per dag wordt uitgegeven.
• Gesimuleerde toestand (blauw), met alleen de PoS Beacon Chain actief en met EIP1559 live op de PoS-keten. Dit simuleert hoe de markt eruit zou hebben gezien als de Merge was verzonden met EIP1559, en het toont een duidelijk netto deflatoir systeem tot eind juli 2022, waar de uitgifte stabiliseert rond +500 tot +1,000 ETH/dag.

Gezien de vraag in de keten, en dus de gasprijzen op dit moment erg zacht zijn, benadrukt dit dat met een zinvolle stijging van de druk op de gastarieven, redelijkerwijs kan worden verwacht dat ETH een netto deflatoir aanbodactiva wordt.

Samenvatting en conclusies

De Ethereum-fusie nadert snel en is het hoogtepunt van vele jaren hard werken en opmerkelijke engineering- en onderzoeksinspanningen. Nu alle Ethereum-testnetten de afgelopen maanden de samenvoeging met succes hebben voltooid, is de samenvoeging van het hoofdnet formeel gepland en wordt deze geschat op 15 september-2022.

In dit rapport hebben we de fundamentele mechanica van het nieuwe Proof-of-Stake-consensusmechanisme van Ethereum onderzocht en hoe we de netwerkprestaties van de Beacon Chain kunnen bestuderen. We hebben de prestaties van de Beacon Chain tot nu toe beoordeeld en geprofileerde validatordeposito's, inkomstenstromen en mogelijke implicaties voor de netto ETH-toevoerdynamiek.

Met meer dan 11.2% van het circulerende ETH-aanbod dat nu deelneemt aan de PoS-consensus, vertegenwoordigt dit een aanzienlijke blijk van vertrouwen van de Ethereum-gemeenschap. We kunnen uitkijken naar een succesvolle Main-net Merge en het analyseren van het nieuwe en fascinerende Proof-of-Stake consensusmechanisme in de toekomst.

---