Før sammenslåingen: Analyserer Ethereum Beacon-kjeden

---

Denne rapporten ble utgitt som et samarbeid mellom Glassnode, og CoinMarketCap Research, og du kan last ned PDF-versjonen av rapporten her.

---

Ethereum Merge er en av de mest imponerende tekniske bragdene som har funnet sted i kryptovalutaindustrien, og begivenheten nærmer seg med stormskritt. Sammenslåingen markerer slutten på mange års forskning, engineering og utvikling, og vil overføre Ethereum-blokkjeden fra Proof-of-Work til en Proof-of-Stake-konsensusmekanisme.

På mange måter kan denne begivenheten betraktes som ekvivalent med å bytte ut motoren til et jetfly på 200 milliarder dollar, som også frakter økonomisk infrastruktur verdt hundrevis av milliarder dollar, samtidig som det reiser i full fart.

Sammenslåingen er formelt planlagt å finne sted ved en total terminalvanskelighet på 58.75e21, som anslås å være 15. september 2022. Med sammenslåingsdatoen bare dager unna, vil denne rapporten introdusere en rekke nye beregninger for å hjelpe til med å forstå Ethereum Proof-of-Stake-systemet, og vil profilere ytelsen til Beacon Chain siden oppstartsblokken 1. desember 2020.

Terminalens totale vanskelighetsgrad er satt til 58750000000000000000000.

Dette betyr at ethereum PoW-nettverket nå har et (omtrent) fast antall hashes igjen til mine.https://t.co/3um744WkxZ spår at sammenslåingen vil skje rundt 15. september, selv om den nøyaktige datoen avhenger av hashrate. pic.twitter.com/9YnloTWSi1

- vitalik.eth (@VitalikButerin) August 12, 2022

Blokkproduksjon og deltakelse

Blokkproduksjonsprosessen på Beacon Chain har noen få ekstra trinn enn en tilsvarende Proof-of-Work-kjede. I et PoW-system er gruvearbeidere ansvarlige for blokkkonstruksjon, og sender deretter vinnerblokken sin til et nettverk av noder, som deretter validerer at de inkluderte transaksjonene og blokkmalen oppfyller konsensusreglene.

I Ethereum PoS-systemet går blokkproduksjon og validering gjennom følgende trinn:

• PoS-blokkjeden er konstruert av en serie spor, som skjer med et gjennomsnittlig intervall på 12 sekunder. Hvert spor representerer en mulighet for en validator til å bygge og foreslå en blokk.
• Hvert sekvensielt sett med 32 spor (6.4 minutter) er gruppert i en Epoke.
• Et sett med 128 validatorer velges av protokollen for å danne en komité for hver epoke.
• En validator av denne komiteen er algoritmisk valgt til Foreslå en blokk i kommende Slot.
• De resterende validatorene i komiteen gir Attester at de foreslåtte blokkerings- og inkluderte transaksjonene følger konsensusreglene.
• Epoker avsluttes deretter systematisk av to tredjedeler av validatornettverket.

Beacon Chain genesis-blokken var 1. desember 2020, og dette nye nettverket har nå vært i drift i 639 dager (1.77 år) i skrivende stund. Kjedespissen har overgått blokkhøyde 4,557,056, og epokehøyde 142,408.

Hvert spor kan betraktes som en mulighet for å produsere en blokk. I tilfelle at validatoren som er valgt for blokkproduksjon er frakoblet, eller ikke klarer å foreslå en blokkering, anses sporet å være savnet. Så langt har totalt 41,389 0.908 spilleautomater blitt savnet, noe som representerer bare XNUMX % av det totale antallet spilleautomater til dags dato.

Det er andre tilfeller der en blokkering blir avvist av de attesterende validatorene, eller resulterer i en naturlig forekommende gaffel. Disse blokkene kalles foreldreløse, og representerer en alternativ versjon av blokkhistorie som ikke ble fulgt av flertallet av nettverket. Bare 5,017 0.110 foreldreløse blokker har blitt produsert på Beacon Chain så langt, og utgjør bare XNUMX % av spilleautomatene.

Det er ønskelig at blokkjeden opprettholder en høy grad av pålitelighet, som er et resultat av høy oppetid for validatornoden, noe som fører til svært få tapte blokker. Vi kan måle den samlede nettverksytelsen ved å bruke Deltakelsesrate metrikk, som er forholdet mellom antall blokker som er vellykket produsert (dvs. ikke gått glipp av), og det totale antallet tilgjengelige spor.

Den blå kurven nedenfor viser den målte deltakelsesraten for hver epoke, og kan sees å være generelt høyere enn 96 %. Den røde kurven viser deretter det daglige gjennomsnittet, som konsekvent har nådd 99 %+ deltakelse, spesielt siden markedsprisen ATH i november 2021. Dette viser at så langt er validatorer på Beacon Chain konsekvent online og produserer blokker når de tildeles en spilleautomat.

Vi kan også måle det totale antallet attesteringsstemmer avgitt av komiteen av validatorer som signerer av de produserte blokkene. Hver attestasjon er faktisk en "ja"-stemme for å inkludere den siste foreslåtte blokken på spissen av blokkjeden.

Med et gjennomsnittlig sporintervall på 12 sekunder, og 127 attesteringsvalidatorer, bør vi forvente et stabilt daglig attestasjonstall på mellom 783 914 og 2021 800 attester per dag. Faktisk, siden august XNUMX, har de totale daglige attestene stabilisert seg innenfor dette området, med rundt ~XNUMX XNUMX atteststemmer per dag.

Validatorer erstatter gruvearbeidere

I Ethereum PoS-konsensussystemet erstattes gruvearbeidere med validatorer, som må sette inn en innsats på 32 ETH for å delta i protokollkonsensus. Ethereum Beacon Chain-innskuddskontrakten ble lansert tidlig i november 2020, og lar tidlige brukere deponere ETH og hjelpe til med å sette i gang Beacon Chain.

Den første fasen av Beacon Chain-veikartet var fase 0, der en minimumsterskel på 524,288 6 ETH var nødvendig i innskuddskontrakten før Genesis-blokken kunne produseres. Det er viktig å merke seg at innskudd var (og fortsatt er) enveis, med ETH som ikke kunne trekkes fra innskuddskontrakten før Shanghai-oppgraderingen, som for øyeblikket forventes å være klar 18 til XNUMX måneder etter sammenslåingen.

Mens innskuddene i utgangspunktet var trege med å starte, ble fase 0-terskelen truffet på overbevisende måte 24. november 2020, da en rask økning i tilliten til samfunnet fant sted en uke før den planlagte tilblivelsesdatoen.

I løpet av de siste 639 dagene har ETH-innskudd fortsatt å strømme inn i Beacon Chain-kontrakten, ettersom utviklingen skred frem, innsatsinfrastrukturen økte og tilliten til samfunnet vokste. En stabil baseline på rundt 200 til 250 avsetninger per dag har blitt observert siden geneseblokken.

Det har vært fire bemerkelsesverdige perioder med høyere enn gjennomsnittlig innskuddstilførsel, med tre i løpet av oksemarkedet 2020-21, og den siste i februar-mai 2022. Innskuddene har avtatt etter kollapsen av LUNA-UST-prosjektet, som hadde en markedsomfattende negativ innvirkning på tokenpriser og tillit.

Totalt har investorer fullført over 418,527 32 innskudd av de XNUMX ETH-innsatsene som kreves for å sette opp en validator. Selv om dette gjenspeiler antallet unike validatorer på konsensusnivå, er det viktig å merke seg at operatører av disse validatornodene kan forvalte, være vert for og vedlikeholde flere validatorer samtidig, så denne beregningen måler ikke antallet unike validerende enheter.

Operatører av flytende innsatsderivater som Lido og Rocketpool, sentraliserte børser som Coinbase, Binance og Kraken, og til og med individuelle solo-stakere er i stand til å betjene flere validatorer samtidig.

Det totale volumet av ETH satset på Beacon Chain har nå passert 13.409M ETH, som tilsvarer 11.22% av den sirkulerende forsyningen. Beacon Chain depositumkontrakten er nå en av de største forsyningskonsentrasjonene på Ethereum-nettverket. Den totale Beacon Chain-andelen kan meningsfullt sammenlignes med ETH i alle smarte kontrakter som har 27.0 % av forsyningen, og sentraliserte børser som har 16.8 % av forsyningen.

Dette store volumet av ETH deponert i Beacon Chain er et signal om tillit til suksessen til sammenslåingen fra Ethereum-samfunnet og investorer.

Vi kan dele opp de ulike poolene med innsatskapital for bedre å klassifisere balansen som holdes av innsatspuljer, børsoperatører og andre ukjente eller solo-aktører.

• Lido (rød) er den største enheten i innsatsnettverket, og driver validatorer som står for over 4.164 millioner ETH, og representerer 31.1 % av valideringsgruppen.
• Topp 3 børser (oransje) inkluderer Coinbase, Kraken og Binance, som har en samlet eierandel på 3.565M ETH, og står for 26.6% av validatorpoolen.
• Alle andre innsatsleverandører (lilla) står for ytterligere 1.269 millioner ETH og 9.5 % av validatorpoolen. Hvis vi kombinerer alle disse nevnte innsatspooloperatørene, representerer de en eierandel på 8.998 millioner ETH, og driver 67.1 % av valideringspoolen.
• Solo-Stakers og Ukjent (grønn) vert for de resterende 4.411M ETH, som står for i underkant av en tredjedel av validatorpoolen (32.9%).

Diagrammet nedenfor presenterer denne fordelingen i relative termer, der vi kan se at innsatsleverandører raskt ble ganske dominerende i validatorpoolen, med Lido som hadde den mest bemerkelsesverdige veksten. Dette er sannsynligvis et resultat av en kombinasjon av faktorer, inkludert, men ikke begrenset til:

• Teknisk overhead kreves for å betjene en solo-staking-validator.
• Delegering av bekvemmelighet og risiko til profesjonelle innsatstjenester.
• Investorer med mindre enn de nødvendige 32-ETH som samler sin eierandel.
• Evne til å tokenisere og deretter handle, eller bruke som sikkerhet i DeFi med innsatsderivater som Lido, Rocketpool og mer nylig Coinbase med cbETH-produktet.

Interessant nok har 'Solo Staker and Unknown'-kohorten (grønn) økt sin dominans litt, tilsynelatende etter kollapsen av LUNA-UST. Innsatsleverandørdominansen nådde en topp på 69.5 %, og har siden falt til 67.2 %.

Selv om innskuddskontrakten for Beacon Chain er enveiskjørt for øyeblikket, kan valideringer fortsatt fjernes fra innsatspuljen via to mekanismer:

1. Frivillig utgang (blå) der en validator velger å slutte å delta i konsensus, og går inn i utgangskøen. Disse validatorene foreslår eller attesterer ikke lenger blokkeringer, men ETH-andelen kan ennå ikke trekkes tilbake.
2. Skjæring ved ondsinnet oppførsel der protokollen tvangskaster ut en validator fra bassenget for feil oppførsel som å foreslå, eller bekrefte ugyldige blokkeringer, eller kjededeling uten konsensus.

Til dags dato har bare 67 validatorer frivillig forlatt bassenget, og 167 slashing-hendelser har funnet sted. Ytterligere etterforskning er nødvendig for å vurdere om dette var tilfeller av ingeniørtesting under utviklingsprosessen, eller ekte ondsinnede hendelser.

Validator ytelse og inntekt

Validatorer må først sette inn en innsats på 32 ETH for å starte en validator, og vil bli kastet ut av protokollen hvis saldoen deres faller under 16 ETH (i tilfelle inaktivitetslekkasje eller slashing). Når en validator har angitt protokollen, vil deres totale ETH-saldo begynne å endre seg på grunn av en rekke faktorer:

• Inntekter opptjent fra utstedelse og gebyrer (saldoøkning)
• Inaktivitetslekkasje hvis validatorer ofte går glipp av blokkeringer eller attester (balansen synker).
• slashing ved ondsinnet oppførsel (balansen synker).

Det er også et konsept som heter Effektiv balanse, som er begrenset til 32 ETH på oppsiden, og synker til nærmeste 1 ETH inkrement under dette (med en minimum buffer på 0.25 ETH). For eksempel:

• Hvis en staker har 32 ETH og tjener 0.5 ETH i belønning, er deres totale saldo (rød) 32.5 ETH, men deres effektive saldo (grønn) er fortsatt 32 ETH.
• Hvis en staker har 32 ETH men lekker 0.5 ETH i inaktivitetsstraff, er deres totale saldo (rød) nå 31.5 ETH, men deres effektive saldo (grønn) rundes ned til 31 ETH.
• En totalsaldo på 31.250 ETH vil ha en effektiv saldo på 31 ETH
• En totalsaldo på 31.249 ETH vil ha en effektiv saldo på 30 ETH

Diagrammet nedenfor viser aggregatet Effektiv balanse (grønn) som aktivt deltar i PoS-konsensus. Det gjenværende Totalsaldo (rød) er i hovedsak overskytende ETH som kan betraktes som en buffer for inaktiv innsats. For øyeblikket er den totale effektive saldoen 13.357M ETH, og rundt 745k ETH er inaktiv (5.29% av totalen).

Vi kan deretter beregne en ny metrikk kalt Innsatseffektivitet som fanger opp denne balansen i forholdet mellom effektiv og total innsats ETH. Med 5.29 % av satset ETH for øyeblikket inaktiv, har innsatseffektiviteten falt fra 100 % ved oppstart, til 94.7 % for øyeblikket. Dette vil i stor grad skyldes inntekter opptjent av validatorer som presser den gjennomsnittlige totalbalansen for validatorer over 32 ETH.

Vi kan også undersøke inntektene opptjent av den samlede valideringspoolen så langt. I Ethereum PoS-konsensus er utstedelsesraten delvis avhengig av mengden ETH som satses, slik at jo flere som satser, jo lavere er belønningen per validator.

Dette har utspilt seg så langt, med den årlige gjennomsnittlige ETH-inntekten som falt fra 3.65 ETH/år ved tilblivelse, til 1.42 ETH/år i dag. Tatt i betraktning at innskuddskontrakten i hovedsak er én vei (og svært få validatorer har forlatt bassenget), er denne belønningsutvanningen nesten utelukkende et resultat av det økende volumet av satset ETH i løpet av de siste 18 månedene.

Den årlige ETH-denominerte avkastningen på et innskudd på 32 ETH har falt tilsvarende, og falt fra over 15 % ved oppstart, til bare 4.44 % i dag. Etter sammenslåing er det sannsynlig at investorer vil finne trøst i den vellykkede oppgraderingen, og ytterligere innskudd vil drive denne avkastningen enda lavere.

Med både PoS Beacon Chain og de eksisterende PoW Etheruem-kjedene i drift, har den totale utstedelsen av ETH for tiden to kilder. Siden Beacon Chain genese-blokken har totalt 747k ETH blitt utstedt på PoS-kjeden, og 8.54M ETH på PoW-kjeden. Dette tilsvarer en utstedelsesdeling på omtrent 8 % PoS vs 92 % PoW.

Dette viser også hvordan PoS-kjeden for tiden opererer med betydelig lavere utstedelse i forhold til PoW-kjeden.

Vi kan også utføre en vurdering av den realiserte prisen på Beacon Chain-innskudd, og effekten av innsatsbelønninger har hatt på å senke gjennomsnittlig kostnadsgrunnlag. Den realiserte prisen beregnes ved å multiplisere den innsatte ETH med spotprisen på det tidspunktet, og deretter ta et gjennomsnitt over den totale innsatsen. Dette gir et estimat av den "gjennomsnittlige innskuddsprisen" for valideringspoolen.

• Ethereums realiserte pris for hele markedet (lilla) er $1,650, som gjenspeiler gjennomsnittsprisen som den sirkulerende ETH-forsyningen sist handlet til.
• Realisert pris for alle Beacon Chain-innskudd (rød) er $2,470, som er 50 % høyere enn gjennomsnittet for markedet. Dette betyr at mynter har et urealisert tap som er 33 % større enn den gjennomsnittlige ETH-investoren.
• Realisert pris for Beacon Chain inkludert innsatsbelønninger (blå strek) er $2,390 XNUMX, som representerer en gjennomsnittlig fordel på 3.2 % av kostnadsgrunnlaget for aktører, men fortsatt er godt over gjennomsnittlig markedsdeltaker.

Dette viser at til tross for at stakere tjener ytterligere 3.2 % i ETH-denominert avkastning i gjennomsnitt, har bjørnemarkedet i 2022 resultert i at gjennomsnittlig innskudd er betydelig under vann i forhold til innskuddsprisen. Dette fremhever også hvorfor likvide innsatsderivater som Lido fikk en så betydelig andel av innsatsmarkedet.

Mens utstedelsen på PoW-kjeden har holdt seg relativt stabil på rundt 2 ETH per blokk (pluss ~0.05 til 0.10 ETH i onkelbelønninger), har utstedelsen på PoS-kjeden økt jevnt etter hvert som flere validatorer kom inn i bassenget. Total daglig utstedelse av PoS har økt fra rundt 340 ETH/dag til 1,623 ETH/dag for tiden.

Hvis vi tar et forhold mellom den daglige ETH-utstedelsen via PoS og PoW, kan vi se at andelen ETH-utstedelser som tilskrives Beacon Chain har økt jevnt og trutt. PoS-kjeden har effektivt økt netto ETH-utstedelse med 2.8 % ved genesis, til over 12.4 % i dag.

Til slutt vil vi forsøke å ta opp et av de største spørsmålene etter sammenslåing; hva vil den estimerte effekten på netto ETH-forsyning være med den kombinerte reduksjonen i utstedelse av PoS og EIP1559-brennemekanismen? Diagrammet nedenfor viser to kurver for daglig ETH-utstedelse siden EIP1559 ble publisert i august 2021:

• Nåværende tilstand (oransje), med ETH-utstedelse på både PoW- og PoS-kjeden, med EIP1559-brenningen aktiv på PoW-siden. Bortsett fra en håndfull dager, har ETH-forsyningen vært netto inflasjonsgivende, og svingt mellom rundt 11.8k og 14.3k ETH utstedt per dag siden juli.
• Simulert tilstand (blå), med bare PoS Beacon Chain aktiv, og med EIP1559 live på PoS-kjeden. Dette simulerer hvordan markedet kan ha vært hvis sammenslåingen ble sendt med EIP1559, og det viser et klart netto deflasjonssystem frem til slutten av juli 2022 hvor utstedelsen stabiliserer seg rundt +500 til +1,000 XNUMX ETH/dag.

Gitt etterspørselen i kjeden, og dermed gassprisene er veldig myke for tiden, fremhever dette at med ethvert meningsfullt oppsving i gassavgiftspresset, kan ETH med rimelighet forventes å bli en netto deflasjonær forsyningsverdi.

Sammendrag og konklusjoner

Ethereum-sammenslåingen nærmer seg med stormskritt, og er kulminasjonen av mange års hardt arbeid og bemerkelsesverdig ingeniør- og forskningsinnsats. Ettersom alle Ethereum-testnettene nå har fullført sammenslåingen de siste månedene, har hovednettsammenslåingen blitt formelt planlagt, og er beregnet til 15. september 2022.

I denne rapporten utforsket vi den grunnleggende mekanikken til Ethereums nye Proof-of-Stake-konsensusmekanisme, og hvordan vi kan studere nettverksytelsen til Beacon Chain. Vi vurderte ytelsen til Beacon Chain til dags dato, og profilerte validatorinnskudd, inntektsstrømmer og mulige implikasjoner på nett ETH-forsyningsdynamikken.

Med over 11.2 % av ETHs sirkulerende forsyning nå som deltar i PoS-konsensus, representerer det en betydelig tillitserklæring fra Ethereum-samfunnet. Vi kan se frem til en vellykket hovednettsammenslåing, og til å analysere den nye og fascinerende Proof-of-Stake-konsensusmekanismen inn i fremtiden.

---