Antes da fusão: analisando a cadeia de beacon Ethereum

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Este relatório foi lançado como uma colaboração entre Glassnode e Pesquisa CoinMarketCape você pode baixe aqui a versão em PDF do relatório.

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A Ethereum Merge é um dos feitos de engenharia mais impressionantes do setor de criptomoedas, e o evento está se aproximando rapidamente. A fusão marca o fim de muitos anos de pesquisa, engenharia e desenvolvimento, e fará a transição do blockchain Ethereum de Prova de Trabalho para um mecanismo de consenso de Prova de Participação.

De muitas maneiras, esse evento pode ser considerado o equivalente à troca do motor de um jato de US$ 200 bilhões, que também carrega centenas de bilhões de dólares em infraestrutura financeira, enquanto também viaja a toda velocidade.

A fusão foi formalmente programada para ocorrer em uma dificuldade terminal total de 58.75e21, estimada em 15 de setembro de 2022. Com a data da fusão a poucos dias, este relatório apresentará um conjunto de novas métricas para ajudar a entender o sistema Ethereum Proof-of-Stake e traçará o perfil do desempenho da Beacon Chain desde o bloco de gênese em 1º de dezembro de 2020.

A dificuldade total do terminal foi definida para 58750000000000000000000.

Isso significa que a rede Ethereum PoW agora tem um número (aproximadamente) fixo de hashes para minerar.https://t.co/3um744WkxZ prevê que a fusão acontecerá por volta de 15 de setembro, embora a data exata dependa do hashrate. pic.twitter.com/9YnloTWSi1

- vitalik.eth (@VitalikButerin) 12 de agosto de 2022

Produção e Participação em Bloco

O processo de produção de blocos na Beacon Chain tem algumas etapas adicionais do que uma cadeia de Proof-of-Work equivalente. Em um sistema PoW, os mineradores são responsáveis ​​pela construção do bloco e, em seguida, transmitem seu bloco vencedor para uma rede de nós, que valida se as transações incluídas e o modelo de bloco atendem às regras de consenso.

No sistema Ethereum PoS, a produção e validação do bloco passa pelas seguintes etapas:

• A blockchain PoS é construída a partir de uma série de slots, que ocorrem em um intervalo médio de 12 segundos. Cada slot representa uma oportunidade para um validador construir e propor um bloco.
• Cada conjunto sequencial de 32 slots (6.4 minutos) é agrupado em um Época.
• Um conjunto de 128 validadores é selecionado pelo protocolo para formar um comitê para cada Epoch.
• Um validador deste comitê é escolhido algoritmicamente para Proponha um bloco no próximo Slot.
• Os validadores restantes no comitê fornecem Atestados que o bloco proposto e as transações incluídas seguem as regras de consenso.
• As épocas são então sistematicamente finalizadas por dois terços da rede de validadores.

O bloco de gênese da Beacon Chain foi em 1º de dezembro de 2020, e essa nova rede já está operacional há 639 dias (1.77 anos) no momento da redação. A ponta da corrente ultrapassou a altura do bloco 4,557,056 e a altura da época 142,408.

Cada slot pode ser pensado como uma oportunidade para a produção de um bloco. Caso o validador selecionado para a produção do bloco esteja offline ou não consiga propor um bloco com sucesso, o slot é considerado Perdido. Até agora, um total de 41,389 slots foram perdidos, o que representa apenas 0.908% do total de slots até o momento.

Existem outras instâncias em que um bloco é rejeitado pelos validadores atestando ou resulta em uma bifurcação natural. Esses blocos são chamados órfãos, e representam uma versão alternativa do histórico de blocos que não foi seguida pela maioria da rede. Apenas 5,017 blocos órfãos foram produzidos na Beacon Chain até agora, representando apenas 0.110% dos slots.

É desejável que o blockchain mantenha um alto grau de confiabilidade, resultado do alto tempo de atividade do nó validador, levando a muito poucos blocos perdidos. Podemos medir o desempenho da rede agregada usando o Taxa de participação métrica, que é a razão entre o número de blocos produzidos com sucesso (ou seja, não perdidos), e o total de slots disponíveis.

A curva azul abaixo mostra a taxa de participação medida para cada época e pode ser vista como sendo geralmente superior a 96%. A curva vermelha mostra a média diária, que atingiu consistentemente mais de 99% de participação, principalmente desde o preço de mercado ATH em novembro de 2021. Isso demonstra que, até agora, os validadores da Beacon Chain estão consistentemente online e produzindo blocos quando alocados em um slot.

Também podemos medir o número total de votos de atestado emitidos pelo comitê de validadores que aprovam os blocos produzidos. Cada atestado é efetivamente um voto de 'sim' para incluir o último bloco proposto na ponta do blockchain.

Com um intervalo de slot médio de 12 segundos e 127 validadores de atestado, devemos esperar uma contagem de atestados diária estável entre 783k e 914k atestados por dia. De fato, desde agosto de 2021, o total de atestados diários se estabilizou dentro desse intervalo, com cerca de 800 mil votos de atestado por dia.

Validadores substituem mineradores

No sistema de consenso Ethereum PoS, os mineradores são substituídos por validadores, que devem depositar uma participação de 32 ETH para participar do consenso do protocolo. O contrato de depósito Ethereum Beacon Chain foi lançado no início de novembro de 2020, permitindo que os primeiros usuários depositassem ETH e ajudassem a impulsionar a Beacon Chain.

A primeira etapa do roteiro da Beacon Chain foi a Fase 0, onde um limite mínimo de 524,288 ETH foi exigido no contrato de depósito antes que o bloco Genesis pudesse ser produzido. É importante notar que os depósitos eram (e ainda são) unidirecionais, com o ETH não podendo ser retirado do contrato de depósito até a atualização de Xangai, que atualmente está prevista para estar pronta de 6 a 18 meses após a fusão.

Embora os depósitos tenham sido inicialmente lentos para começar, o Limite da Fase 0 foi atingido de forma convincente em 24 de novembro de 2020, pois um rápido aumento na confiança da comunidade ocorreu uma semana antes da data de gênese planejada.

Nos últimos 639 dias, os depósitos de ETH continuaram a fluir para o contrato da Beacon Chain, à medida que o desenvolvimento avançava, a infraestrutura de staking aumentava e a confiança da comunidade crescia. Uma linha de base estável de cerca de 200 a 250 depósitos por dia foi observada desde o bloco de gênese.

Houve quatro períodos notáveis ​​de entradas de depósitos acima da média, com três durante o bull market de 2020-21, e o mais recente em fevereiro-maio ​​de 2022. Os depósitos desaceleraram após o colapso do projeto LUNA-UST, que teve um impacto negativo em todo o mercado sobre os preços e a confiança dos tokens.

No total, os investidores concluíram mais de 418,527 depósitos da participação de 32 ETH necessária para configurar um validador. Embora isso reflita o número de validadores de nível de consenso exclusivos, é importante observar que os operadores desses nós validadores podem custodiar, hospedar e manter vários validadores ao mesmo tempo, portanto, essa métrica não mede o número de entidades validadoras exclusivas.

Operadores de derivativos de apostas líquidas como Lido e Rocketpool, exchanges centralizadas como Coinbase, Binance e Kraken, e até mesmo jogadores individuais individuais são capazes de operar vários validadores ao mesmo tempo.

O volume total de ETH apostado na Beacon Chain já ultrapassou 13.409M ETH, o que equivale a 11.22% da oferta circulante. O contrato de depósito Beacon Chain é agora uma das maiores concentrações de fornecimento na rede Ethereum. A participação total da Beacon Chain pode ser significativamente comparada à ETH em todos os contratos inteligentes que detêm 27.0% da oferta e exchanges centralizadas que detêm 16.8% da oferta.

Este grande volume de ETH depositado na Beacon Chain é um sinal de confiança no sucesso da fusão da comunidade Ethereum e dos investidores.

Podemos dividir os vários pools de capital apostado para classificar melhor o saldo detido por pools de apostas, operadores de câmbio e outros stakers desconhecidos ou individuais.

• Lido (vermelho) é a maior entidade da rede de staking, operando validadores que representam mais de 4.164M ETH e representam 31.1% do pool de validadores.
• As 3 principais trocas (laranja) incluem Coinbase, Kraken e Binance, que têm uma participação combinada de 3.565 milhões de ETH e respondem por 26.6% do pool de validadores.
• Todos os outros provedores de estaca (roxo) representam um adicional de 1.269M ETH e 9.5% do pool de validadores. Se combinarmos todos esses operadores de staking pool mencionados, eles representam uma participação de 8.998M ETH e operam 67.1% do pool de validadores.
• Solo-Stakers e Desconhecido (verde) hospedar os 4.411M ETH restantes, representando pouco menos de um terço do pool de validadores (32.9%).

O gráfico abaixo apresenta essa divisão em termos relativos, onde podemos ver que os provedores de staking rapidamente se tornaram bastante dominantes no pool de validadores, com o Lido vendo o crescimento mais notável. Isso é provavelmente o resultado de uma combinação de fatores, incluindo, mas não limitado a:

• Sobrecarga técnica necessária para operar um validador solo-staking.
• Conveniência e delegação de risco para serviços profissionais de staking.
• Investidores com menos do que o necessário 32-ETH reunindo sua participação.
• Capacidade de tokenizar e depois negociar ou usar como garantia em DeFi com derivativos de staking, como Lido, Rocketpool e, mais recentemente, Coinbase com o produto cbETH.

Curiosamente, a coorte 'Solo Staker e Unknown' (verde) aumentou ligeiramente seu domínio, aparentemente após o colapso do LUNA-UST. A dominância do provedor de staking atingiu o pico de 69.5% e, desde então, caiu para 67.2%.

Embora o contrato de depósito da Beacon Chain seja uma via de mão única no momento, as validações ainda podem ser removidas do staking pool por meio de dois mecanismos:

1. Saída voluntária (azul) onde um validador opta por deixar de participar do consenso e entra na fila de saída. Esses validadores não propõem ou atestam mais bloqueios, mas a participação ETH ainda não pode ser retirada.
2. Corte em caso de comportamento malicioso onde o protocolo ejeta forçosamente um validador do pool por mau comportamento, como propor ou atestar blocos inválidos ou divisões de cadeia sem consenso.

Até o momento, apenas 67 validadores deixaram o pool voluntariamente e 167 eventos de corte ocorreram. É necessária uma investigação mais aprofundada para avaliar se foram casos de testes de engenharia durante o processo de desenvolvimento ou eventos maliciosos genuínos.

Desempenho e receita do validador

Os validadores devem inicialmente depositar uma participação de 32 ETH para iniciar um validador e serão ejetados do protocolo se seu saldo cair abaixo de 16 ETH (no caso de vazamento de inatividade ou corte). Depois que um validador entrar no protocolo, seu saldo total de ETH começará a mudar devido a vários fatores:

• Receita ganhos com emissão e taxas (aumento de saldo)
• Vazamento de inatividade se os validadores geralmente perdem blocos ou atestados (o saldo diminui).
• Cortar em caso de comportamento malicioso (o saldo diminui).

Existe também um conceito chamado Saldo Efetivo, que é limitado a 32 ETH no lado positivo e diminui para o incremento de 1 ETH mais próximo abaixo disso (com um buffer mínimo de 0.25 ETH). Por exemplo:

• Se um apostador tiver 32 ETH e ganhar 0.5 ETH em recompensas, seu saldo total (vermelho) é 32.5 ETH, mas seu saldo efetivo (verde) ainda é 32 ETH.
• Se um apostador tiver 32 ETH, mas vazar 0.5 ETH em penalidade de inatividade, seu saldo total (vermelho) agora é 31.5 ETH, mas seu saldo efetivo (verde) é arredondado para 31 ETH.
• Um Saldo Total de 31.250 ETH terá um Saldo Efetivo de 31 ETH
• Um Saldo Total de 31.249 ETH terá um Saldo Efetivo de 30 ETH

O gráfico abaixo mostra o agregado Saldo Efetivo (verde) que está participando ativamente do consenso PoS. O restante Saldo Total (vermelho) é essencialmente o excesso de ETH que pode ser considerado um buffer de participação inativa. No momento, o saldo efetivo total é de 13.357M ETH, e cerca de 745k ETH está inativo (5.29% do total).

Podemos então calcular uma nova métrica chamada Eficácia da Estaca que captura esse saldo em uma relação entre ETH Efetivo e Total apostado. Com 5.29% do Stake ETH atualmente inativo, a Eficácia do Stake caiu de 100% na gênese para 94.7% no momento. Isso será em grande parte devido à receita obtida pelos validadores, elevando o saldo total médio dos validadores acima de 32 ETH.

Também podemos investigar a receita obtida pelo conjunto de validadores agregados até agora. No consenso Ethereum PoS, a taxa de emissão depende em parte da quantidade de ETH apostada, de modo que quanto mais pessoas apostam, menor a recompensa por validador.

Isso aconteceu até agora, com a receita média anualizada de ETH caindo de 3.65 ETH/ano na gênese, para 1.42 ETH/ano hoje. Considerando que o contrato de depósito é essencialmente de mão única (e muito poucos validadores deixaram o pool), essa diluição de recompensa é quase inteiramente resultado do aumento do volume de ETH apostado nos últimos 18 meses.

O rendimento anualizado denominado ETH em um depósito de 32 ETH diminuiu de acordo, caindo de mais de 15% na gênese, para apenas 4.44% hoje. Após a fusão, é provável que os investidores encontrem conforto na atualização bem-sucedida, e depósitos adicionais reduzirão ainda mais esse rendimento.

Com a PoS Beacon Chain e as cadeias PoW Etheruem existentes operacionais, a emissão total de ETH atualmente tem duas fontes. Desde o bloco de gênese da Beacon Chain, um total de 747k ETH foi emitido na cadeia PoS e 8.54M ETH na cadeia PoW. Isso equivale a uma divisão de emissão de aproximadamente 8% de PoS versus 92% de PoW.

Isso também demonstra como a cadeia PoS está operando atualmente com emissão significativamente menor em relação à cadeia PoW.

Também podemos realizar uma avaliação do preço realizado dos depósitos da Beacon Chain e o impacto que as recompensas de staking tiveram na redução da base de custo médio. O preço realizado é calculado multiplicando o ETH depositado pelo preço à vista no momento e, em seguida, obtendo uma média do total de ETH apostado. Isso fornece uma estimativa do 'preço médio de depósito' para o conjunto de validadores.

• O preço realizado do Ethereum para todo o mercado (roxo) é de $ 1,650, refletindo o preço médio pelo qual a oferta de ETH circulante foi negociada pela última vez.
• O preço realizado para todos os depósitos da Beacon Chain (vermelho) é de $ 2,470, que é 50% superior à média do mercado. Isso significa que as moedas apostadas estão mantendo uma perda não realizada que é 33% maior do que o investidor médio de ETH.
• O preço realizado para Beacon Chain, incluindo recompensas de aposta (traço azul) é de $ 2,390, o que representa um benefício médio de 3.2% para a base de custo dos stakeholders, mas permanece bem acima do participante médio do mercado.

Isso demonstra que, apesar dos participantes ganharem um rendimento médio adicional de 3.2% em ETH, o mercado em baixa de 2022 resultou no depósito médio significativamente subaquático em relação ao preço do depósito. Isso também destaca por que os derivativos de staking líquidos como o Lido ganharam uma fatia tão significativa do mercado de staking.

Embora a emissão na cadeia PoW tenha permanecido relativamente estável em cerca de 2 ETH por bloco (mais ~ 0.05 a 0.10 ETH em recompensas de tio), a emissão na cadeia PoS aumentou constantemente à medida que mais validadores entraram no pool. A emissão total diária de PoS aumentou de cerca de 340 ETH/dia para 1,623 ETH/dia atualmente.

Se tomarmos uma proporção entre a emissão diária de ETH via PoS e PoW, podemos ver que a proporção de emissão de ETH atribuída à Beacon Chain aumentou constantemente. A cadeia PoS aumentou efetivamente a emissão líquida de ETH em 2.8% na gênese, para mais de 12.4% hoje.

Por fim, buscaremos abordar uma das maiores questões pós-Merge; qual será o impacto estimado no fornecimento líquido de ETH com a redução combinada na emissão de PoS e o mecanismo de queima EIP1559? O gráfico abaixo apresenta duas curvas de emissão diária de ETH desde que o EIP1559 entrou em operação em agosto de 2021:

• Condição atual (laranja), com a emissão de ETH ocorrendo nas cadeias PoW e PoS, com a queima EIP1559 ativa no lado PoW. Além de alguns dias, a oferta de ETH tem sido inflacionária líquida, oscilando entre cerca de 11.8 mil e 14.3 mil ETH emitidos por dia desde julho.
• Condição simulada (azul), com apenas a PoS Beacon Chain ativa e com EIP1559 ao vivo na cadeia PoS. Isso simula como o mercado pode ter sido se o Merge fosse enviado com EIP1559 e mostra um sistema deflacionário líquido claro até o final de julho de 2022, onde a emissão se estabiliza em torno de +500 a +1,000 ETH/dia.

Dada a demanda na cadeia e, portanto, os preços do gás estão muito baixos no momento, isso destaca que, com qualquer aumento significativo na pressão das taxas de gás, pode-se razoavelmente esperar que o ETH se torne um ativo de oferta deflacionária líquida.

Síntese e Conclusões

A Ethereum Merge está se aproximando rapidamente e é o culminar de muitos anos de trabalho duro e esforços notáveis ​​de engenharia e pesquisa. Com todas as redes de teste Ethereum agora completando com sucesso a fusão nos últimos meses, a fusão da rede principal foi formalmente agendada e está prevista para 15 de setembro de 2022.

Neste relatório, exploramos a mecânica fundamental do novo mecanismo de consenso Proof-of-Stake da Ethereum e como podemos estudar o desempenho da rede Beacon Chain. Avaliamos o desempenho da Beacon Chain até o momento e traçamos o perfil de depósitos de validadores, fluxos de receita e possíveis implicações na dinâmica de oferta líquida de ETH.

Com mais de 11.2% da oferta circulante de ETH agora participando do consenso PoS, representa um voto de confiança significativo da comunidade Ethereum. Podemos esperar uma fusão bem-sucedida da rede principal e analisar o novo e fascinante mecanismo de consenso Proof-of-Stake no futuro.

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