合併會對以太幣供給造成什麼影響

合併指的是 2022 年 9 月，以太坊網路棄用工作量證明，轉而採用權益證明。 在合併的過程中，以太幣的發行方式亦相應改變。 在此之前，新的以太幣透過兩種方式發行：執行層（即 主網）和共識層（即 信標鏈）。 合併後，執行層不再發行以太幣。 本文將解釋這一改變的來龍去脈。

以太幣發行機制的組成

我們可以將以太幣的供給拆分為兩個主要面向：發行與銷毀。

以太幣的發行指鑄造新以太幣的過程。 以太幣的銷毀則是指廢棄既有的以太幣，使其不再流通。 發行率和銷毀率將基於數種參數計算得出，而兩者之間的差值便決定了以太幣的通膨/通縮率。

合併前（歷史狀況）

執行層發行

在工作量證明下，礦工只會和執行層互動，如果它們最快解出下個區塊，則會收到區塊獎勵。 自從 2019 年君士坦丁堡升級後，此獎勵就被訂為每個區塊 2 個以太幣。 礦工發佈塊同樣會獲得獎勵，這些區塊是未出現在最長鏈/規範鏈中的有效區塊。 每個 Ommer 的最高獎勵為 1.75 個以太幣，這些不包含在規範區塊頒發的獎勵之內。 挖礦是一項經濟密集型活動，歷來需要發行大量以太幣才能維持。

共識層發行

信標鏈已於 2020 年上線。 使用權益證明的驗證者（而非礦工）會保護其安全。 信標鍊是由以太坊使用者將以太幣單向存入主網（執行層）上的智慧型合約而啟動的，信標鏈會監聽該合約，並在新鏈上為使用者鑄造同等數量的以太幣。 在合併發生之前，信標鏈的驗證者未處理交易，並且基本上就驗證者礦池本身的狀態達成了共識。

信標鏈上的驗證者因證明鏈的狀態並提出區塊而獲得以太幣獎勵。 系統會根據驗證者的表現，在每個時期（每 6.4 分鐘）計算和分配獎勵（或懲罰）。 驗證者獎勵明顯低於之前根據工作量證明發行的挖礦獎勵（每大約 13.5 秒 2 個以太幣），因為運行驗證節點不是經濟密集型活動，因此不需要或不保證那麼高的獎勵。

合併前發行細節

以太幣總供給量：大約 120,520,000 個以太幣（2022 年 9 月合併時）

執行層發行：

• 估計每 13.3 秒 2.08 個以太幣*：每年發行大約 4,930,000 個以太幣。
• 導致通膨率達到大約 4.09%（每年 493 萬 / 總計 1.205 億）
• *這包含了每個規範區塊 2 個以太幣，加上一段時間內來自叔塊的平均 0.08 個以太幣。 兩者同樣花費 13.3 秒，不受任何影響的基本區塊時間目標。 （請見來源資訊(opens in a new tab)）

共識層發行：

• 以質押總量為 14,000,000 個以太幣計，發行量為大約每天 1700 個以太幣（請見來源資訊(opens in a new tab)）
• 導致每年的以太幣發行量達到大約 620,500 個
• 導致通膨率達到大約 0.52%（每年 62.05 萬 / 總計 1.193 億）

合併後（現狀）

執行層發行

合併後執行層的發行量為零。 在升級後的共識規則下，工作量證明不再是有效的區塊產生方式。 所有執行層的活動都被打包進權益證明驗證者發佈和證明的「信標區塊」。 證明和發佈信標區塊的獎勵在共識層上是獨立計算的。

共識層發行

共識層發行今天仍在繼續，就像合併前一樣，證明和提出區塊的驗證者會收到少量獎勵。 驗證者獎勵會繼續累積到共識層內管理的驗證者餘額中。 與可以在主網上交易的活期帳戶（「執行」帳戶）不同，這些是單獨的以太坊帳戶，不能與其他以太坊帳戶自由交易。 這些帳戶中的資金只能提領到單一的指定執行地址。

自上海/卡佩拉升級於 2023 年 4 月完成以來，質押者已可提領這些資金。 我們鼓勵質押者取出收益/獎勵（超過 32 以太幣的餘額），因為這些資金對其質押權重無益（最大為 32 個）。

質押者也可以選擇退出並提領其全部驗證者餘額。 為了確保以太坊的穩定性，驗證者同時退出的數量是有上限的。

每天可以退出的上限約為驗證者總數的 0.33%。 預設情況下，每個時期（每 6.4 分鐘，每天共 900 名）可以退出四 (4) 名驗證者。 在驗證者超過 262,144 (2¹⁸) 的情況下，每額外增加 65,536 (2¹⁶) 名驗證者，即可額外允許一 (1) 名驗證者退出。 舉例來說，若驗證者數量超過 327,680，則每個時期可以退出五 (5) 名（每天 1,125 名）。 活躍驗證者總數超過 393,216 時，將允許六 (6) 名退出，依此類推。

隨著越來越多的驗證者退出，退出驗證者的最大數量將逐漸減少到下限值四個，用於特意防止大量質押的以太幣同時被取出，造成不穩定。

合併後通膨細節

• 以太幣總供給量：大約 120,520,000 個以太幣（2022 年 9 月合併時）
• 執行層發行量：0
• 共識層發行量：同上，年化發行率約為 0.52%（質押總量為 1,400 萬個以太幣）

銷毀

與以太幣發行相反的力量是以太幣被銷毀的速度。 對於在以太坊上執行的交易，必須支付最低費用（稱為「基本費用」），具體費用根據網路活動不斷波動（逐區塊）。 此費用使用以太幣支付，且必須支付這筆費用，交易才被視為有效。 這筆費用會在交易過程中銷毀，從流通中移除。

除了倫敦升級時實作的費用銷毀機制外，驗證者也可能因離線而受到懲處；更糟糕的是，他們可能因為違反威脅網路安全的特定規定而遭罰沒。 這些處罰會導致驗證者餘額中的以太幣減少，減少的金額不會直接獎勵給任何其他帳戶，而是會有效地從流通中銷毀/移除。

計算通縮時的平均燃料價格

如上所述，一天發行的以太幣數量取決於質押的以太幣總量。 截至本文撰寫時止，每天的發行量約為 1,700 個以太幣。

為了確定在給定 24 小時內完全抵消此次發行所需的平均燃料價格，我們先計算一天中發行的區塊總數（假設一個區塊出塊的時間為 12 秒）：

• (1 個區塊/12 秒) * (60 秒/分鐘) = 5 個區塊/分鐘
• (5 個區塊/分鐘) * (60 分鐘/小時) = 300 個區塊/小時
• (300 個區塊/小時) * (24 小時/天) = 7200 個區塊/天

每個區塊目標為 15x10^6 gas/block（更多燃料相關資訊）。 我們可以利用這一資訊解出抵消發行量需要的平均燃料價格（以 gwei/燃料為單位），假設每日以太幣發行量為 1700：

• 7200 blocks/day * 15x10^6 gas/block *Y gwei/gas* 1 ETH/ 10^9 gwei = 1700 ETH/day

解出 Y：

• Y = (1700(10^9))/(7200 * 15(10^6)) = (17x10^3)/(72 * 15) = 16 gwei（四捨五入至僅保留兩位有效數字）

另一種方式是將最後一步的 1700 替換成代表每日以太幣發行量的變數 X，並將其餘部分化簡為：

• Y = (X(10^3)/(7200 * 15)) = X/108

我們可以簡化並將其寫為 X 的函式：

• f(X) = X/108，其中 X 代表每日的以太幣發行量，f(X) 代表抵消新發行的所有以太幣所需的 gwei/燃料價格。

所以舉例來說，若基於以太幣質押總量，X（每日以太幣發行量）升至 1800，f(X)（抵消發行的所有以太幣所需的 gwei）會是 17 gwei（取兩位有效數字）

延伸閱讀

• 合併
• Ultrasound.money(opens in a new tab) - 即時可視化以太幣發行及銷毀情況的儀表板
• 以太坊發行量圖表(opens in a new tab) - Jim McDonald，2020 年