合并是如何影响以太币供应的

合并发生在 2022 年 9 月，是指以太坊网络从工作量证明过渡到权益证明。 过渡期间，以太币的发行方式发生了改变。 以前，新以太币主要有两个发行来源：执行层（即 主网）和共识层（即 信标链）。 合并后，执行层的发行量目前为 0。 下面，我们进行详细分析。

以太币发行的组成部分

我们可以把以太币的供应分为两个主要因素：发行和销毁。

以太币的发行是指创建以前不存在的以太币的过程。 以太币的销毁是指将现有以太币销毁使其退出流通的过程。 发行和销毁比率依据几个参数来计算，它们之间的平衡决定了以太币的通胀/通缩率。

合并前（历史情况）

执行层发行

在工作量证明下，矿工只和执行层交互，并且如果他是第一个提出下一个区块的矿工，则会获得区块奖励。 在 2019 年的君士坦丁堡升级后，这种奖励是每个区块 2 个以太币。 而且，矿工发布也会得到奖励，叔块是在最长链/规范链之外的有效区块。 每个叔块的最高奖励是 1.75 个以太币，此外，还有来自规范区块的奖励。 挖矿过程是一种经济密集型活动，历来需要大量发行以太币才能维持。

共识层发行

信标链在 2020 年上线。 它由验证者使用权益证明保证安全，而非矿工。 信标链是通过以太坊用户将以太币单向存入主网（执行层）上的智能合约驱动的，信标链会侦听主网并在新链上为用户记入相同数量的以太币。 合并发生前，信标链的验证者并不处理交易，他们本质上是就验证者池的状态达成共识。

信标链上的验证者在证明链的状态和提出区块时，会获得以太币奖励。 在每个时段（每 6.4 分钟），会根据验证者的表现计算和分配奖励（或惩罚）。 验证者的奖励明显少于之前工作量证明下提供的挖矿奖励（大约每 13.5 秒 2 个以太币），因为运行验证者节点并不是经济密集活动，因此不需要或不应该有那么高的奖励。

合并前发行分析

以太币总供应量：大约 120,520,000 个以太币（在 2022 年 9 月合并时）

执行层发行：

• 估计每 13.3 秒 2.08 个以太币*：一年发行大约 4,930,000 个以太币
• 造成的通胀率大约为 4.09%（每年 493 万个以太币/1.205 亿以太币总量）
• *包括了每个规范区块 2 个以太币，以及发布叔块后一段时间的平均 0.08 个以太币。 同样使用了 13.3 秒，即不受任何影响的基本出块时间目标。 （查看来源(opens in a new tab)）

共识层发行：

• 按总质押量 14,000,000 个以太币计，以太币的发行率大约是 1,700 个以太币/天（查看来源(opens in a new tab)）
• 因此一年发行大约 620,500 个以太币
• 因此通胀率大约是 0.52%（每年 62.06 万个/总共 1.193 亿个）

合并后（现状）

执行层发行

合并后，执行层的发行量为 0。 在升级后的共识层规则下，工作量证明不再是有效的区块产生方法。 所有执行层活动都被打包到“信标区块”中，后者由权益证明验证者发布和证明。 证明和发布信标区块的奖励在共识层单独核算。

共识层发行

共识层发行与合并前一样继续进行，为证明和提出区块的验证者提供少量奖励。 验证者奖励继续计入在共识层上管理的验证者余额。 与可以在以太坊主网上交易的当前帐户（“执行”帐户）不同，这些单独的以太坊帐户无法自由地与其他以太坊帐户进行交易。 这些帐户中的资金只能提取到一个指定的执行地址。

自 2023 年 4 月上海/卡佩拉升级以来，这些提款操作已经对质押人开放。 我们将鼓励质押人提取他们的收益/奖励（超过 32 个以太币的余额），因为即便不提取，这些资金也不会增加他们的质押权重（最大值 32）。

质押人也可以选择退出并提取他们的全部验证者余额。 为了确保以太坊稳定，对同时离开的验证者数量设置了上限。

在一天内可以退出的验证者数量大约为全部数量的 0.33%。 默认每个时段可以退出四 (4) 个验证者（每 6.4 分钟退出一个，或每天退出 900 个）。 每增加 65,536(2¹⁶) 个额外验证者，就允许多一个 (1) 验证者退出，但此规则仅适用于超过 262,144(2¹⁸) 个验证者时。 例如，如果验证者数量超过 327,680，那么每个时段可以有五 (5) 个验证者退出（每天退出 1,125 个）。 当总活跃验证者数量超过 393,216 个时，可以有六 (6) 个验证者退出，以此类推。

随着越来越多的验证者提款，退出验证者的最高数量会逐步减少至最少 4 个，意在防止大量质押的以太币被同时提取，导致网络不稳定。

合并后的通胀分析

• 总以太币供应：~120,520,000 以太币 (在2022年9月合并的时候)
• 执行层发行量：0
• 共识层发行量：同上，年化发行率大约 0.52%（质押总量为 1400 万个以太币）

销毁

针对以太币发行的反制因素是以太币销毁率。 为了在以太坊上执行交易，必须支付最低费用（称为“基础费”），基础费随网络活动持续波动（区块到区块）。 该费用使用以太币支付，为了让交易有效必须支付。 基础费在交易过程中销毁并退出流通。

除了伦敦升级实现的费用销毁外，验证者也会因为离线受到惩罚，更糟糕的情况是，他们可能会因为违反某些规则致使网络安全受到威胁而被罚没。 这些惩罚导致验证者的以太币余额减少，罚没金额不会直接奖励给任何其他帐户，而是真正地销毁/退出流通。

计算应对通紧的平均燃料价格

如上述讨论，一天中以太币的发行量取决于质押的以太币总量。 在撰写本文时，发行量大约是 1700 个以太币/天。

为了确定在指定 24 小时内完全抵消发行量所需的平均燃料价格，首先计算一天中的区块总数，假定出块时间是 12 秒：

• （1 个区块/12秒） * （60 秒/分钟） = 5 个区块/分钟
• （5 个区块/分钟） * （60 分钟/小时） = 300 个区块/小时
• （300 个区块/小时） * （24 小时/天） = 7200 个区块/天

每个区块的目标是 15x10^6 gas/block（有关燃料的更多信息）。 通过这些，我们可以计算出抵消发行量所需的平均燃料价格（以 Gwei/燃料 为单位），假设每天的以太币总发行量是 1700 个以太币：

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

对 Y 求解：

• Y = (1700(10^9))/(7200 * 15(10^6)) = (17x10^3)/(72 * 15) = 16 gwei（四舍五入到两位有效数字）

另一种改变最后一步的方法是用变量 X 代替 1700，X 表示以太币日发行量，然后把其余部分简化为：

• Y = (X(10^3)/(7200 * 15)) = X/108

我们可以把它简化成 X 的函数：

• f(X) = X/108，其中 X 是以太币日发行量，f(X) 代表抵消全部新发行的以太币所需的 Gwei 燃料价格。

所以，如果根据质押的以太币总量 X（以太币日发行量）增加到 1800，则 f(X)（抵销所有发行量所需的 gwei）为 17 gwei（取两位有效数字）

延伸阅读

• 合并
• Ultrasound.money(opens in a new tab) - 实时显示以太币的发行和销毁的仪表板
• 绘制以太坊发行图表(opens in a new tab) - Jim McDonald，2020 年