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Merge之后会有Surge吗?定量研究以太坊合并的市场影响

作 者:【火币研究院】mengchu.eth,郑明旺

摘要

以太坊合并是指网络共识机制从工作量证明(Pow)向权益证明(PoS)的迁移,预计合并时间将在2022年9月19日。这一事件所带来的变化是复杂的、综合的,并且影响深远。

本文主要从市场的角度,用定量的研究方法全面而深度地分析了合并对ETH供需的影响,读者也可借此预测ETH以及相关资产未来的市场走势。

我们认为以太坊合并的市场影响如下:

1. 合并后ETH发行量下降90%,进入通缩状态。

2. 为了获取质押和交易手续费收益,ETH的质押量会巨额增加。保守估计将新增约1340万枚ETH进入质押系统从而退出流通。

3. 为了获得分叉币,市场上会出现对ETH的短期购买和持有需求。若能承接以太坊20%的算力,分叉币价格有望达到138美元或更高。

4. 合并将促使一部分POW矿工转向ETC挖矿,给ETC带来价格上涨的可能。若能承接以太坊10%的算力,ETC的价格有望翻4倍,接近150美元。

以太坊合并是指网络共识机制从工作证明 (Pow)向权益证明(PoS)的迁移,预计合并时间将在2022年9月19日。这一事件所带来的变化是复杂的、综合的,并且影响深远,不仅仅是对以太坊生态,对相关的其他生态也将带来很大的不确定性和发展可能性。关于合并的背景和具体内容,Huobi Research已经在前一篇报告《All You Need to Know about the Merge of Ethereum》做了深入浅出的讲解,欢迎参考阅读。

本文将从诸多的不确定性中挖掘确定性,帮助读者更好地预判ETH和相关资产未来的市场走势。标题中的“Surge”借用了以太坊路线图中的词汇,但不指技术的发展,仅用于描述价格的上涨。

关于ETH的市场走势,我们认为将主要受2个长期因素和1个短期因素的影响。

1. 由于ETH增发量下降而出现的整体通缩

2. 合并引发的巨量ETH进入POS网络的质押系统, 减小流通量

3. 为了获得ETH分叉币而出现的短期持有和购买需求

1 合并后ETH进入通缩时代

合并后ETH的新增产量很可能小于销毁量,这会让ETH进入通缩状态。目前增发的ETH有接近90%都来自POW区块奖励,合并后没有了这部分奖励,所以ETH的新增产量会大幅度减少,社区称其为“三重减半”。而销毁量与链上活动活跃程度有关,若未来活跃程度与近1年间相似,则销毁量不变。于是ETH就会开始通缩,并在一段时间内出现供不应求的情况,从而拉升价格。

下文是关于合并前后ETH净新增量的计算过程,欢迎有兴趣的读者阅读。

1.1合并前ETH净新增量

下面我们计算出合并前后ETH的通胀率。无论合并前还是合并后,ETH的净新增量都遵循以下公式:

ETH净新增量=ETH新增产量-ETH销毁量

合并前ETH新增产量有2个部分,分别是来自POW挖矿出块奖励和信标链上ETH的质押奖励。

Pow出块奖励

以太坊网络会在每个新产生的区块中发行ETH奖励给矿工。以太坊产生一个区块的时间在 12 到 14 秒之间。假设按照13.5秒计算,每个区块产生的奖励约为2.1个ETH(区块奖励由基础奖励+交易费+打包叔伯块奖励三个部分组成),相应地一年出块奖励约为491万ETH。

ETH质押奖励

质押是向以太坊信标链存入32个ETH以激活验证者软件的行为,验证者将负责存储数据、处理交易和向区块链中添加新区块,在这个过程中验证者也可以赚取新产出的ETH。

根据ethereum.org网站显示,当前信标链上的总质押量为 13,883,221 ETH,当前的年化收益约为4.2%,一年的ETH质押奖励约为58.31万ETH。

ETH销毁量

EIP-1559生效后,以太坊会把gas fee中的base fee销毁。根据watchtheburn.com网站显示,自2021年8月5日 EIP-1559 发布以来,已有256.96万ETH被销毁,折合下来一年的销毁量约为258.38万ETH。

于是可以计算出合并前ETH一年的净新增量:

ETH出块奖励+ETH质押奖励-ETH销毁量=290.93万ETH

按照当前供应总量1.2181亿ETH计算,合并前以太坊网络一年的通胀率约为2.39%。

1.2 合并后ETH净新增量

合并后POW挖矿出块奖励将被取消,新增的ETH仅通过质押奖励发行,计算公式变为:

ETH净新增量=ETH质押奖励-ETH销毁量

合并后的ETH质押奖励:

以太坊信标链的质押奖励会根据算力、出块等因素少量变化,先假定合并后的ETH一年的质押奖励也为58.31万ETH。

ETH销毁量:

ETH销毁量与以太坊生态项目的活跃度直接相关,由于无法预测未来一年的销毁量,所以先假定合并后ETH一年的销毁量也为258.38万ETH。

计算出合并后ETH一年的净新增量:

ETH质押奖励-ETH销毁量= -200.07万ETH。

按照当前总量1.2181亿ETH计算,合并后以太坊网络一年的通胀率约为 -1.64%,即代币发生了通缩。

2. POS质押的巨量需求

合并完成后,新的以太坊网络将如往常一样处理转账、质押、智能合约调用等交易。这将产生原本的信标链上没有的交易手续费(gas fee中的Tips)收入。这部分收入是质押者的增量收入,并会提升收益率。新的投资者将会被吸引加入质押的行列,从而让ETH的质押量增加。质押ETH就意味着这部分ETH退出了流通,对于价格是利好消息。相比通缩,质押量的增加会在更短的时间完成,而且会长期保持,对价格的支撑更大。

下面计算出合并前后的ETH质押量,看看变化有多大。

合并前的ETH总质押量比较容易查询,根据ethereum.org网站显示,当前信标链上的总质押量为 13,883,221 ETH(约占ETH总量的11.40%),年化收益约为4.2%。

合并后的ETH总质押量可以根据以下逻辑推算。新增收入会吸引更多的质押量,而这又会摊薄质押者的收益率。这两种效应会达到平衡,用质押收入除以质押收益率,就是网络的预计质押量。

合并后,原来在POW共识中矿工获取的Tips和MEV费用将转移给POS的质押者/验证者。所以合并后POS质押者的收入将由ETH质押奖励、Tips和MEV三部分组成。同样,由于无法预测未来一年这三部分的数据,所以先假定合并后的数据与合并前相同。合并没有对网络性能和区块空间产生直接的影响,所以这样的假设是合理的。

根据watchtheburn.com网站显示,自2021年8月5日 EIP-1559 发布以来产生的Tips总量为457,697 ETH,折合一年约为460,219 ETH。

根据explore.flashbots.net网站显示,从2021年8月3日到2022年8月3日产生的总MEV费用为3.055亿美元,若按ETH此前一年的均价2956美元计算,相当于10.33万ETH。

POS质押者的收入即为这3项的和:

ETH质押奖励+Tips+MEV费用=114.66万ETH。

若按照当前以太坊信标链上的总质押量为 1388万 ETH计算,合并后质押者的年化收益将达到8.26%。

高年化收益率将吸引更多用户质押ETH成为验证者,在总奖励一定的情况下,年化收益率将下降。那么多高年化收益将是一个合理的水平,从而出现上文说的平衡状态呢。7月27日美联储议息会议最新利率为2.25–2.50%,ETH质押收益要比传统金融利率高才会有吸引力。为方便计算,假定未来一年ETH质押的年化收益仍为当前的信标链上的4.2%。

合并后的ETH总质押量=POS质押者的收入/当前信标链上的年化收益率=2730万ETH。届时以太坊网络的质押率约为20%。

最后计算出合并前后ETH质押量的变化:

2730万ETH-1388万ETH=1342万ETH

这意味着将新增1342万枚ETH进入质押系统,约占ETH总供应量的10%,ETH市场流通量也将相应大幅减少,ETH的购买需求也将大幅提升。

上文估算的质押量是偏保守的,实际上市场上ETH流通量的下降可能还会更多。因为,第一,考虑到其他POS公链往往有超过40%的质押率,ETH的质押需求还有提升空间。第二,ETH质押的安全性将高于以太坊链上借贷协议存款利率,当然质押收益应该比借贷协议的存款利率低一些或者相近。而目前主流的借贷协议Compound和Aave的ETH存款利率都在1%以下,所以未来质押收益率可能低于4.2%,这就意味着会有更多ETH涌入质押系统从而退出流通。币价的想象空间就更大。

3. 分叉预期带来的短期需求

虽然以太坊在Vitalik的带领下,开发者和社区成员大多都坚定地支持ETH合并和进入POS网络,但矿工在这个过程中将退出以太坊生态的历史舞台,寻找可能的出路成为其最迫切需求。分叉,成为其可能的出路之一。分叉ETH可以起到消纳算力、减少矿工损失的作用。如果分叉项目得到一部分生态参与者的支持,也有成为一个独立自主的生态体系的可能性。分叉项目想要长期存活,需要与它承接的算力匹配的币价。

另一方面,对于ETH持有者来说,凡是在某个时刻拥有ETH就能获得可能不止一种分叉币,这个糖果也是一笔不小的收入。会有一部分投资者为了这个从天而降的糖果而购买ETH,这就是开头说的,为了获得分叉币而产生的短期需求。这部分需求会在获得了奖励后释放,所以对市场的影响是短期而迅速的。

下面看看制造糖果需要什么条件。

3.1 分叉币糖果价值测算

ETH分叉以后,新分叉出来的代币价格该如何计算呢。

对于POW网络来说,币价与算力之间存在正相关的关系。币价升高,会吸引更多矿工入场竞争挖矿,而币价下降,一部分设备老旧的矿工就会暂时退出竞争。

当以太坊放弃POW挖矿后,矿工无从获取收入,于是可以接受一些收益率不如之前,但仍然能获得收益的方案。目前ETC上的单位算力收益大约只有ETH单位算力收益的不到70%,有理由假设未来ETH分叉代币的单位算力收益与ETC相当,矿工可以接受这样的收益率,那么下方公式成立。

分叉币算力/(分叉币年产量*分叉币价格)=ETC算力/(ETC年产量*ETC价格)

下面计算将会有多少算力和生态转移到新分叉的ETH上。

我们假设ETH的20%的算力迁移到某个新分叉的网络上,那么分叉项目的算力大约为176.6TH/s。为简化计算,假设分叉币产量与ETC一样,有如下计算

分叉币的价格=分叉算力*(ETC价格/ETC算力)=138.42美元,约为ETH价格的8%。

这个币价是分叉项目(承接20%算力)对应的币价的下限。算力不是多多益善,有了足够的算力,必须要有对得起那些矿机的币价,否则这些算力会逐渐萎缩。实际矿工也可能接受更低的收益率,但总体逻辑是要与其他项目做横向比较,币价不能低于矿工的心理价位。

3.2 分叉项目的挑战

分叉ETH也并非一件水到渠成的事。在短期需要面临矿工之间囚徒博弈的困境,长期需要面临分叉项目(也是一个新公链)未来如何发展的问题。

短期矿工囚徒博弈的困境

如果只分叉出一个网络,或者绝大多数矿工选择去支持同一个ETH分叉网络,在上地视角看来,这是最优选择。因为这样可以最大限度地凝聚共识,尽可能多吸引原来ETH生态的项目。但实际的博弈结果很可能是不同的矿工集体之间为了各自利益的最大化,分叉出来很多币种。一些生态建设乏力的网络夭折,最终只存活下来一两个分叉项目。而由于力量分散,存活下来的分叉项目的整体实力也将落后转换为POS的ETH网络几个数量级,无力持续建设生态,重蹈当年ETC分叉的覆辙。

项目如何发展

以太坊合并/分片/二层网络都是为了解决网络拥堵的问题,分叉项目能提出更有效的解决方案吗。如果只是扩大区块容量和继承现有的二层网络,未来在与老大哥ETH或其他新兴公链竞争时将毫无优势。在公链这条赛道上,永远有至少在某方面更先进的方案。分叉的ETH也是一条新公链,它必须有新兴势力必备的锐气,以创新赢得市场地位。

讨论了合并对ETH价格的影响后,我们再来看看合并对其他生态系统的影响。

4.外溢算力有望推高ETC的价格

合并是从工作证明(Pow)向权益证明(PoS)的迁移,这基本意味着合并后将“抛弃”ETH的POW矿工群体。这些POW矿工的后续行为也会对市场产生较大影响。

切换到已有的显卡挖矿的区块链上继续挖是较容易实现的出路。目前支持显卡挖矿的币种包括:ETC、ERG、RVN、CFX、FLUX、FIRO等,其中ETC的算力和市值最大,也与以太坊网络兼容性最好。我们认为合并后ETC会承接ETH的部分算力,网络安全性得以提升,这会给生态项目更多信心。若生态建设能与算力增长保持同步,其价格将有较大涨幅。

不过现有的ETH矿机转向ETC挖矿的存在一个问题,这就是目前ETC网络的算力太少了,算力迁移对网络影响太大。ETC网络当前的算力为29 TH/s,而ETH为883TH/s,ETC只有以太坊网络的三十分之一。在不考虑51%算力攻击的情况下,即使只有占以太坊网络3%的算力切换到ETC网络,也会使ETC网络算力增加一倍,相应地使ETC矿工收益降低50%。为了弥补收益下降,ETC的价格就必须要上升。这就面临一个先有鸡还是先有蛋的问题:

l 币价上涨要二级市场买单,而这需要有足够的生态支撑。要想有足够的生态支撑,需要网络提供足够的安全性。

l 要想有足够安全性,需要足够的算力支撑。要想有足够的算力,需要让矿工获得更高收益,币价需要不断上涨。

好在市场已经让这个循环转了起来,目前ETC币价出现较大涨幅,算力和币价暂时进入了正向循环中。但ETC生态项目的建设速度和想象空间能否跟上代币价格上涨的速度还要打个问号。假设ETC可以承载以太坊网络10%的算力,那么需要ETC价格翻4倍,也就是ETC价格由现在的37美元上涨到148美元附近。当然这个循环随时可能停住,ETC的价格和算力会维持在一个均衡的中枢附近。ETC网络合理的状态就是达到算力-价格-生态建设的协调。

5. 矿工的抉择和市场影响

最后再简要比较矿工会更倾向于挖掘分叉币还是挖掘ETC,并以此评判它们代币的价值空间。

首先从技术上看,这两件事对于POW矿工来说都不存在技术难题,他们可以自由地在各个网络中切换。短期的收益率应该会趋于相同,两个网络的区别不大。

再从网络的生态建设层面看,对于生态项目来说,它们会自然地“被部署”在分叉网络上,完全没有迁移的成本。而且ETH持有者会获得分叉资产,这具有强劲的引流效应,有助于分叉网络在早期迅速积累用户。相比之下,生态项目部署到ETC网络上需要成本,ETC的用户数量也小得多。这两点使得分叉网络对矿工的吸引力更大。分叉网络会承接更多算力,代币价格的想象空间也更大。不过这不意味着分差网络有能力承接所有的算力,ETC也能够分得一杯羹,币价的上涨空间同样可以期待。

在也许不止一个分叉网络之间,更能吸引开发者的网络会胜出,保持代币在长期拥有价值。

除了这两种出路,矿工还可以另起炉灶,从创世区块开始维护一个新的POW网络,或者停止挖矿,出售矿机或转型Web2业务。前者由于网络中资产少、用户少、生态项目少,在起步时会遇到困难,短期可以不考虑。后者意味着这部分算力退出了加密世界,对市场的影响较小。

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