以太坊挖矿时代终结,多少算力能报块,现在答案变了

在探讨以太坊“多少算力可以报块”这个问题之前，我们必须首先明确一个至关重要的概念：以太坊已经完成了其从“工作量证明”（Proof of Work, PoW）到“权益证明”（Proof of Stake, PoS）的共识机制转换，这一历史性的事件被称为“合并”（The Merge），问题的答案在“合并”前后有着天壤之别。

以太坊PoW时代：算力是“报块”的唯一通行证

在“合并”之前，以太坊与比特币类似，采用的是PoW共识机制，在这个体系中，“报块”更准确的说法是“出块”或“挖矿”，矿工们利用计算机硬件（主要是GPU，后来也有ASIC）进行复杂的数学运算，这个过程需要消耗大量的电力和计算资源，所消耗的总计算能力就是“算力”。

• 多少算力可以出块？——概率问题，而非门槛问题 在PoW模式下，并没有一个固定的“算力门槛”说达到多少就能出块，它本质上是一个概率问题，矿工的算力占整个以太坊网络总算力的比例,就决定了其在单位时间内出块的期望概率。

  • 如果以太坊网络总算力是100 TH/s，而你拥有1 TH/s的算力，那么你理论上在任何一个区块产生周期内（约13-15秒）出块的几率就是1/100，即1%。
  • 影响因素： 网络总算力是动态变化的，当更多矿工加入，网络总算力上升，你出块的难度就会增加；反之，若矿工退出，总算力下降，你出块的难度则会降低，想要稳定地出块，就需要拥有相当规模且在网络总算力中占比较高比例的算力，对于个人小矿工而言，独自出块的概率极低，通常会选择加入矿池,通过贡献算力按劳分配出块奖励。

• PoW时代的出块奖励： 成功出块的矿工将获得一定数量的以太币（ETH）作为奖励,以及该区块中包含的所有交易费。

以太坊PoS时代：ETH质押成为“报块”的新钥匙

2022年9月15日，“合并”完成，以太坊正式转向PoS共识机制，这意味着“挖矿”和“算力”作为以太坊网络安全的基础被彻底摒弃，取而代之的是“质押”（Staking）。

• “报块”主体变为验证者（Validator）： 在PoS体系中，负责生成新区块并维护网络安全的角色不再是“矿工”，而是“验证者”，任何人都可以通过锁定（质押）至少32个ETH成为验证者。

• 多少算力可以报块？——算力不再是核心指标 在PoS模式下，“算力”这个概念已经不再是决定谁能“报块”（即成为区块提议者）的核心因素，取而代之的是“质押的ETH数量”以及相关的“随机选择”机制。

• 如何成为区块提议者（Proposer）？

  1. 质押ETH： 首先需要质押至少32个ETH，激活成为验证者，质押的ETH越多，在网络中的“权益”越大。
  2. 进入验证者队列： 成为验证者后，会进入一个待激活队列,等待被系统选择进入活跃验证者集合。
  3. 随机选择： 以太坊2.0的Beacon Chain会使用一种称为“RANDAO”的随机数生成机制，结合验证者的权益、在线时间等其他因素，在每个epoch（约6.4分钟）和slot（约12秒）中随机选择一个验证者来作为该slot的“区块提议者”。
  4. 生成区块： 被选中的区块提议者负责收集待处理的交易，打包成新区块，并广播到网络,成功提议区块的验证者将获得区块奖励和交易费。

• “多少ETH质押可以报块？”——概率与质押量的关系 虽然是随机选择,但验证者被选为区块提议者的概率与其质押的ETH数量在网络总质押量中的占比大致成正比。

  • 如果网络总质押量是1000万ETH，你质押了32个ETH，那么你被选为区块提议者的理论概率大约是32/10,000,000，即0.00032%，虽然单个slot概率极低，但由于每个epoch有多个slot，且验证者会持续参与，长期来看，质押的ETH越多,获得出块机会的期望次数就越多。
    
  • 没有固定“门槛”： 与PoW不同，PoS下质押32个ETH就可以成为验证者，理论上就有机会被选中“报块”，但这并不意味着你一定能“报块”，它更多是一个“入场券”，能否“报块”取决于随机选择，质押的ETH越多，权重越高,被选中的概率也越大。

• PoS时代的出块奖励： 成功提议区块的验证者会获得ETH奖励，这部分奖励会根据验证者的质押金额和在线时间等因素进行分配，验证者还会因参与共识（ attestations）获得额外奖励。

从“算力竞赛”到“权益博弈”

• 以太坊PoW时代： “多少算力可以报块”是一个关于概率和规模的问题，算力越大，出块概率越高,但需要巨大的硬件投入和电力消耗。
• 以太坊PoS时代： “多少算力可以报块”这个问题本身已经失去了意义，取而代之的是“多少ETH质押可以报块”，答案是：质押至少32个ETH即可成为验证者，从而有机会被随机选中“报块”，概率与质押量正相关，但无绝对门槛,更强调权益的长期锁定和参与网络的积极性。

对于当前及未来的以太坊网络而言，关注点应从“算力”转向“质押率”、“验证者数量”以及PoS机制下的网络安全与去中心化程度，曾经以“算力”论英雄的以太坊“挖矿”时代,已一去不复返。