“未来以太坊用什么挖矿?”——这个问题,在以太坊成功完成“合并”(The Merge),从工作量证明(PoW)转向权益证明(PoS)机制后,其答案已经发生了根本性的改变。未来的以太坊将不再使用传统意义上的“挖矿”来产生新的区块和验证交易。 曾经耗能巨大、依赖专业矿机的“挖矿”时代,已以太坊的发展历程中画上了句号。

回顾与转折:以太坊“合并”的意义

在“合并”之前,以太坊与比特币类似,采用的是工作量证明机制,这意味着矿工们需要通过强大的计算机(如GPU、ASIC矿机)竞争解决复杂的数学难题,第一个解决问题的矿工才能获得记账权(即出块)和相应的区块奖励,这种机制虽然保障了网络的安全去中心化,但也带来了巨大的能源消耗和中心化算力集中的风险。

2022年9月,以太坊网络成功完成了“合并”,这一历史性事件标志着以太坊正式从PoW转向了权益证明机制,这不仅仅是算法的更迭,更是以太坊向着更高能效、更强可扩展性、更去中心化愿景迈出的关键一步。

未来以太坊的“共识引擎”:权益证明(PoS)

在PoS机制下,“挖矿”的概念被“验证”(Validating)所取代,未来的以太坊网络安全和共识达成,将依赖于“验证者”(Validators)。

  1. 什么是验证者? 任何持有至少32个ETH(以太坊的加密货币)的用户,都可以将其ETH“质押”(Stake)到以太坊的验证者合约中,成为网络的验证者,这相当于向网络提交一笔“保证金”或“抵押物”,表明他们有意愿和动力诚实地参与共识过程。

  2. 验证者如何工作?

    • 随机选择与提议区块: 系统会根据验证者的质押金额、在线时间和历史表现等因素,随机选择验证者来“提议”新的区块,被选中的验证者将收集网络中的交易数据,打包成一个候选区块并广播出去。
    • 投票与 attest: 其他验证者会收到这个候选区块,并根据自己对网络状态的判断进行“投票”(Attestation),如果足够多的验证者(超过总质押ETH的2/3)对同一个区块和其对应的“状态根”(state root)投了赞成票,那么这个区块就被正式确认并添加到区块链上。
    • 奖励与惩罚: 诚实地履行验证者职责的验证者,将有机会获得ETH奖励(这部分奖励来自于交易手续费和新增的ETH发行),反之,如果验证者行为不端(如试图双花、离线时间过长或故意投票给无效区块),其质押的ETH将会被“罚没”(Slashing),这极大地提高了作恶成本。
  3. PoS的优势:

    • 能源效率极高: 相较于PoW需要大量算力进行无意义的计算,PoS验证者的主要工作是网络通信和验证交易,能耗降低了约99.95%,显著降低了以太坊网络对环境的影响。
    • 更强的去中心化潜力: 理论上,任何拥有32 ETH的人都可以成为验证者,降低了专业矿机带来的硬件门槛和中心化风险,虽然目前验证者数量众多,但社区也在持续探索如何进一步降低质押门槛(如通过质押池)。
    • 安全性保障: 通过罚没机制,验证者的经济利益与网络安全紧密绑定,促使他们维护网络诚实运行。
    • 为分片奠定基础: PoS机制更易于实现“分片技术”(Sharding),这是以太坊未来提升交易处理速度(可扩展性)的关键规划之一。

“挖矿”不再,但“验证”犹存

需要注意的是,“合并”后,以太坊并非完全没有了“奖励”,验证者通过参与共识过程,依然可以获得ETH奖励,这部分奖励取代了原来矿工的区块奖励和出块补贴,获取奖励的方式已经从“算力竞争”转变为“权益质押与诚实服务”。

对于普通用户而言,如果不想或无法自己成为验证者(需要32 ETH且承担技术风险和罚没风险),还可以通过参与各种“质押池”(Staking Pools)项目,将少量ETH委托给池子运营商,由运营商集中管理并分配部分收益给委托人,这使得更多人能够参与到以太坊网络的维护中并分享收益。

展望:以太坊的持续演进

权益证明的实现并非以太坊发展的终点,而是一个新的起点,以太坊还计划通过“分片”(Sharding)等技术进一步提升网络性能和降低交易成本,使其能够支持更广泛的应用场景(如DeFi、NFT、GameFi等)。

围绕PoS机制的安全模型、治理结构、质押经济生态等仍在不断发展和完善中,社区也在持续关注如何进一步去中心化验证者网络,防止质押中心化带来的潜在风险。