执行摘要

以太坊正在经历一个基础设施快速发展的时期。自 2015 年以太坊区块链的首次实施推出以来，它已经经历了一系列计划的技术升级。每一次升级都使以太坊的愿景进一步成为焦点——成为开放的、去中心化的、可信的、无权限的、可编程的基础设施层，互联网、经济和我们大部分数字生活的未来就建立在这个基础上。

2022 年 9 月，以太坊合并统一了以太坊的共识和执行层。这是以太坊历史上的一个关键时刻，它带来了许多重要的改进，包括将网络的碳足迹减少 99.95%. 通过切换到权益证明共识机制，合并改变了整个以太坊网络的价值积累方式，并使新的 ETH 发行量减少了惊人的 88%. 在合并之前，EIP-1559 的引入使以太坊的交易更有效率，它将以太坊的 gas 费用系统从竞价系统，改为由两部分组成的系统——每个区块的标准基本费用（由协议燃烧），以及用户可以支付的可选小费（优先费），以加快交易速度。 合并后，结合 EIP-1559 的燃烧率，导致了以太坊历史上最通缩的时刻，并加强了网络的安全性。

现在，以太坊社区正在团结起来支持路线图上的下一个计划升级——上海/卡佩拉升级。它之所以被双重命名，是因为它是以太坊执行层和共识层的首次同步升级，并且因为它将实现质押 ETH 提款而备受期待。

特别是，这次升级将使在共识层质押的 ETH 能够撤回到以太坊执行地址，这是自 2020 年 12 月 ETH 质押成为可能以来的首例。

提款的激活解决了以太坊路线图中的另一个“未知数”——可能会鼓励更多的验证者参与进来，并促进以太坊网络的进一步去中心化和安全。通过增加质押的可移植性，提款将导致质押供应商之间的竞争加剧——可能会推动该行业的进一步创新，并逐步降低进入的障碍。

使用第三方质押服务的质押者将获得机会，根据奖励最大化、验证器性能、用户体验的简单性和费用等因素，（重新）评估如何以及在哪里质押他们的 ETH.

独立质押（独立操作以太坊验证器）给网络带来了最多的去中心化和安全利益，但由于相关的技术和操作要求，对大多数零售质押者来说仍然具有挑战性。那些希望在没有这种操作开销的情况下质押的人可以选择一些不同的产品，从完全托管和中心化的供应商，到非托管的、分散的协议。每个质押者都有责任选择一个与价值观一致的合作伙伴，他们有信心维护质押者所重视的以太坊的特性，无论这些特性是什么。集体而言，质押者是以太坊价值的监护人。

上海/卡佩拉升级预计将是以太坊的一个重要事件。它将对质押者、以太坊质押生态以及更广泛的 DeFi 产生若干影响：

• 部分和全部取款将使长期质押者获得已被锁定两年以上的资金。然而，早期质押者已经证明了他们对以太坊的信心，他们可能更倾向于将这种新发现的流动性作为质押，而不是获取利润。
• 通过降低质押 ETH 的流动性风险，提款可以激发人们对流动性质押协议的信心，并使 ETH 质押在总体上成为更有吸引力的机会，特别是对于通常规避风险的机构。
• 最后，我们希望看到，随着人们对这些代币的信心和发行人之间的竞争的建立，越来越多的流动质押代币流入 DeFi 协议。

作者

• Andrew Breslin，产品研发部
• Michiel Milanovic，DeFi 市场分析师
• Simran Jagdev，高级内容营销经理

贡献者

• Ben Edgington，协议工程部首席产品负责人
• Mikhail Kalinin，协议工程首席研究员
• Roberto Saltini，协议工程首席研究员
• Kuhan Tharmananthar，Codefi Staking 产品负责人
• Matthieu Saint Olive，Codefi Staking 高级产品经理
• Abad Mian，MetaMask Staking 首席产品经理
• Johann Bornman，集团产品负责人，MetaMask 机构
• Matt Nelson，Hyperledger Besu & Web3Signer 产品经理
• Nicole Adarme，机构市场部主管
• Tsvetan Mitev，高级平面设计师

简介

以太坊是基础设施层，互联网、经济和我们大部分数字生活的未来都建立在它上面。在全球范围内支持我们的数字未来，需要提高以太坊的可扩展性和安全性，同时保持网络的去中心化；换句话说，需要解决区块链三难问题。

该解决方案——这不是一项容易的任务——预计将分六个阶段交付。The Merge、the Surge、the Scourge、the Verge、the Purge，以及 the Splurge. 以太坊路线图的每个阶段在很大程度上都是独立于其他阶段的，并且是平行进行的。

以太坊的最新升级，以太坊合并，已于 2022 年 9 月 13 日成功执行。合并指的是以太坊执行层（EL）和共识层（CL）的联合，这标志着以太坊向权益证明（PoS）共识机制的过渡。这种脱离能源密集型的工作证明（PoW）共识机制的做法将以太坊的年化能耗降低了超过 99%.

合并后的以太坊作为一个单一的区块链运行，由两层组成：执行层是处理以太坊交易并向网络其他部分广播的地方，而共识层运行以太坊的 PoS 共识算法，并处理交易结算和最终结果。根据 Vitalik Buterin 的说法，这次升级使我们在以太坊更广泛的路线图中将将行进过半。

图 1. 以太坊路线图。来源：Twitter，Vitalik Buterin

接下来是上海/卡佩拉升级，前者是 EL 升级的名称，卡佩拉是 CL 升级的名称。上海/卡佩拉升级的关键成果是，它将实现 已质押 ETH 的提款。

目前在以太坊 CL 上有已锁定的 ETH（即验证者余额）的质押者，将能够将其提取到以太坊执行地址。一个执行地址就是用户熟悉的以太坊主网上的标准地址。

本报告旨在将上海/卡佩拉升级置于更广泛的以太坊路线图中，并概述其实现的三个关键功能：更新验证人的提款凭证、部分提款和全部提款。

从这里开始，我们将深入研究提款的影响。我们将研究部分和全部提款可能对 ETH 的流动性供应产生的影响，并调查股权的可移植性增加是如何推动整个以太坊质押行业的竞争和快速创新。

什么是上海/卡佩拉升级？

如上所述，以太坊的下一次计划升级既被称为上海升级，也被称为卡佩拉升级。上海/卡佩拉之所以被双重命名，是因为它是以太坊的 EL 和 CL 的首次同时升级。原则上，同时升级两层并不是强制性的，所以为了精确起见，我们将使用 EL 和 CL 升级的各自名称。

作为以太坊 EL 和 CL 的首次同步升级，上海/卡佩拉也将是第一个由特定时间戳触发的以太坊分叉。除了合并之外，以前所有的分叉都是通过达到特定的区块编号来触发的。切换到由时间戳触发的分叉，使得 EL 和 CL 可以同步升级。

除了提款，上海/卡佩拉升级还将为以太坊虚拟机（EVM）提供一些小的技术改进。

然而，由于提款，或 EIP-4895，是在升级中提供的关键功能，本报告将集中讨论这个问题。

上海/卡佩拉升级的确切日期仍有待确定，但以太坊核心开发人员——他们自愿为这个开源软件的开发做出贡献——一直在朝着这个目标稳步前进。他们一直在各种测试网中测试分叉，最近的一次是 Sepolia 测试网，该测试网在 2023 年 2 月 28 日 UTC 凌晨 4 点 04 分成功进行了上海/卡佩拉升级。接下来将是 Goerli 测试网，之后，如果一切顺利的话，将是以太坊主网。

以太坊治理中质押者的作用

在其核心，Ethereum 的价值在于去中心化的验证者网络，他们共同构建和保护 Ethereum 区块链，以及 Ethereum 社区的更广泛的社会层。正是这种去中心化的、无许可的贡献者社区产生了以太坊的可信的中立性、抗审查性、开放性、不变性和近乎不可破解的安全性。出于这个原因，独立运行 Ethereum 验证器，也被称为独立质押，被认为是 Ethereum 质押的黄金标准，因为它给质押者和网络的去中心化带来了最大的好处。

通过确保没有一个实体对整个以太坊的决策拥有不成比例的权力，独立质押者对网络至关重要。一些像 ETHStaker 这样的社区，像 ethdo 这样的工具，以及像 Besu 和 Teku 这样的专门的执行和共识层客户团队，正在使越来越多的以太坊社区成员更容易独立运行一个以太坊验证器。

也就是说，独立运行验证器给一些用户带来了技术、操作和财务障碍。这些类型的以太坊质押者有很多选择，他们可以通过这些选择进行质押，包括像 Codefi 质押这样的非质押服务提供商，以及通过 MetaMask 质押可以获得的顶级流动性质押协议。

虽然质押者可以将运行验证器的操作方面委托给第三方，但选择一个价值观一致的合作伙伴，以维护质押者所重视的以太坊的特点，这个责任仍然在他们自己身上。这些人选择在哪里质押，以及与谁质押，对以太坊的去中心化有着至关重要的影响。

尽管是一个社区治理的系统，执行 Ethereum 路线图需要做出重大的基础设施变化，因此要做出重要的决定。 为了做出这些决定，需要一个强大的去中心化治理过程，以便在受影响的利益相关者之间达成共识；换句话说，以便在每个以太坊社区成员之间达成共识。

以太坊的治理发生在链外，这意味着决策是通过非正式的社会讨论过程进行的。如果社区达成共识，变化就会在代码中实施。以太坊社区的每一个成员都参与到以太坊的治理过程中，包括各种类型的质押者。质押者是以太坊网络的监护人，通过独立质押，或以非质押方式将他们的股份分配给价值观一致的伙伴，质押可以用他们的质押“投票”，影响以太坊的未来方向。

对于大多数以太坊质押者来说，上海/卡佩拉升级提供了第一个机会来改变他们最初决定的质押方式和对象。这为各种质押者提供了一个机会，让他们考虑自己的个人价值，他们希望以太坊体现的价值，并以反映这种价值的方式进行质押。那些有能力这样做的人，如果他们的目标是自我主权并为以太坊的去中心化作出贡献，应该考虑独立运行一个验证器。其他人可以通过一个价值观一致的合作伙伴“用他们的质押投票”。通过这种方式，以太坊社区作为一个集体可以保护以太坊成为我们全球数字未来的去中心化信任基础设施的原因。

考虑到这一点，让我们深入了解提款，它们将如何运作，以及它们的影响在上海/卡佩拉升级后将如何在整个以太坊生态中发挥作用。

什么是提现？

我们知道，上海/卡佩拉升级的关键成果是允许质押者提取他们所投的 ETH，但更具体地说，它将提供与提取有关的三个关键功能。

1. 能够将以太坊验证者的提款凭证从旧的 0x00-类型（源自 BLS 密钥）更新为较新的 0x01-类型（源自以太坊地址）。
2. 部分提款，或定期和自动地从一个活跃的验证者的余额（超过 32 个 ETH）中“掠夺”赚取的共识层奖励。
3. 全额提款，或收回一个“退出”验证者的全部余额。

虽然部分提款和全额提款是不同的操作，但简要地指出它们之间的一些共同点是值得的。

首先，只有拥有较新的 0x01-类型的提款凭证的验证者才有资格进行部分和全部提款。拥有较早的 0x00-类型提款凭证的验证者可以通过更新他们的凭证到较新的版本来获得资格。然而，没有必要立即这样做，因为拥有 0x00-类型提款凭证的验证者将继续赚取奖励，就像他们自 Beacon 链的起源以来一样。

此外，部分和全额提款都有一个单一的、自动的提款过程。每隔 12 秒（每个时段），协议会“扫荡”以太坊的验证器集，并确定前 16 个有资格进行部分或全部提款的验证器。每个时段最多可以处理 16 笔提款，然而，全额提款的处理速度较慢，因为它们需要首先“退出”验证器，并有额外的延迟。

最后，执行部分或全部提款将没有相关的 gas 成本。虽然部分提款和全额提款都会导致以太坊地址的余额被记入提款金额，但它们不是以太坊的 EL 处理的交易。相反，提款被认为是系统级操作，或账户余额充值，其工作方式类似于 PoW 区块链中支付给矿工的 [coinbase 交易](https://www.javatpoint.com/coinbase-transaction#:~:text=A coinbase transaction is the,also sent in this transaction.)。由于每个区块只允许 16 个这样的操作，而且相对于用户和智能合约交易，执行这些操作的成本可以忽略不计，所以提款不会产生 gas 成本。

更新取款凭证

激活一个新的以太坊验证器需要向以太坊的存款合约存入 32 个 ETH，以及其他数据的有效载荷。这个数据载荷的一部分是一个叫做验证者的提款凭证的字段，它定义了验证者的提款余额的发送地点。

目前，以太坊验证人可能有两个版本的提款凭证，它们由其提款前缀来区分，即：0x00-类型，或 0x01-类型。

只有拥有 0x01-类型凭证的验证者才有资格部分或全部提取其余额。这是由于这些提款凭证类型之间的技术差异造成的。也就是说，0x00-类型凭证来自 BLS 公钥，而 0x01-类型凭证则指向一个标准的以太坊地址。

如前所述，卡佩拉升级使“锁定”在以太坊 CL 上的 ETH（即验证器余额）有可能被提取，并记入 EL 上的一个以太坊地址。要做到这一点，被撤回的验证器必须有一个相应的以太坊执行地址，其撤回的余额被发送。简而言之，0x01-类型提款凭证提供这种相应的执行地址，而 0x00-类型则没有。

截至 2023 年 2 月 20 日，大约 58% 的活跃以太坊验证者拥有 0x00-类型提款凭证。当 Beacon 链在 2020 年底推出时，0x00-类型凭证是唯一可用的选择，而较新的 0x01-类型凭证直到 2021 年 3 月才被引入。因此，在此日期之前激活的所有验证者都有 0x00-类型凭证。