以太坊合併：了解2022年9月15日向權益證明（Proof-of-Stake）轉變

2022年9月15日，以坊經歷了區塊鏈歷史上最重要的技術轉型之一。這次事件被稱為「合併」（The Merge），標誌著以坊從一個能源密集型的工作量證明（PoW）共識機制——類似比特幣的方式——轉變為一個更可持續的權益證明（PoS）系統。這一根本性轉變不僅改變了以坊的內部運作方式，也代表了加密貨幣行業在追求可持續性、擴展性與長期可行性方面的一個重要里程碑。

這個以坊合併日期的意義遠超技術升級。它展示了區塊鏈網絡能夠在不中斷運作或危及用戶資金的情況下，徹底改變其核心架構。對於數百萬的ETH持有者、開發者以及以坊生態系的參與者來說，這次轉型開啟了新的參與可能性——尤其是透過質押機制，使個人能積極參與網絡安全。

促使轉型的原因：為何以坊需要進化

在探討變化內容之前，首先必須理解為何如此激烈的轉變變得必要。以坊最初的PoW系統，繼承自比特幣的設計，透過計算競賽來保障網絡安全。礦工投入大量計算能力來解決數學難題，率先解出難題者獲得將下一批交易加入區塊鏈的權利。

這種方式曾經奏效，但也伴隨著重大缺點。以坊的年度能源消耗曾一度與某些國家相當，引發嚴重的環境關切。PoW的計算強度也造成擴展性挑戰：隨著交易需求增加，網絡變得擁擠，導致手續費上升、處理速度變慢。此外，安全模型依賴持續消耗電力資源，對以坊長遠的環境影響提出了持續的可持續性疑問。

以坊基金會與更廣泛的開發社群認識到三個關鍵需求：

• 可持續性：隨著區塊鏈採用率提升，環境影響成為迫切關注點，公眾對氣候議題的認識也日益提高。
• 擴展性：PoW框架難以應對日益增加的交易量，限制了網絡滿足成長需求的能力。
• 安全性提升：PoS模型有望提供更佳的安全特性，同時消除能源消耗的負擔。

這些因素共同促使轉型不僅是理想選擇，更是以坊長期存續與普及的必要條件。

2022年9月事件：以坊核心的變革

向PoS的轉變徹底改變了以坊維持共識與保障交易安全的方式。過去由礦工透過計算能力競爭，現在則依賴驗證者——即鎖定（質押）ETH作為抵押品，參與提議與驗證區塊。

這一轉變被許多開發者形容為「在飛行中更換引擎」——以坊在整個過程中持續運作，交易處理未受影響。合併（The Merge）將原本分離的兩個系統合併：以坊的執行層（Execution Layer）與自2020年12月起在背景運作的平行PoS網路——信標鏈（Beacon Chain）。

信標鏈：轉型的基礎

信標鏈於2020年12月啟動，對合併成功至關重要。近兩年的獨立運作，讓開發者得以在實戰環境中測試與完善PoS機制。驗證者在此測試網絡中鎖定ETH，驗證區塊並獲取獎勵。這段長時間的測試提供了信心，證明PoS系統能在大規模下穩定運作，使最終轉向主網（Mainnet）成為可行且可控的。

PoS的實際運作方式

在以坊的PoS系統中，驗證者根據其質押的ETH數量，以伪隨機方式被選中提議區塊。選擇機制確保質押較多ETH的驗證者有較高機率被選中，但同時引入隨機性，以防預測與確保公平。

驗證者誠實參與可獲得獎勵——成功提議與驗證區塊會使其ETH增加。然而，系統也設有懲罰措施：若驗證者行為不端或提出矛盾資訊，將面臨「斬刑」（slashing）——即銷毀其部分質押ETH。這種經濟激勵取代了能源密集的PoW，將驗證者的自利行為與網絡安全緊密結合。

PoW向PoS的轉變，代表一個根本的哲學轉變：安全不再依賴電力消耗，而是由經濟激勵與財務風險來保障。

影響評估：能源、安全與網絡演進

合併的實施在多個層面產生了巨大影響：

能源消耗：

• 合併前（PoW）：約78太瓦時/年
• 合併後（PoS）：約0.01太瓦時/年
• 降低幅度：超過99.99%

這一能源效率的提升不僅是逐步改進，而是徹底改變了以坊的環境足跡，使其成為運行中的主要區塊鏈中最具環保意識的之一。

安全架構： 轉向PoS改變了基本的安全模型。安全性不再依賴礦工願意耗電，而是依賴驗證者願意冒險其ETH資產。誠實驗證者獲得獎勵，作弊者則面臨經濟懲罰。這一模型已被證明能有效保障網絡，同時消除了持續計算競爭帶來的能源外部性。

擴展性考量： 值得注意的是，合併本身並未直接提升交易吞吐量或降低手續費。這些改進需要額外的升級——特別是分片（sharding）等技術——作為共識機制變革的基礎。

常見誤解澄清

許多用戶擔心合併後交易手續費（gas fee）會自動下降。事實上，手續費主要取決於網絡擁堵程度與驗證者數量，而非共識機制。真正的費用降低，還需透過擴展性升級來實現，這些升級計劃在未來階段推出。

從挖礦到質押：新參與機制

合併使得參與以坊安全的方式更加民主化。過去PoW需要專用硬體與大量電力基礎設施來進行挖礦，而PoS則提供了替代途徑。

直接質押要求驗證者持有32 ETH並運行驗證軟體，負責區塊提議與驗證的技術任務。而質押池（staking pools）則成為另一種選擇，讓持有較少ETH的用戶也能間接參與。透過質押池，參與者可獲得與其貢獻成比例的獎勵，雖然通常略低於直接質押，因為池運營者會收取手續費。

目前的質押收益率大約在3-5%之間，會根據網絡參與度與總質押ETH數量變動。這些獎勵激勵持續參與與資金鎖定，建立穩定的驗證者基礎，持續保障網絡安全。

未來展望：以坊的發展路線圖

合併是重要的里程碑，但僅是以坊演進的第一階段。之後的升級持續重塑網絡：

上海升級（2023年3月）： 此升級允許提取已質押的ETH，解除先前的資金長期鎖定限制。此舉大大促進了質押的普及，讓參與者更有信心長期持有與提取資金。

坎昆升級（2024年）： 引入原型分片（proto-danksharding），旨在提升Layer 2解決方案的擴展性——即在鏈下打包交易，提高效率。

未來規劃： 以坊的開發路線圖仍在規劃全面分片（full sharding），使網絡能同時處理多條平行鏈上的交易。這些技術預計將大幅提升交易吞吐，並降低用戶手續費。

技術風險與限制

儘管合併是一個成功的轉型，但仍需認識到一些持續的技術挑戰：

驗證者集中化： 若大規模實體控制過多驗證者，可能導致網絡中心化，威脅以坊的去中心化核心原則。社群持續監控此問題，並努力推動更廣泛的驗證者參與。

斬刑風險： 驗證者若行為不端，可能面臨ETH被銷毀的懲罰。技術漏洞或網絡問題也可能觸發斬刑事件，雖然此類事件較為罕見。

協議複雜性： 每次升級都會增加協議的複雜度，進而引入更多潛在攻擊面與技術邊界問題，開發者必須謹慎應對。

常見問題解答

以坊合併何時正式發生？
2022年9月15日，於信標鏈的第144,896個epoch正式完成轉換。整個過程平穩，未出現重大技術問題。

我的ETH持有量有變或需要轉移嗎？
無需任何操作。所有ETH持有狀態保持不變，沒有「ETH2」代幣、空投或轉換需求。網絡繼續運行，僅是共識機制改變。

未來手續費會下降嗎？
手續費主要取決於擁堵程度與區塊空間，與共識機制無直接關係。未來的擴展性升級（如分片）將直接提升交易吞吐，降低費用。

我如何透過質押參與以坊安全？
持有32 ETH者可自行運行驗證者節點。較少ETH的用戶則可透過質押池或流動性質押協議參與，這些方案會將質押位置代幣化，提供更彈性的參與方式。

以坊現在完全可持續嗎？
能源消耗的降低已經非常顯著，且有詳細記錄。然而，「可持續性」還涉及更廣泛的議題——以坊基金會持續推動環境改善，並進行相關技術優化。

「ETH2」的現狀如何？
此術語已被廢棄。社群統一以「以坊」（Ethereum）作為品牌名稱，避免混淆。所有資產仍是ETH，網絡運作即為Ethereum，不再區分ETH2。

總結

以坊合併日期——2022年9月15日，是區塊鏈歷史上的一個轉折點，不僅代表以坊自身的重大變革，也象徵整個行業向可持續性與技術成熟的演進。透過成功將共識機制從能源密集的PoW轉向經濟激勵的PoS，以坊證明了網絡能在不犧牲安全性與用戶體驗的前提下，進行根本性演變。

對於參與者來說，合併開啟了新的參與途徑。無需專用挖礦硬體，任何持有ETH的人都可以透過質押參與網絡安全。這次升級所奠定的技術基礎，也持續支撐後續的擴展與降費措施。

自合併以來的重要發展包括：上海升級允許提取質押ETH、坎昆升級改善擴展性基礎設施，以及規劃中的分片技術以大幅提升交易吞吐。以坊的演進仍在持續，每一次升級都建立在合併的基礎之上。

對於想了解現代區塊鏈技術的人來說，這次合併展現了成熟的網絡如何因應技術、環境與用戶需求的變化而進行根本性轉型。它也成為整個加密產業關於可持續性、安全性與擴展性討論的重要參考點。

免責聲明：加密貨幣交易與質押具有風險。用戶應採取嚴格的安全措施，仔細核對地址，切勿分享私鑰或恢復短語。過去的表現不代表未來的結果。