PoS 激勵機制的設計非常複雜—— 一方面要獎勵那些驗證交易並終局化網路歷史狀態的誠實參與者，另一方面懲罰那些離線或惡意的驗證者。在本文中，我們使用精細的經濟模型和新的經濟評估工具來定義、衡量並分析 ETH 2.0 的密碼經濟學安全性。本文源自於 ConsenSys 高管 Tom Borgers 的《Ethereum 2.0 Economic Review》，由專欄作者 以太坊愛好者 編譯、撰稿及整理。
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2020 年3 月，我們從 MolochDAO 那裡獲得了一筆資金， 用於研究 ETH 2.0 的經濟模型。這次考察最初是為了響應徵求意見書的號召：
Finance nerds, economic pen testers, your time has come.
Moloch RFP: An economics audit of the latest ETH 2.0 spec.
— 👹 Moloch (@MolochDAO) January 14, 2020
此後，我們一直在努力分析 ETH 2.0 網路及其基於 PoS 的經濟激勵機制。
我們的結論是在我們自己的研究基礎上得出的。我們構建了一個 經濟模型來反映 ETH 2.0 網路的輸入和輸出，並採訪了很多代表以太坊生態主要參與者的利益相關者。
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我們將所有研究成果都匯總到了下方報告中：
ETH 2.0 經濟考察：對以太坊 PoS 激勵模型的分析
我們想要感謝 MolochDAO 、與我們對話過的朋友以及以太坊基金會對我們這個項目的支持。特別感謝 Danny Ryan、Barnabe Monnot、Trent Van Epps 和 Vitalik Buterin 對初稿的評論和建議。
雖然我們非常建議大家閱讀報告全文，但我們還是在下方列出了概要。
ETH 2.0 網路升級就是循序漸進地朝著 PoS 共識算法和激勵機制這一宏偉目標前進，反過來，PoS 的激勵機制也對以太坊網路的經濟屬性具有深遠影響。
首先，為便於研究 Eth2.0 的經濟模型，我們利用 Excel 構建了一個經濟模型，來解釋 ETH 2.0 系統在現行規範以及特定場景下的輸出情況。在項目的整個過程中，我們逐步開發並利用這一模型來計算期望，並基於數據得出關於驗證者收入、成本、收益和貨幣發行量的結論。
在ETH 2.0 系統中，有將近 100 個變量對輸出值有重大影響。通過這個模型，我們動態展示了ETH 價格變化以及 ETH 質押總量對驗證者收益的影響， 突出了變量對網路安全性的影響。
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我們利用一系列圍繞網路攻擊成本的假設，定義了 ETH 2.0 Phase 0 必須達到的經濟安全性級別。
此安全性級別的含義在於，讓攻擊成本高於攻擊所能獲得的潛在利益，並讓 ETH 2.0 Phase 0 達到與 ETH 1.0（當前以太坊區塊鏈）同等級別的安全性。
我們確定了兩類主要的經濟攻擊向量。每類攻擊向量都有不同的變體以及不同程度的風險：絕對多數攻擊（Supermajority Attack）和終局性攻擊（Finality Attack）。在 Phase 0 階段，我們主要關注那些旨在破壞網路的攻擊。我們發現網路在 Phase 0 階段有遭受這類攻擊的風險，但是我們更擔心後續階段。
根據ETH 的歷史價格和算力情況，我們估計質押率達到 13.8% 就能提供充分的安全性。
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ETH 2.0 的安全性與 ETH 質押量息息相關，質押量本身就與收益存在函數關係。我們構建了一個模型來理解致力於高資本利用率的投資者的動機。我們稱之為 RSAVY（必要Serenity 活躍驗證者收益）模型， 用於確定質押的風險和成本問題，以及對應的必要收益率（RRR）。
基於我們的研究結果，我們預計在一個優化過的（內生和外生）網路中，必要收益率（即，最低收益率）不低於 3.3% 的情況下，驗證者才會考慮加入該網路。在一個看跌但是穩定的市場環境下，必要收益率就會增至11.6% 。
除了計算必要收益率之外，RSAVY 模型還可以用來勾畫出網路在特定場景下的全景。在這些場景中，我們使用不同的參數， 得出了一些結論和建議，詳見下文。
結論
（一）ETH 2.0 的 PoS 機制相比 PoW 機制複雜得多。 ETH 2.0 是一個高度複雜且周密的系統。這個系統經過精心設計和構建，但是從驗證者的角度來說很難理解，從而導致不確定性和不可預測性，加大了潛在的、追求資本效率的驗證者的理解難度。
（二）ETH 2.0 網路的安全性取決於三個關鍵變量：ETH 質押量、ETH 價格和波動性。 每個變量都會對攻擊網路的成本產生直接或間接的影響。ETH 總質押量是可控性最大的變量，而 ETH 價格對網路安全性有很大的直接影響，但是不受系統的控制。波動性可能會由不同的因素造成，會間接影響 ETH 質押量和 ETH價 格。
（三）對 ETH 2.0 的攻擊比對 ETH 1.0 的攻擊更容易擴展。 在 ETH 2.0 中，參與網路所需的硬體成本降低，因此（攻擊的）硬體和電力消耗也將降至最低。此外，DeFi 的蓬勃發展以及 ETH 2.0 的連通性將大幅加快這一趨勢。
（四）追求資本效率的驗證者行為變得更加可預測。 雖然以太坊擁躉們的參與對信標鏈的成功上線至關重要，但是還不足以讓網路達到足夠高的安全級別。吸引追求資本效率的驗證者有助於實現ETH 質押量目標。
（五）根據ETH的歷史價格，ETH 質押率達到 13.8% 時，ETH 2.0 的安全性即可媲美 ETH 1.0 。 根據 ETH 歷史價格的波動情況，我們計算得出，只有當 ETH 質押率不低於 13.8% 時，ETH 2.0 才能獲得足夠高的安全性。
（六）驗證活動存在規模經濟效應，但隨著 ETH 價值升高，規模效應會減弱。 在 PoW機 制下，要想提高收益，只能擴大運營規模；在 ETH 2.0 的 PoS 機制下，驗證活動的成本會隨著 ETH 價格的升高而逐漸降低。我們發現，一般而言，網路經濟效應（network economics）非常適合於提高網路的去中心化程度、實現 Eth2 的設計目標。
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（七）當前 ETH 供應量的 77.7% 都集中在合格的驗證者錢包（持有超過32 ETH）中。 有大約8660 萬ETH（佔當前總供應量的77.7%）由（持有超過32 ETH的）非交易錢包持有。另外 1870 萬ETH 由交易所管理。這是一個具有強大吸引力的可服務目標市場。為實現網路參與最大化，激勵機制的主要目標應當是，將這些錢包轉化為活躍的驗證者。
（八）相比 ETH 1.0，ETH 2.0 為實現安全性所支付的成本要低得多。 假設在當前信標鏈規範下，ETH 質押量為 1550 萬（13.8%），我們估計每年的通膨率為 0.55% ，遠低於 PoW 網路當前4-4.5% 的通膨率。
（九）網路安全性很大程度上依賴於 ETH 的價格穩定性。 就 ETH 2.0 的經濟穩定性和安全性而言，我們最主要的擔憂是，當 ETH 價格較低時，整個網路是否具有足夠的抗攻擊性。考慮到攻擊者快速擴大攻擊規模的能力，我們認為確實要關注價格穩定性。
（十）在 Phase 0和 1 階段缺乏流動性可能會導致不可預測性和中心化。 鑑於 ETH 1.0 和 ETH 2.0之間缺乏互通性，以及 ETH 2.0 網路在 Phase 0 和 1 階段無法進行交易，我們預計中心化交易所中會出現圍繞衍生品的二級市場。利用這些平台的驗證者會高度集中，進而產生中心化風險和不可預測性。
（十一）小心衍生品攻擊。 隨著以太坊生態飛速發展，ETH 作為一種資產類別也在飛速發展。選權產品的數量不斷增加，「閃電貸」等特殊金融工具也被用來作惡。在這個勢頭下，衍生品可能會成為攻擊者的首選途徑。
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建議
將基礎獎勵因子提高到 128 及以上： 我們承認增加網路成本有助於提高網路安全性，但是在基礎獎勵因子只有 64 的情況下，我們相信網路為安全性所支付的成本是不夠的——在以太坊網路向 PoS機製過渡期間，小心謹慎是明智的做法。
找到一種更動態的方法在發生緊急情況（ETH價格暴跌）時改變獎勵，即，探索實現一層安全網。 我們建議探索一種更加動態的方法，以便在發生緊急情況時增加獎勵或更改基礎獎勵因子，例如，引入閾值觸發機制、階梯函數，或直接與ETH價格相關的函數。
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