以太坊挖矿周期将出现新格局，新的收益渠道将涌现！

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信息来自 Paradigm，Georgios Konstantopoulos 和 Leo Zhang 稍作修改

编译：RR

区块空间市场概览

Blockspace 是为所有加密货币网络提供动力的商品。 在区块空间市场中，矿工是生产者，矿池是拍卖者，用户是竞标者。 区块空间市场的影响如此普遍，几乎触及加密货币生态系统的方方面面。

用户发起交易后，它会在每个节点的内存池中进行点对点传播。 每笔交易都会收取费用。 这笔费用表示愿意购买区块空间，这使得交易能够被处理并包含在一个区块中。

在这种介于未确认和已确认之间的“薛定谔状态”中以太坊不能挖矿的具体时间，在任何给定时刻都存在无限数量的提议块，它们竞相寻找满足难度目标的第一个哈希输出。 每个块都有成为下一个块的概率。 通过每秒贡献数十亿次计算，矿工可以打破概率波并明确账本历史。

由于块的大小有上限，因此在给定时间可以进行的交易数量存在限制，从而为块空间提供了隐式时间值。 长期未确认的交易可能会受到市场波动的影响，或者被套利机器人抢占。 用户为购买区块空间而支付的费用反映了他们的出价意愿。 区块空间市场连接着矿工和用户。

表面上看，由于缺乏中央协调，区块空间市场显得复杂而混乱。 它依赖于详细的规则、程序以及供需的融合来进行自我调节。 我们如何知道当前的市场设计是否针对成功进行了优化？

诺贝尔奖获得者阿尔文·罗斯被认为是市场设计领域的先驱。 在他的开创性著作《谁得到什么——以及为什么》中，他认为市场至少需要做三件事才能正常运作：

市场深度：有足够的潜在买家和卖家进行互动。 在区块空间市场的情况下，供应商受到区块奖励的激励以提供计算能力。 另一方面，随着越来越多的人使用网络进行交易，对区块空间的需求也在增加。

安全：市场参与者必须感到安全才能披露或处理他们可能持有的机密信息。 由于链上交易的透明性，提交密封投标的用户不一定总能得到他们想要的结果。 此外，交易需要高度的结算保证。 也就是说，应该有足够的计算能力使重组变得昂贵。

无拥塞：交易应及时完成或取消。 当市场无法有效应对交易量造成的拥堵时，参与者可能无法在没有太多延迟的情况下将他们的交易包含在区块中。 从最近以太坊 Dapps 的火爆可以看出，gas 费也因为拥堵而暴涨。

在比特币和以太坊的历史上，如何优化区块空间市场结构的设计，经常引发许多激烈的争论。 在接下来的章节中，我们将从供应（矿工）和需求（用户）的角度来说明以太坊区块空间市场的结构。 我们检查当前的区块空间市场设计是否提供深度、缓解拥堵或安全且易于参与。 然后，我们将讨论优化市场结构的流行建议，以及区块空间市场未来可能的方向。

供给侧：以太坊挖矿结构

整个挖矿行业的最终目标是为区块空间提供去中心化透明的清算所。

这项任务绝非易事。 在没有权威协调员的情况下，在全球范围内 24/7 全天候运行的分布式系统中，矿工需要为匿名拍卖的区块空间提供强有力的结算保证，通过在硬件和能源上投入大量资金来生成极其复杂的计算来确保网络安全。 安全。

尽管人们普遍担心计算能力的集中化，但采矿业并不是一个单一的有机体。 区块空间市场的波动会不同程度地影响每个组成部分； 每个矿机都受到位置、机器类型、温度、维护和挖矿策略等因素的严重影响。

比特币和以太坊挖矿具有截然不同的市场结构。 比特币和一些 PoW 币几乎已经完全迁移到 ASIC 时代。 另一方面，尽管拥有第二大市值，以太坊几乎没有 ASIC。 虽然新的 ASIC 制造商的传闻时不时地冒出来，但据估计，目前约 80-90% 的以太坊算力由 GPU 主导。

在结构上，主要由 GPU 组成的区块空间供应商市场与主要由 ASIC 组成的市场有何不同？

GPU 挖矿均源自 NVIDIA 和 AMD。 他们要么直接销售独立显卡，要么批发 GPU 芯片和内存给下游显卡制造商。 这些厂商又把与挖矿无关的功能去掉，所以这就是所谓的“矿卡”。

与ASIC市场相比，OEM数量要多得多。 因此，以太坊的算力构成比典型的 ASIC 网络更加多样化。 这也使得经销商难以垄断渠道。 矿工有了更多的选择，不必等待比特大陆、神马矿机等ASIC厂商解决供应链制约。 这意味着初始供应通常不会像使用高级后端流程的 ASIC 那样成为瓶颈。 此外，GPU 矿工不依赖于任何特定网络。 从事投机性挖矿的矿工几乎无一例外地使用 GPU 矿机。 此外，零售 GPU 显卡在游戏、数据中心和人工智能工作等其他计算领域也很有价值。 总的来说，GPU矿工在硬件的选择上更加灵活。

结构决定性质。 硬件构成决定了行业的资本支出和能源消耗。 这两个因素在计算挖矿费用时至关重要，它们对挖矿生态系统的其他部分产生连锁反应：从制造、分销、托管设施、汽油费波动、对 EIP 的偏好，到他们的挖矿 一个周期的决定性特征.

在算力炼金术中，我们根据比特币价格和网络算力的相对变化率，展示了挖矿周期的四个典型阶段：

由于硬件固有的非流动性，网络计算能力往往滞后于价格变化。 “硬件反应时间”是由厂商供应链约束、代工晶圆积压、设备产能，甚至出货物流等各种外生因素决定的。

去年是牛市，矿工和投资者争先恐后地订购新机器。 另一方面，制造商才刚刚开始从疫情期间供应链中断中恢复过来，全球范围内的集成电路短缺已经迫使矿业、汽车、消费电子和所有半导体公司排队等待晶圆配送。

此外，NVIDIA 宣布他们将人为削弱 Ethash 在最新显卡上的性能，以阻止矿工购买他们所有的 GPU 库存。 这意味着，除非币价或费用继续大幅上涨，否则当积压的机器最终上线时，“清库存”和“洗牌”阶段可能会非常痛苦。

在以太坊中，挖矿收益主要来自三个方面：

coinbase 奖励（每块 2ETH + 叔叔奖励）

手续费

矿工可以提取价值

以太坊的交易费用占总区块奖励的百分比远高于比特币。 这意味着以太坊矿工不仅要关注币价，还要关注Gas费的走势。 即使币价不变，交易手续费的增加也足以激励以太坊矿工提高算力。

此外，如前几节所述，由于 GPU 在选择和分布方面的灵活性，因此比 ASIC 网络更容易扩展或缩小。 因此，以太坊的挖矿周期趋于更短：

更短的周期意味着当挖矿收益高时，竞争会加速，而硬件选择的灵活性意味着当挖矿收益低时，算力更容易释放。 单位利润率（每兆哈希/秒的区块奖励）可能会剧烈波动，因此预测回报将具有挑战性：

币价和手续费的大幅上涨吸引了更多矿工参与。 然而，与大多数商品市场不同，更多的生产者并不意味着区块空间供应的增加。 块空间的供应由块大小和平均块时间决定。 这意味着算力的提升并没有降低网络交易费用，反而增加了网络的安全预算。 随着越来越多的矿工加入竞争，重组历史区块的成本越来越高，从而增加了网络的结算保证。

需求方：区块空间的时间价值

由于区块大小有限，用户需要争夺系统的资源。 对于任何发起链上交易的用户，收费模式决定了核心的用户体验。

作为最受欢迎的存储和执行智能合约的平台，以太坊的实用性正在迅速上升。 DeFi 的“货币乐高”让产品和服务以无需许可的方式相互连接，极大地推动了新型金融解决方案的创新。

今天，以太坊用户通过反复的最高价格拍卖参与区块空间市场。 这是一个简单的拍卖模型，用户提交要包含在下一个区块中的交易的出价，该出价以交易费用的形式支付给矿工。 用户可以通过交易的“gas fee”选择他们的出价（以 gwei/gas 为单位）。 对矿池交易选择方法的观察表明，超过 75% 的矿池遵循默认策略，没有优先级排序。 也就是说，交易只是按费用的降序排列，而不对任何特定地址进行优先排序。

它的市场结构很简单：用户希望尽量减少支付给矿工的费用以获得流畅的体验，而矿工希望收益最大化，因为他们是营利性实体。

用户支付的费用永远服从供需规律是不争的事实：每秒的区块空间是一种稀缺资产，所以希望交易立即被收录的用户总是比愿意收录的用户付出更多等待下一个区块费用，这从下面等待交易队列的形状可以看出。

Blockspace 是加密货币领域中最接近“数字房地产”的东西。 区块空间作为经济活动发生的“不动产”具有内在价值。

对于矿工来说以太坊不能挖矿的具体时间，由于价格、网络难度、手续费等不确定因素，未来区块空间的时间价值较低。 对于用户来说，由于交易的盈利能力和效用存在不确定性，未来区块空间的时间价值也很低。

拥堵和成本

区块空间的时间价值将直接转化为用户支付的手续费数额。 在这种收费模式下，估计“正确”的汽油费是一个难题，从各个区块的汽油费波动可以看出：

回想一下罗斯对成功的市场设计的三个要求：深度、安全和克服拥挤。 很明显，在拥挤的情况下，汽油费对于普通用户来说往往会飙升太多。 它的瓶颈在哪里？

这种不可预测性源于这样一个事实，即用户无法协调将正确的费用包含在接下来的 1、5 或 10 个区块中。 今天，大多数用户采用“一次出价”的方式：他们只广播一次交易，然后等待它被包含在内。 通过允许用户在一系列区块上表达他们的费用偏好，例如使用费用升级算法，可以实现持续改进。

新技术的第一个版本总是粗糙的。 多年来出现了各种版本来解决拥塞问题。 区块空间的市场设计涉及平衡生态系统中多个派系的利益。 在此关头，我们讨论了三种可能的途径：

短期：增加区块大小，临时补丁可能存在安全风险。

中期：改变拍卖机制需要社区共识。

长期：可扩展性解决方案，如 rollup 和 ETH 2.0。

有些人可能会尝试增加块大小，以便它可以容纳更多交易（即增加供应，假设需求保持不变）。 这种变化只能是暂时缓解高费用痛苦的止痛药，因为新的需求会迅速填满区块，再次推高费用。 此外，区块大小的增加将使区块链节点软件更加耗费资源。 为了保持系统的去中心化，应该避免增加块大小。

另一种方法是重组投标过程。 今天，所有的区块链收费机制都实行“广义首价拍卖”。 EIP-1559 提案改变了这种机制，在系统不拥堵时以固定价格出售，允许用户根据自己的喜好（而不是现状）轻松选择“最佳”出价。

EIP-1559 也是迄今为止以太坊上最具争议的话题之一。 超过 60% 的矿池表示反对该提案，EIP-1559 演变为区块空间用户和生产者之间的“贸易战”。 虽然其对矿工费收入的确切影响难以量化，但挖矿行业的普遍共识是，gas 费需要大幅上涨才能弥补差额。 阿健是中国以太坊社区对该提案的直言不讳的批评者，他认为 EIP-1559“会失去矿工的忠诚度”。 根据 Poolin 创始人 Kevin Pan 的说法，这实际上不会对挖矿收入产生太大影响，但它“非常侮辱”。

然而，并非所有矿工都这么认为。 F2Pool 的创始人本身就是 DeFi 产品的活跃用户，他们支持该提案。 就连臭名昭著的比特币区块内战煽动者吴忌寒也表示支持改变收费机制。 归根结底，人类在植根于世界不同地区的非结构化开放生态系统中的协调仍然是最大的挑战之一。

从长远来看，允许供应方水平扩展是合适的解决方案，不会显着影响第 1 层系统的信任要求。 毕竟用户想要的是低手续费，而低手续费不是经济机制设计问题，而是区块链可扩展性的根本问题。 值得注意的是，可扩展性还将允许更多需求进入系统，这将抵消每笔交易平均费用的下降。 这里的主要方法是所谓的第 2 层解决方案，例如 Optimistic 和 ZK rollps。

黑森林和黑池

如果我们在比特币的背景下，围绕需求方的讨论将在这里结束。 然而，在以太坊中，正在构建整个金融系统，这扭曲了游戏规则。 某些“机会”可能以套利或参与有限的高需求资产出售（例如 ICO）的形式存在于以太坊网络中。 类似于人们争先恐后地排队购买限量版服装，开发人员已经构建了智能竞争链上机会的软件，甚至可以通过 gas 竞价与其他机器人竞争。

这个概念被称为优先气体拍卖（PGA），最早是在 Phil Daian 等人的开创性论文“Flash Boys 2.0”中提出的。 PGA 产生的“不定期”收入流被称为矿工可提取价值或 MEV。 参与 PGA 的机器人有一个潜在的非常有利可图的机会，他们愿意为 gas 费付出高昂的代价，直到他们想要赚取的利润为止。

在 Ethereum is a Dark Forest 中，作者描述了一次提取，其中价值大约 12,000 美元的代币落入了“掠夺者”的手中。 这些掠夺者是套利机器人，它们不断监控内存池上的活动，并尝试根据预先确定的算法提前运行某些类型的交易。 Uniswap 等 DEX 平台很可能充斥着套利机器人。

因此，一些服务提供商开始提供“暗池”——绕过公共内存池的交易，因此在上链之前对公众不可见。 这些暗池不会向网络广播，而是将交易直接转发给矿工，因此它们不会广播给网络上的其他节点。 这些暗池并不完全用于利润最大化的目的。 在逃离黑暗森林中，安全研究员 samczsun 记录了他的团队如何使用这种技术从有缺陷的智能合约中节省 25k ETH。

抢先交易和暗池并不是加密货币市场独有的。 它们代表了金融领域永恒的驱动力：保密。 华尔街长期以来一直接受这种有争议的方法。 据估计，2015 年之后，暗池交易占美国上市证券交易活动的 15-18%

MEV 的“总可寻址市场”呈指数级增长，自 2020 年初以来至少提取了 3.5 亿美元的 MEV，其中三分之一发生在 2021 年 2 月。提取的 MEV 大部分集中在流行的自动做市商之间的套利活动中例如 Uniswap、Sushiswap、Curve 和 Balancer。 此外，Compound和Aave的清算也占了一小部分。

蝴蝶效应是惊人的：套利和清算机会创造 MEV。 MEV 通过 PGA 竞争。 费用估算器使用 PGA 膨胀的汽油费作为参考，导致用户为他们的交易多付钱。 问题的核心是用户和机器人在同一个交易池中，无论他们是否追求 MEV。

理想情况下，MEV 交易应该与非 MEV 交易在不同的交易池中。 这将允许提取 MEV 的机器人相互竞争，而所有其他交易（例如转移 CryptoPunk）将在非 MEV 交易池中进行，这将使用户享受更稳定的天然气市场。

不幸的是，以太坊的这种剧烈变化很难执行。 解决这个问题的一种更简单的方法是为矿工引入一个新的 API 端点，他们将在其中接受仅包含 MEV 交易的捆绑包。 这样，交易员可以直接向终端提交交易，而用户可以像今天一样继续使用系统的其余部分。 这是 Flashbots 采用的方法，据我们所知，这是破坏性最小的一种方法。

矿工将如何适应 MEV？

过去，当手续费占总区块奖励的比例可以忽略不计时，矿工的主要关注点是尽可能多地捕获区块。 矿工往往会选择算力足够的矿池来托管自己的算力。 多年来，矿池基础设施已或多或少地针对相同的性能范围进行了优化。 落后于同行的群体很容易被竞争对手发现并迅速淘汰。 除了基本参数外，矿工并不关心他们使用的是哪个矿池。 用户并不真正关心哪个矿池处理他们的交易，矿池也不关心用户是谁，只要费用有吸引力即可。 但随着 MEV 相对于区块奖励的增长，矿工、矿池和用户开始更加谨慎地思考。

有了 MEV，区块空间市场机制将从单纯的商品市场转变为包含匹配市场的一些要素。 用户提交交易时，应了解矿池及时执行交易的能力。

在其他条件相同的情况下，MEV 将导致比 MEV 不存在时更高的 gas 费用。 这意味着矿工间接提取了交易商提取的总 MEV 的一小部分，目前估计约为 12%。 最近的一项分析还表明，MEV 赚取的费用最终将超过“常规”收入流赚取的费用。 也就是说，矿工是追求利润的实体，他们可能希望提取更多的 MEV。 通过利用他们对交易排序的权力，矿工可以选择插入、重新排序甚至审查交易，以最大化他们的交易业务利润。

在极端情况下，由于试图从过去的区块中提取 MEV，矿工将一遍又一遍地重组区块链（通常称为“时间强盗”攻击）。 虽然可能，但这种情况显然不可行：矿工（在大多数情况下）在结构上做多 ETH，这种行为将直接对其 ETH 投资产生负面影响。

更乐观的看法是矿工决定将 MEV 提取外包给贸易商。 他们可以采用前面提到的 Flashbots 方法，保留区块奖励并将订单外包，或者将哈希率出租给专业的交易公司。

无论采用哪种方法，我们预计以太坊矿池将不可避免地开始在 MEV 提取过程中变得更加活跃。 随着 MEV 提取竞赛的升温，这种市场结构的变化将如何影响以太坊的（去中心化）挖矿生态系统还有待观察。

生态系统的其他用户如何参与 MEV？

算力金融化是矿业领域的一个重要趋势。 如果说区块空间类似于房产，那么算力就是房产的权益，算力远期合约类似于抵押贷款。 对于矿工来说，通过算力工具出售算力是他们锁定未来收益的一种方式。 类似于在云挖矿平台上租用算力，远期合约允许矿工在一段时间内以预付价格出售固定数量的算力。

预计网络上 MEV 活动会增加的活跃 DeFi 用户可以通过购买这些算力工具进行投机。 例如，预计未来 15 天内网络 MEV 活动激增的交易者可以在未来 15 天内以预付价格购买 x 数量的计算能力。 在合约期间，挖矿奖励加上矿工提取的 MEV 收益将转移给交易者。 如果交易者处于有利地位，购买可能会赚回交易者自己支付给池子的 MEV 费用。 液体计算工具和 MEV 都代表了矿业资本市场的前沿发展。 正在积极构建新工具以朝这些方向发展。 MEV+计算工具为用户和矿工完成一个完整的循环。

综上所述

以太坊区块空间市场结构是一个引人入胜的研究课题。 在此分析中，我们观察到 GPU 和 ASIC 计算能力市场供应方之间的主要差异。 我们还确定了创造需求方动态的关键机制。 然后我们将两者结合起来，并将它们置于矿工可提取价值的背景下。

正如 Charlie Noyes 在“MEV 和 ME”中所写：“任何阻止矿工获得收入流的尝试都有可能刺激非协议市场的创建。” MEV 是以太坊交易类型日益复杂的必然结果。 随着 MEV 工具和知识库变得更加主流，将会出现更多有趣的 MEV 模式。 这些行为将深刻影响 DeFi 用户规划区块空间购买策略的频率。

改变商品在市场上的销售方式也会改变商品的生产方式。 MEV 为采矿业创造了新的收入来源，这反过来又会影响采矿业与区块空间买家的互动方式。 以太坊挖矿周期会出现新的模式。