告别挖矿，未来以太坊的共识机制与安全新纪元

“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。