《后「上海升级」时代，我们需要关注什么？》
来源：Huobi Research
摘 要
以太坊将在 4 月完成上海升级，届时开放信标链质押 ETH 提款功能。上海升级是以太坊执行层的一次硬分叉，预计共实现 9 个 EIP。截止 2023 年 3 月 14 日，大约有 17.5M ETH 被质押，占 ETH 总供应量的 15.25%。以太坊验证者平均已经积累了超过 2 个 ETH 的质押奖励，上海升级之后将会有超过 100 万个 ETH 将会流向市场。上海升级对以太坊生态带来的影响无疑是重大的。本次主要探讨上海升级后，以太坊和 LSD 协议的提款设计及相关风险，以及对 ETH 的价格和 LSD 协议相关衍生代币的价格的影响。
1. 以太坊官方提款流程
提款（Withdrawal）由执行层和共识层共同升级实现，有两种规则：「部分提款」和「全部提款」。部分提款是只提取收益部分；全部提款是退出验证者节点，收益+质押全部提取。这两种提款方式无优先级上的区别，只要满足必要条件将自动执行：
必要条件：Validator 具备 0x01 Credential（活跃验证者存款证明，目前具有该证明的验证者比例为 42%）
部分提款条件：Validator 是 Active 状态，同时 Validator 的余额大于 32ETH
全部提款条件：Validator 是 Withdrawable 状态（这通常意味着 Validator 已经退出网络）
以太坊信标链在固定时间内执行的取款请求数量是严格限制的，每个区块可以最多处理 16 个提款请求。验证者满足提款条件并提出申请后，会创建一个提款列表，以包含所有提出提款请求的验证者，该列表中列出了提款顺序、执行层收款地址和提款金额。提款请求都是在共识层发起的，不会独立进行也不会进入到交易内存池中，所以提款行为不需要 gas 也不会提高以太坊的 gas。
2. 是否会迎来以太坊抛售潮？
根据 Beaconcha.in 的数据，截止 3 月 14 日，Beacon 链上已质押 17,573,625 ETH。活跃验证者数量为 549,181，当前每个验证者平均质押的 ETH 为 33.98 个，Beacon 链上 ETH 总数为 18,661,170.4 ETH。
图 1. The network history of Ethereum (来源：Beaconcha.in)
基于提款条件和流程，每个 Epoch 有 512 个验证者可以取款（每个 Epoch 有 32 个 slot，一个 slot 一个区块），一天有 115,200 个验证者会被执行取款（12 秒一个区块，一天 7200 个区块）。每天总提款上限为 3,686,400 ETH。如果不考虑其它因素，根据当前质押 ETH 的数量估算，链上质押的 ETH 全部提取完毕需要大约 5.06 天。但是，执行提款的过程需要时间，所有退出的验证者需要等待至少 27.3 小时才能开始可提款。
ETH 质押开始的时间是 2020 年 11 月，当时 ETH 价格在 500-600 美元之间，这些长期质押的用户很大可能会急于提取它们的 ETH 和奖励。而从 2021 年 2 月开始的质押，相对于现在的价格是亏损的。大部分提款请求会是「部分提款」。预计开放提款后，ETH 的抛压并不会太严重，主要还是早期玩家的抛售行为。
图 2. ETH 价格曲线（来源：coinmarketcap）
提款的流程并非总是顺利的，还有一些不满足提款条件的情况是不允许提款的，尤其是只有0x00 Credential存款凭证的需要在上海升级之后，把其凭证换为0x01 Credential。这种转换也是一个区块只能有16个请求。0x00 认证的验证者平均年龄较大，并积累了更多的质押奖励，这将导致每个区块提取的 ETH 总量逐渐增加。极端情况下，全部退出验证者节点的情况不可能出现，各质押协议需要满足流失限制函数，这在一定程度上减少了抛压。由以上分析可以预测，在上海升级后的第3-4天抛压较大。
此外，根据glassnode的数据显示，有退出验证者意愿的节点共有大约920人。同时，由于监管原因，通过中心化机构质押的ETH代币大部分将会进行解锁，极端情况下需要完全退出。这里可能包括Kraken（6.52%）和Binance（4.92%），这有超过200万ETH，由于验证者流失限制函数，全部提款完成也需要一个月的时间。但这些质押的ETH并不会完全流通于市场，很大可能会继续存入其它质押协议中。
此外，根据 glassnode 的数据显示，有退出验证者意愿的节点共有大约 920 人。同时，由于监管原因，通过中心化机构质押的 ETH 代币大部分将会进行解锁，极端情况下需要完全退出。这里可能包括 Kraken（6.52%）和 Binance（4.92%），这有超过 200 万 ETH，由于验证者流失限制函数，全部提款完成也需要一个月的时间。但这些质押的 ETH 并不会完全流通于市场，很大可能会继续存入其它质押协议中。
图3. 自愿退出验证者节点的数量统计（来源：glassnode）
LST代币已经占总抵押量的65%左右。而这些抵押衍生代币，在过去两年的时间内，出现过大幅度的折价。目前，由于上海升级的临近，LST整体流动性较好。提款开放对LST价格回归是一个利好, 但同时也很考验各个LSD项目方的风险管理能力和提款流程设计。
3. 各 LSD 协议现状及提款设计
3.1 流动性质押代币（LST）表现
目前，各类 LSD 协议的 ETH 总质押量占所有质押量的 42.97%，单是 Lido 协议占比已过 30%。而这些协议的抵押衍生代币 LST，已经早于上海升级在二级市场上流通了，它们目前在 DeFi 协议中的收益率都有很好的表现。
图4. DeFi yields ranking (来源：Defillama)
LST代币已经占总抵押量的65%左右。而这些抵押衍生代币，在过去两年的时间内，出现过大幅度的折价。目前，由于上海升级的临近，LST整体流动性较好。提款开放对LST价格回归是一个利好, 但同时也很考验各个LSD项目方的风险管理能力和提款流程设计。
图5. 以太坊质押占比情况
stETH是目前流动性最好的LSD代币，由下图的stETH/ETH价格曲线可以看出，stETH/ETH的价格在2021年3月和2022年6月期间出现了大规模的折价，分别对应3AC和FTX事件。这主要原因是流动性不足导致的。2021年的这部分卖出，时间点刚好也是大盘的高点，这部分卖出用户大多为2020年底的抵押用户，在此退出获利较多。
图 5. 以太坊质押占比情况
stETH是目前流动性最好的LSD代币，由下图的stETH/ETH价格曲线可以看出，stETH/ETH的价格在2021年3月和2022年6月期间出现了大规模的折价，分别对应3AC和FTX事件。这主要原因是流动性不足导致的。2021年的这部分卖出，时间点刚好也是大盘的高点，这部分卖出用户大多为2020年底的抵押用户，在此退出获利较多。
图6. stETH/ETH价格曲线
Coinbase的LST代币cbETH之前一直是折价的状态，cbETH主要在Uniswap中，目前大约TVL为$7.5M，每日交易量较低，可能会出现流动性不足的情况。但最近表现强势。可能随着上海升级的临近，套利者可以通过购买折扣价的cbETH获利。
图7. cbETH TVL （来源：Uniswap）
Rocket pool在LSD协议中占有第三大的市场份额，其衍生品代币rETH市值$391M，流通量21万。上海升级之后，用户可以将rETH归还至协议，从而赎回质押的ETH和相应奖励，所以rETH在二级市场的价格一直高于ETH。
图8. rETH/WETH价格曲线
3.2 各LSD协议提款流程对比
各LSD协议的提款方案设计存在不确定风险，以太坊上海升级是对PoS机制的完善，也是对LSD协议的挑战。协议需要在用户体验、操作速度和安全性之间进行平衡。整体看以太坊PoS提款流程非常复杂，尤其是各种不同提款协议上的时间分配不同。上海升级之后，各LSD协议可能会因为设计缺陷导致协议被攻击。大部分的提款设计会针对以下两个问题：
1、避免攻击和套利行为：主要是LST代币与ETH的协议兑换和二级市场可能存在价格波动进行套利，降低协议APR。如何满足协议有足够ETH供用户赎回等。
2、在设置提款门槛的时候又能提高用户体验，尤其是用户等待时间。
3.2.1 Lido
Lido v2版本已经通过社区投票。Lido提款设计有两个模式：Turbo和Bunker。Lido为提款建立了一个提款缓冲区，主要由执行层奖励、提款ETH和用户抵押ETH，3部分构成。上海升级后，Lido会有20w个ETH可以被立即提取（不需要走退出验证节点流程），这部分可以被用于缓冲区的建立。
Turbo模式：一旦有足够的ETH，协议会满足提款请求。请求时间在1小时-3/4天不等，根据缓冲区是否有足够ETH，等待时间不定（需要验证者节点退出）。
Bunker模式：如果Lido验证者节点出现大范围罚没，即触发该模式，需要等到被罚没节点退出后，能够预测损失，从而将损失分摊给用户。并且要确保stETH:ETH的赎回计算可以准确进行。这个模式下，提款可能需要36天以上的时间。
用户的提款请求进入队列后，用户可以获得一个NFT，这代表了其在请求提款队列的位置。该NFT可以在二级市场进行交易，愿意出价的用户可以购买位置靠前的NFT。如果ETH价格在4月波动大，这种二级市场可以有很多玩法。在请求期间如果出现罚没，队列中用户也要均摊被惩罚比例。但处于队列中的stETH提款请求是没有奖励的，这也是为了避免恶意套利攻击。
除了以上设计之外，为了避免攻击和套利出现，Lido提款还有其它要求，比如提款请求不能取消，请求的赎回率不能优于创建请求时的赎回率等。
3.2.2 Rocket pool
Rocket Pool引入了minipools，降低了验证者的资本要求，只需要17.6个ETH就能运营一个minipools，而当撤销池子时，验证者的资金将会首先发生损失，使rETH的持有者得到110%的保险。
对于提款要求，Rocket Pool设计了一个存款池，rETH的赎回可以从存款池和部分提款来提供ETH，rETH也可以从二级市场低价折换成ETH，这对minipools运营商是一个套利机会，因为其可以从二级市场上购买折扣价的rETH，并利用Rocket Pool的燃烧机制退出minipools，从而保证rETH:ETH=1:1的汇率。所以，Minipools的运营商可以自主选择是否退出或提取奖励，这完全由市场行为决定。
对于Rocket Pool来说，提款流程并不复杂，运营商只需要撤销minipools即可，但重要的是提高协议存款池的流动性，让rETH能够顺利赎回。在以太坊合并时，Rocket Pool协议很好得处理了合并，而Lido协议的节点运营商之一经历了停机。所以，在应对上海升级的提款流程中，Rocket pool会表现得更好。Rocket Pool推出的Atlas升级将会降低成为验证者的门槛，进一步推动rETH的流动性和RPL的币价。
3.2.3 Frax Finance
用户把ETH交由Frax进行质押，frxETH并不会累积质押奖励，而是在协议内1:1赎回ETH。为了要获得质押奖励，用户需要把frxETH再次存入协议并得到sfrxETH。所以Frax的赎回并不会受到上海升级的影响，更重要是考虑协议是否能提供足够的ETH进行赎回。尤其是在Frax无法再基于更高收益吸引用户的时候，可能会有大量赎回。
图9. frxETH APY & TVL （来源：Defillama）
3.2.4 StakeWise
StakeWise提供的流动性质押服务与Lido类似，不同的是，StakeWise新升级V3版本用以应对中心化验证者的风险，但该版本还未上线。StakeWise的质押有两种机制：Pool和Solo。Pool机制是给任何ETH持有者参与的质押池，Solo机制是给每个拥有32个 ETH的用户提供的非托管质押服务。
在退出机制上，Pool机制的用户需要在上海升级之后，才能在协议内销毁 sETH2 和 rETH2，并以 1:1 的比例获得 ETH 作为回报。在上海升级前有二级市场能够交易sETH2 和 rETH2这两种质押衍生代币。Solo用户在上海升级前可以选择自愿退出，余额无法访问且无法重新进入质押，上海升级后选择自愿退出，费用将继续累计直至完全退出，大约需要几天时间。
4. 结论与思考
上海升级对LSD协议产生的影响主要有三个方面：
（1）币价，包括ETH、各类LSD协议代币、协议衍生品代币价格；
（2）提款设计考验各个LSD协议的技术，用户开始重新布局；
（3）基于以太坊质押或者LSD协议衍生出的更多DeFi协议。
一旦用户能够重新选择质押协议，新一轮的以太坊质押又开始重新洗牌。而且，新的LSD协议或者基于质押的机制将会推出，比如基于DVT技术的应用和EigenLayer的再质押概念，这些很可能会有更好的收益。对于大多数 ETH 质押者来说，上海升级后，他们可以改变最初决定的质押方式和对象，整个以太坊质押的市场份额重新分布。
在提款设计流畅性、质押收益、无许可、安全性上，用户会考虑更多的流动性质押协议。除Lido之外，Rocket Pool可能是上升最快的LSD协议，可以重点关注其minipools在上海升级后建立的数量以及其币价走势。尤其是它在Atlas升级，在提款设计、奖励系统和可扩展性上都有所涉及。
现在已经出现基于LSD的指数代币。比如，Gitcoin与Index Coop合作推出了gtcETH的新以太坊质押指数代币。目的是为用户提供一个从各种流动性质押服务中获得混合收益的地方。同时，有助于促进多种LSD，进一步分散以太坊。除此之外，还有更多的DeFi应用将会诞生：
（1）利用LST来铸造新的衍生品；
（2）锚定ETH的收益率的期货产品；
（3）基于质押ETH出现的稳定币项目。以太坊质押解锁也可能为借贷协议带来增量，很多文章已经分析了再质押带来的可能性高收益。
参考资料
https://github.com/ethereum/consensus-specs/blob/dev/specs/capella/beacon-chain.md#has_eth1_withdrawal_credential
https://tim.mirror.xyz/zLdl8bEiDmobHZ5RlvG2LrlZLWV9c2XvkuKQ-vpljSU
https://coinvoice.cn/articles/29918
Gitcoin Launches gtcETH Index Token To Bolster Funding – The Defiant
https://hackmd.io/@lido/SyaJQsZoj
Partial withdrawals after the Shanghai fork
https://dataalways.substack.com/p/partial-withdrawals-after-the-shanghai
StakeWise document: https://docs.stakewise.io/stakewise-pool
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火必区块链应用研究院（简称“火必研究院”）成立于2016年4月，于2018年3月起致力于全面拓展区块链各领域的研究与探索，以泛区块链领域为研究对象，以加速区块链技术研究开发、推动区块链行业应用落地、促进区块链行业生态优化为研究目标，主要研究内容包括区块链领域的行业趋势、技术路径、应用创新、模式探索等。本着公益、严谨、创新的原则，火必研究院将通过多种形式与政府、企业、高校等机构开展广泛而深入的合作，搭建涵盖区块链完整产业链的研究平台，为区块链产业人士提供坚实的理论基础与趋势判断，推动整个区块链行业的健康、可持续发展。
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