The Merge — переход Ethereum на Proof of Stake (15.09.2022)

Ethereum Merge — исторический апгрейд сети, в ходе которого основной слой исполнения Ethereum перешёл с Proof of Work на Proof of Stake, объединившись с консенсус-слоем Beacon Chain. Merge радикально изменил модель безопасности, эмиссию ETH и энергопотребление сети, при этом не увеличивал пропускную способность напрямую. Это «кирпич» в многолетней дорожной карте масштабирования (роллапы, блобы, danksharding) и фундамент для stateless- и zk-ориентированного будущего.

См. также: Ethereum, Proof of Stake, Proof of Work, Консенсус, Rollups/L2, Danksharding, MEV, Stateless-клиенты.

Коротко об апргейде Merge

Что произошло: слой исполнения (EVM, транзакции, состояние) «слился» с PoS-консенсусом Beacon Chain. Майнинг прекратился, блоки стали предлагать валидаторы-стейкеры.

Что изменилось: энергопотребление сети упало на порядки; эмиссия ETH сократилась (нарратив «triple halving»); финализация стала детерминированной (через чекпоинты эпох).

Чего не было: Merge не увеличил TPS, не уменьшил комиссии сам по себе — это задачи слоёв L2 и последующих апгрейдов (EIP-4844/блобы, danksharding).

Зачем это нужно: более предсказуемая безопасность, путь к PBS (proposer/builder separation), к stateless-валидации и к более дешёвой инфраструктуре узлов.

Что такое Merge «по слоям»

В архитектуре Ethereum после Merge чётко разделены два слоя:

Слой исполнения — EVM, транзакции, состояние аккаунтов и контрактов, газовая модель, mempool.

Слой консенсуса (Beacon Chain) — создание и финализация блоков, выбор пропозера (предлагателя) и аттестаторов, правила форк-чойса, финализация эпох.

До Merge сеть жила на Proof of Work (хешрейт, сложность, случайность через PoW). После Merge источником случайности и валидности блоков стал Proof of Stake: валидаторы с депозитом ETH участвуют в слотах и эпохах, подписывают блоки и «закрепляют» их финализацией.

См. Consensus.

История и временная шкала

Дата/период	Событие	Значение для сети
2020-12	Запуск Beacon Chain (PoS-консенсус параллельно с PoW)	Появился консенсус-слой, независимый от PoW
2021-08	Лондонский хардфорк (EIP-1559)	База для новой экономики газа/сжигания
2022-09	Merge (активация по TTD/Paris)	Полный переход блок-продакшена на PoS
2023-04	Shanghai/Capella	Разблокировка выводов стейка (partial/full)
2024-03	Cancun/Deneb (EIP-4844)	Дешёвые блобы для L2, шаг к danksharding
2025+	Pectra/… (в разработке)	Движение к enshrined PBS, SSF, Verkle и др.

См. EIP-1559, Апгрейды сети Ethereum, KZG-коммитменты.

Архитектура PoS: слоты, эпохи, финализация

Слот — базовый тик времени в PoS (12 секунд). В каждом слоте назначается пропозер: валидатор, который предлагает блок.
Эпоха — группа слотов (обычно 32 слота). По завершении эпохи происходит оправдание/финализация чекпоинтов (Casper FFG).

Роли валидаторов:

Proposer — формирует блок, выбирая транзакции и (опционально) получая блок от билдера через MEV-Boost/PBS.

Attesters — подписывают «правильность» блока в своём комитте, обеспечивая фактическую «массу голосов».

Финализация — состояние, после которого откат блока экономически почти невозможен: чтобы переписать историю, злоумышленнику пришлось бы пожертвовать крупным процентом стейка (через slashing и механизмы «вытекания активности»).

См. Валидаторы, Slashing, Финализация.

Форк-чойс и безопасность PoS

На консенсус-слое работает комбинация:

LMD-GHOST — правило выбора «самой тяжёлой ветви» по последним аттестатам (голосам) валидаторов;

Casper FFG — финализация чекпоинтов эпох (оправдание → финализация при достаточной доле голосов).

Чем PoS отличается от PoW по рискам:

Nothing-at-stake решается штрафами: за двойные предложения/аттестации валидатор режется (slashing).

Long-range attacks требуют защиты механизмами weak subjectivity: новым узлам нужно «свежее» доверенное состояние/чекпоинт.

Censorship-risk/MEV выносится в отдельный контур (MEV-Boost, будущий enshrined PBS), чтобы снизить централизацию и уязвимость к регуляторному давлению.

См. MEV, Proposer/Builder Separation, Weak Subjectivity.

Экономика: эмиссия, сжигание и «triple halving»

До Merge эмиссия шла майнерам (PoW), после — валидаторам (PoS). Вознаграждение: базовая эмиссия + чаевые (tips) + MEV. Одновременно продолжает работать сжигание base fee из EIP-1559.

Ключевой эффект: суммарная чистая эмиссия ETH сократилась относительно PoW-эры. В медиа это описывают как «эквивалент трёх халвингов» — сокращение выпуска приблизительно на порядок, из-за чего при высоком ончейн-спросе и сжигании базовой комиссии сеть может быть дефляционной на отрезках времени.

Про стейкинг-доходность: зависит от количества валидаторов (разбавление), объёма чаевых/MEV и ончейн-активности. После Shanghai/Capella появились выводы:

Partial withdrawals — автоматическое снятие наград сверх 32 ETH на валидатор.

Full withdrawals — выход из набора валидаторов (очередь, лимиты «churn»).

См. Стейкинг в Ethereum, Ликвидный стейкинг, Validators.

Энергопотребление и экология

Переход с PoW на PoS устранил потребность в майнинге и энергозатратных хеш-фермах. Экологическая повестка стала значительно мягче: узлы и валидаторы обслуживаются обычными серверами/облаками, а «безопасность» обеспечивается капиталом в стейке, а не «сожжёнными киловаттами». Это снизило входной порог для новых валидаторов и операторов инфраструктуры.

См. Proof of Stake — валидаторы, стейкинг и риски, Proof of Work — как работает консенсус PoW.

MEV и PBS: что изменилось с Merge

MEV (Maximal/Minimal Extractable Value) существовал и в PoW, но в PoS он стал более формализованным:

Появился внешний рынок строителей блоков (builders), которые собирают «наилучшие» блоки, а пропозер их выбирает через релей.

Это внепротокольный PBS (MEV-Boost) — временное решение до внедрения enshrined PBS в протокол, чтобы снизить зависимость от сторонних посредников и риски цензуры.

Риски и заботы:

Централизация билдеров/релеев;

Политики цензуры транзакций;

Баланс между доходностью валидаторов и user-experience (минимизация вредного MEV, защита от сэндwich-атак).

См. MEV (Maximal Extractable Value) — что это, MEV-Boost, PBS и OFA, Pbs, Privacy-механизмы, Аукцион потока ордеров.

Производительность: блок-тайм, реорги, пропускная способность

Блок-тайм стал стабильным (слот 12с), пропали «колебания» PoW. Риск реоргов на малых глубинах снизился благодаря финализации и другому форк-чойсу. Однако TPS и комиссии не выросли «магически»: Merge — про замену механизма безопасности, а масштабирование приходит через L2 и последующие апгрейды L1 (блобы, danksharding).

См. Роллапсы — оптимистические и zk: как это работает, Данктшардинг (Danksharding) — путь к массовому масштабированию Ethereum (после EIP-4844), Zk Evm.

Client-диверсификация и надёжность сети

После Merge в экосистеме важна диверсификация клиентов: минимум два независимых клиента на каждом уровне — консенсус и исполнение. Это снижает системные риски (баг одного клиента ≠ останов сети) и поддерживает децентрализацию.

Слой консенсуса (примеры): Lighthouse, Prysm, Teku, Nimbus, Lodestar. Слой исполнения (примеры): Geth, Nethermind, Erigon, Besu.

Рекомендация оператору: выбирать редкие комбинации (менее доминирующие пары), следить за обновлениями и тестнет-релизами перед продакшен-катом.

См. Клиенты Ethereum, Network Upgrades.

Withdrawals: как работают выводы стейка

Апгрейд Shanghai/Capella включил механизм выводов:

Смена withdrawal-credentials на 0x01 для участия в автоматических partial withdrawals (всё сверх 32 ETH уходит на адрес вывода);

Full exit — постановка в очередь на выход (ограничения на churn в эпоху), после чего валидатор перестаёт предлагать/аттестовать и принимает полный вывод.

Риски оператора:

Slashing за двойную подпись/аттестации, оффлайн-поведение при финализации;

Inactivity leak в длительных стресс-сценариях сети;

Требования к хранению ключей и ротации.

См. Slashing, Validators, Стейкинг — делегирование, награды и слешинг.

Мифы и реальность Merge

«После Merge газ упадёт и TPS вырастет». Нет. Merge не менял параметры исполнения EVM и лимиты газа. Комиссии — функция спроса/предложения и улучшений L2/DA.
«PoS слабее PoW». Модели разные: PoS опирается на слэшабельный капитал и детерминированную финализацию; PoW — на «физическую» редкость хеша и стоимость энергии. Оба имеют уникальные векторы атаки и защиты.
«MEV появился из-за PoS». MEV был всегда. PoS просто сделал его выше уровня воды: рынок билдера/пропозера, стандартизация потоков и будущий PBS в протоколе.

См. MEV (Maximal Extractable Value) — что это, MEV-Boost, PBS и OFA, Consensus, Роллапсы — оптимистические и zk: как это работает.

Merge и дальнейшая дорожная карта

Merge открыл возможность двигаться дальше:

EIP-4844/блобы (уже на сети) — удешевление DA для роллапов, кратное снижение их комиссий.

Danksharding — постепенное увеличение пропускной способности данных для L2 (не путать с TPS L1).

Enshrined PBS — интеграция разделения билдер/пропозер в протокол (без внешних релеев).

Single-Slot Finality (SSF) — исследования по финализации блока в один слот (минимизация риска реоргов).

Verkle/Stateless — компактные пруфы состояния и валидация без полного state-узла.

См. Данктшардинг (Danksharding) — путь к массовому масштабированию Ethereum (после EIP-4844), Pbs, Эта страница ещё не существует, Verkle tree — компактные доказательства состояния для «stateless» Ethereum, Stateless Clients.

Практика: заметки для операторов узлов/валидаторов

Комбинаторика клиентов. Держите оба слоя разными (например, Lighthouse+Erigon). Следите за долями рынка клиентов — избегайте «монокультуры».

Mдернизация и мониторинг. Участвуйте в тестнет-релизах, обновляйтесь до хардфорка. Настройте алерты по отставанию слотов, финализации, пропущенным аттестациям.

Ключи и безопасность. Разделяйте signing-keys и withdraw-keys, храните холодно, используйте MPC/HSM при возможности.

MEV-Boost. Если используете — мониторьте релеев/билдеров, политик цензуры, совместимость с клиентами.

Выводы и ликвидность. Планируйте partial для кэш-флоу и full — для перераспределения. Учитывайте скорость очереди и «churn limit».

См. Validators, Slashing, Стейкинг — делегирование, награды и слешинг, MEV (Maximal Extractable Value) — что это, MEV-Boost, PBS и OFA.

Взаимодействие с L2 и DeFi

После Merge L2-экосистема стала главным драйвером масштабирования UX:

Роллапы получают более предсказуемую финализацию L1, стабильно 12-секундные слоты, и (после 4844) — дешёвый DA-канал.

DeFi на L1 выигрывает от меньших реоргов и более чёткой финализации (меньше «фантомных» состояний для ликвидаций).

MEV-контуры можно выстраивать прозрачнее: аукционы order-flow, защита пользователей от вредного MEV, прослойки приватности.

См. Роллапсы — оптимистические и zk: как это работает, Деривативы, Privacy Mechanisms.

Инженерные детали (высокоуровнево)

TTD-триггер: Merge активировался по достижению Terminal Total Difficulty на PoW-ветке, после чего блок-продакшен перешёл на PoS.

Стабильный слот-тайминг: 12с, иногда «пропуски слотов» (если пропозер оффлайн), но риск реоргов ниже.

Sync-комитеты: набор валидаторов, подписывающих узлы состояния для лёгкой синхронизации.

Слэшинги/инэктивация: двойные подписи, оффлайн при финализации — экономические потери и штрафы.

Reward-состав: базовая эмиссия + чаевые (L1) + MEV-выручка, минус сжигание base fee по Eip 1559.

См. Terminal Total Difficulty, Sync-комитеты.

FAQ

Зачем вообще было уходить от PoW? Чтобы снять энергозатратный компонент безопасности, сделать финализацию предсказуемой и заложить основу для дальнейших апгрейдов (PBS, статлессность, Verkle).

Почему комиссии не упали после Merge? Потому что Merge не увеличивал «полосу» данных и не менял лимиты газа. За комиссии отвечают спрос и роллап-экономика (после 4844 — дешевле).

Что с безопасностью — PoS «надёжнее»? PoS по-другому «оплачивает» безопасность — стейком. При попытке атаки сжигается капитал, а финализация делает откаты дорогими/бессмысленными.

Можно ли потерять стейк? Да. За двойные подписи/неправильные аттестации — slashing; за длительный оффлайн при финализации — inactivity leak.

Если валидаторов станет слишком много — доходность упадёт? Базово — да, эмиссия «размазывается». Но есть чаевые и MEV, а также динамика ончейн-активности.