Frontier Research：以太坊区块空间的机遇和考量

✍🏼由BH Digital的Drew Van der Werff和Alex Matthews与Frontier合作。

🗓️2023 年 7 月 6 日

太长不看版

• 历史表明，衍生品可以加强现货市场，为供应链上的利益相关者提供更多的工具来管理他们的业务。同样，以太坊的gas现货市场也有可能从衍生品市场中受益
• 随着以太坊天然气衍生品的发展，有机会实现一套全面的产品，以获得更好的用户和开发人员体验（即，他们可以依靠支付固定的天然气价格），以及围绕以太坊区块空间的价格发现提高效率。此外，在大多数市场中，衍生品的数量大大超过了现货，在一个大的设计空间中提供了重要的机会
• 在设计这些产品时，需要考虑到监管/法律、市场和协议的具体因素。此外，市场利益相关者的复杂程度必须提高，以支持这些产品的活跃交易。
• 很难知道这个市场何时会发展起来，但有一些尾巴风围绕着gas买家的整合（即由于L2s/账户抽象化的发展），可用于对冲的产品的增加（即赌注产品），以及交易供应链中各利益相关者的复杂性的提高（即，通过基础设施的改善)

纵观历史，有一些例子表明，由于外生事件的影响，商品市场的波动性增加。虽然市场之外的因素有助于减少那些生产和消费商品的人的这些风险（即全球化导致更有效的运输/运输和网络），但衍生品充当了更广泛的价格发现工具。此外，衍生品可以用来更好地管理那些依赖商品的企业。围绕以太坊区块空间也有类似的机会。随着区块空间衍生品的发展，利益相关者可以提供更好的用户体验，拥有更多的工具来管理他们的业务，并提高区块空间的价格发现效率。下面我们概述了以太坊区块空间的现状，与传统市场的历史类比，并试图在其他人的研究基础上，展示开发区块空间衍生品市场的关键考虑。

以太坊的区块空间介绍

以太坊的商业模式围绕着销售区块空间展开。区块空间被各种参与者利用，与智能合约互动，为应用程序提供动力，支持额外的基础设施层，或直接结算交易。然而，与大多数资源一样，供应是有限的。为了确定谁或什么人消费这种供应，gas创造出来。gas是由利益相关者用来指定他们愿意为他们的交易支付多少钱，以使其被包括在内。

以太坊的gas和它的使用已经发生了变化，最近的关键变化发生在2021年8月。随着伦敦硬分叉和EIP-1559的实施，以太坊将其费用市场转变为由一个基本费用（被烧毁）和一个给验证者的提示组成。在这一变化之后，市场现在有一个通过基本费用驱动的协议参考率，并确保对于实物交付，有一个与区块中包含的交易相关的最低成本。

Julian Ma 创建的有用可视化

2022年9月，合并发生了！虽然很微妙，但这也改变了与任何潜在衍生品市场有关的一些动态。合并后，负责提出最终确定的新区块的验证者在两个纪元后就会被知道，让市场在12分钟内知道谁将堆积下一个区块（这可能对潜在的实物交割市场产生有趣的影响）。

最后，在不久的将来，社区可能会推出一个与数据存储相关的新的收费市场，被称为EIP-4844。这个市场将是以太坊的第一个多维收费市场，将数据存储和执行分开。更多关于这个的影响，以及其他路线图项目，将在下面讨论。

我们能从其他商品市场学到什么

为了开始了解区块空间衍生品市场的潜在设计和市场结构以及对现货的潜在影响[1]，我们调查了传统市场，观察其各种属性。以下是我们确定的最具有可比性的市场的几个关键特征。

• 不可交易的基础指数： 在目前的形式下，以太坊gas是不能直接交易的；我们寻找基于不可交易的基础指数的市场。
• 现金与现货： 鉴于实际交付的区块空间与到期时交换的现金之间的动态变化，我们寻找以现金结算的衍生品市场，但现货市场是实际结算的。
• 利益相关者： 大量的活动和投机需要由商品/货物的实际使用来驱动。
• 市场微观结构： 一笔交易放在哪个区块会产生重大影响/极大地改变买方愿意支付的金额。正因为如此，我们寻找那些由质量/地理/其他指标驱动的有类似微观结构动态的市场。

基于这些因素，我们发现最相关的市场是石油和VIX。下文将讨论更多细节，但重要的是要注意，这两个市场已被各利益相关者大量使用，以实现一系列目标（即更好地管理他们的业务，对冲，采取观点，等等）。

石油

直到20世纪80年代，石油市场在很大程度上是由一组特定的市场参与者，即拥有大量石油出口的各方所主导的。到20世纪80年代末，一个健康的现货市场已经形成，慢慢取代了固定期限的固定价格合同。然而，即使有这样的发展，仍然有一个问题——这个市场需要实物交付。鉴于交付石油的复杂性，这些市场继续由少数拥有长期伙伴关系的参与者主导，而不是向更多的参与者开放。

随着这些市场的不断成熟，诸如美国WTI这样的基准发展起来，以跟踪某些地区的现货价格的总和。这使得市场和其他利益相关者能够以标准化的方式支持和交换石油（也就是说，你不需要了解某个地区或市场的细微差别来交易石油）。通过这一发展，不仅有更多的参与者能够对价格发表看法，增加市场的流动性深度，而且现在可以在这一指数上发展衍生品（基于指数的产品主要是现金结算）。这样做的结果是更多的利益相关者能够为价格发现做出贡献，可以说是提高效率，为生产商和消费者提供更强大的工具来管理他们的业务。目前，ICE和NYMEX交易所的WTI和Brent期货合约可以达到几十亿桶/天，而全球石油需求量在1亿桶/天左右；期货交易量超过每日石油消费量的25倍以上。

波动率指数/VIX

VIX市场起源于80年代末-90年代初的金融经济学研究，提出了一套波动率指数，可以作为期货和期权交易的基础资产。波动率指数扮演着与市场指数类似的角色，即交易者可以投机于一组聚合的股票，或者在VIX的情况下，投机于更广泛市场中的基础波动率。这使得参与者既可以对未来的市场不确定性进行投机，又可以对冲市场下跌时波动率会升高但投资者的股票投资组合会受到影响的情况。然而，与股票指数不同，VIX本身不能被交易。正因为如此，只有在VIX之上的、以现金结算的衍生品才能进行交易。 尽管如此，VIX期货市场自2004年成立以来，已经从平均每天只有约460份合同发展到2022年的约21万份合同。这种市场结构类似于目前的天然气市场。基础气体不能被交易，但却是以太坊区块空间市场的一个可观察和可量化的属性。正因为如此，创建一个标准化的天然气参考价格对于期货/期权/掉期/ETP的现金结算是必要的。幸运的是，这在EIP-1559之后变得更容易了，它作为拥堵区块空间的一个可靠的预言机。

产品设计的考虑因素

虽然我们可以从历史上的类比来证明衍生品市场可能对以太坊区块空间市场的稳健性产生的影响，但以太坊区块空间带有独特的特征，也将决定如何设计参考基准和衍生品产品。我们相信，对于任何致力于开发市场/产品的人来说，以下内容应该是最重要的。以下是围绕以下内容的考虑：

• 市场结构： 这一部分包括围绕区块空间/gas市场参与者的考虑，价格制定者是否能有效对冲，买方的潜在整合，参考利率设计，监管，以及一些杂项。
• 协议/路线图： 本节包括围绕多维现货gas市场的考虑，区块空间的异质性，杂项，以及潜在的未来路线图项目。
• 现金与实物结算： 定义了现金与实物结算，并讨论了实物结算区块空间的一些设计潜力。

市场结构

**区块空间/gas市场参与者：**在任何这样的市场中，都有价格接受者和价格制定者：

• 价格接受者有必要与市场互动，以管理其业务中的风险。回到石油市场，这些人既是石油的生产者，也是参与石油提炼或商业使用案例的后续供应链参与者。同样，在天然气衍生品市场，有提供区块空间的验证者，但随后需要区块空间的应用程序的开发者/用户。[4] 利益相关者可能希望提前确保区块空间的固定收入，而应用程序/钱包可能希望为其未来的区块空间需求确保可预测的固定成本：
• 空头： 一方承诺在未来以目前商定的价格出售区块空间。这一方面临的风险是，未来的区块空间卖得太便宜了。
• *多头：*一方承诺在未来以目前商定的固定价格购买区块空间。这一方面临着为未来的区块空间支付过多的风险。
• 做价者是指进行投机和承担定价风险的市场参与者。在传统市场中，这些角色由银行的做市商部门、资产管理公司、高频交易实体等扮演。这些参与者对于创造更多的流动性和有效的市场至关重要。在gas市场，我们看到这个角色由数字资产做市商、投资公司，以及从长远来看（就像石油生产商有自己的交易业务一样），验证人自己来扮演。然而，目前市场上没有足够的做价商，主要是由于没有流动的现货市场，无法对冲区块空间风险。

**价格制定者不能有效地对冲：**推动区块空间基本费用的拍卖机制有可能被操纵（特别是在较短时期），而且小费可以不封顶。如下图所示，平均gas价格是波动的，如果按区块观察，波动性相当大。

关于【Frontier Research：以太坊区块空间的机遇和考量】的延伸阅读

• Web3 世界的「云安全验证」—— 盘点 EigenLayer 生态知名的 AVS 项目

  EigenLayer是一个在以太坊上创建的技术协议，引入了再质押功能。截至2024年6月5日，已有超过530.9万个ETH在EigenLayer上进行再质押。通过EigenLayer，用户可以再次获得资产奖励，开发人员可以利用已质押的ETH启动新的主动验证服务。该文档介绍了多个基于以太坊的互操作性协议，包括连接Layer2的共享排序工具、安全协调层、互操作层和去中心化的证明者网络。这些协议都使用EigenDA作为数据存储层，并提供技术文档供参考。其中，Restaked Rollup是EigenLayer的新型主动验证服务项目，Caldera和Celo也使用EigenDA作为数据存储层，提供技术框架和模块化功能。此外，还介绍了使用EigenDA的Layer2网络，如Cyber、LayerN和Mantle。EigenDA是一个模块化的Layer2网络，专注于成为web3应用程序的社交层。Polymer Labs开发的协议结合了Optimism堆栈的结算功能和Cosmos SDK的互操作性功能，使用EigenDA作为数据存储层。Versatus是世界上第一个Stateless Rollup，助力去中心化应用的开发。

• 火星财经加密周报 | 6月7日

  本周欧盟选举开始，加密行业监管政策可能受影响。Tether CEO担心欧盟MiCA稳定币要求会对市场产生负面影响。RoaringKitty可能清算其GME股票头寸，Solana币价增长受益于Meme币交易活动。特朗普竞选团队收到近3亿美元捐款，西班牙90%的World ID持有者支持Worldcoin回归。加密专家密切关注欧盟选举对MiCA、DeFi、NFT等领域的影响。比特币可能因CPI创新高和降息预期上涨，ETH表现落后。Blast提醒DApp在6月25日前分配所有Gold和Points给用户。Bitget Launchpad项目BWB投入总人数增长，IO.NET初始总供应量为5亿枚。五月加密市场大多数指标下跌，但以太坊质押收入上涨，NFT市场交易额下降。加密货币可以解决人类挑战，DeFi夏季最新更新包括Ethena、Etherfi、Karak等项目。Notcoin交易量增加，L2争斗白热化，市场流动性改善，Meme板块吸引资金流入，NFT市场情绪低迷。Shardeum、Merlin和0G Labs与多家合作伙伴合作推进去中心化项目发展。

以太坊平均 Gas 价格 (Gwei)

这些因素给价格制定者带来了巨大的风险，他们让自己暴露在没有上限的区块链可变成本之下。其中一些可以通过基于时间的指数来平滑可变的区块链成本（减少成本的一次性飙升对参考利率的影响），或者通过使用对损失/收益设限的替代投资产品来处理。然而，这些方法是有取舍的，因为它们可能无法满足卖方/买方的需求，并且通常会削弱衍生品对多头/空头的对冲效果。鉴于此，我们期望验证者、区块构建者和搜索者在最初为市场的空方提供种子方面发挥作用，因为他们有天然的供应或获得物理区块空间的机会，有围绕优化和使用区块空间供应的现有能力，有围绕管理区块空间风险的经验。

**购买者的整合：**随着L2的发展和大多数用户可能通过rollup/非L1访问区块空间的转变，我们预计L1区块空间的购买者将通过L2运营商/在L1上完成L2交易的人进行整合。在L2之外，我们预计区块空间的购买者将进一步整合，转向基础设施和将用户从购买区块空间中抽象出来的角色，如区块构建者/AA/MPC+中间件。为这些利益相关者而不是具有广泛不同目标和需求的个人消费者设计产品应有助于缩小产品设计。

**参考利率设计：**如果一个产品是现金结算的，参考利率是市场繁荣的一个关键设计特征。这方面的设计是对多头/空头需求的平衡，也是对协议的基础气体拍卖机制的考虑。未来的任何团队建设都需要优化这个参考利率。 即使只是决定参考费率是否将构建在基本费用和小费上，也会有权衡，并影响到所使用的时间段/其他各种因素。

监管： 金融产品，如衍生品（即掉期、期权和期货），通常受到高度监管。例如，在美国，商品期货交易委员会是负责监督大多数基于商品的衍生品的主要监管机构，这些衍生品由“美国人”提供、获取或销售。如果团队走这条路，他们可能被要求（i）遵守某些CFTC规则和（ii）在CFTC注册。此外，如果产品在美国以外的地方提供，可能还有其他一些需要遵守的监管制度。 最后，数字资产衍生品的全球监管环境非常不确定，在许多司法管辖区，缺乏围绕数字资产和市场参与者的法律待遇、监管和分类的明确框架和指导。因此，参与构建产品的团队——如以太坊区块链衍生品——在提供任何此类产品之前，无论是在美国还是其他地方，都应寻求适当的法律咨询。

**杂项：**还有一些需要优化的实际项目，包括这些产品如何结算（即每日/每月），如何管理抵押品，用于结算和抵押品管理的衍生品按市价计价，以及交易双方各自采取的对冲类型（即类似保险产品）。

协议/路线图

**多维现货gas市场：**在以太坊历史上第一次，作为EIP-4844的一部分，将有一个多维收费市场，为以太坊区块空间创造两个价格——一个是数据价格，一个是执行价格。这两个现货市场将使用独立但类似的定价/拍卖机制。然而，鉴于数据区块空间与执行区块空间的消费者和使用情况的不同，这两个市场之间可能会有定价差异。正因为如此，任何设计区块空间衍生品的人都可能需要考虑到这一点，并且取决于EIP-4844之后现货市场的发展情况，可能会为买家/投机者和风险管理者提供跨越这两个市场的有趣的对冲/交易机会。此外，尽管非常早期，整个社区的研究人员已经提到了收费市场的额外分叉，将创建额外的微结构。

**区块空间的异质性：**并非所有区块空间都是同质性的。例如，有一种区块拥挤，它包括用户只需支付费用就能被纳入的区块空间。然后是争夺，用户支付费用以表示希望被纳入区块中的特定顺序。鉴于消费者在这些微观结构中的行为，衍生品可能需要考虑到这些动态，或者为这些特定的参与者设计。虽然很难估计，但我们跨过定量和定性的来源，了解历史上的用户偏好在哪里，以帮助告知近期和长期的机会可能存在的地方。

在上图中，我们可以看到，一些用户愿意为区块顶部和区块后部的区块空间支付成倍的价格（即争夺），但大多数用户只是为了被包括在内（即拥挤）而付费。 一位领先的以太坊基金会研究员也最近推测，相当多的用户优先考虑拥堵与争夺。虽然根据上述和其他与MEV有关的动态，近期可能会有一个与争夺有关的市场，但我们确实预计，长期而言，最大的区块空间衍生品市场将集中在拥堵上。

**杂项：**除此之外，还有一些可能影响衍生品市场的考虑。这些因素包括分叉和概率最终性、包容率以及区块构建者和/或验证者的潜在审查。

**进一步的发展：**虽然可能是几年后，但会有进一步的动态影响区块空间和任何衍生产品。除了EIP-4844，我们认为最相关和最重要的变化是MEV-Burn，任何形式的验证器上限/赌注经济学的变化，单槽最终性，以及ePBS。

现金结算与实物交割

Gas衍生品可以用“现金”结算，也可以通过“实物交割”。更多细节见下文，但现金结算的产品一般不能完美地复制可交割的现货市场，因为它们提供商品的合成风险，通常是基于参考利率。正因为如此，有实物交割的衍生品机制的存在对于确保区块空间上更广泛的衍生品市场准确反映可交割的现货市场状况至关重要。

实物交付： 与现金市场相比，以太坊区块空间（以及真正的任何商品市场）的实物交付更加复杂。在衍生品到期时，任何此类衍生品的双方都必须对货物进行实物结算。在验证者与应用程序交易的情况下，这将需要验证者向买方提供区块空间。我们在下面讨论一些实际交付区块空间的潜在手段：

• 区块建设者将此作为一种服务提供： 正如之前所写的那样，由于规模经济和围绕完整的dank sharding的技术要求，区块建设可能继续由少数行为者主导，这些行为者有能力在这些市场上活跃。区块构建者显然是区块空间的自然买家/卖家（毕竟他们从事的是管理/优化区块空间的业务），也可以为应用/区块空间的消费者提供服务，以提供区块空间的实际交付。
• 验证者协调/中间件：除了区块建设者之外，验证者是区块空间物理交付市场的主要利益相关者。这将由帮助管理目前整个验证业务的不稳定收入的愿望所驱动，并允许开发一个新的市场，验证者可以出售未来的区块空间以获取溢价。为了实现这一目标，验证者将需要团结起来，利用中间件作为协调机制
• 协议内出售未来区块空间： 虽然这需要对协议进行重大修改，但已经有其他人考虑在协议内出售未来区块空间的机制，其他网络的一些先例已经讨论了设计，Vitalik关于内含物清单、Barnabe Monnot / Ma围绕初始PBS研究和Alex Stokes关于软预确认等人的研究文章。我们还看到一些团队尝试并利用智能合约和OTC风格的交易，在以太坊的测试网中获得概念证明。最后，其他POS链已经考虑整合并接受协议内的区块空间期货，以根据消费者的需求更有效地分配区块空间。

空间衍生物

我们认识到，在比特币网络周围已经有各种哈希率衍生品的尝试。这些市场已经有了一些增长，但目前仍然是有限的。虽然这些市场可能是超前的，但围绕哈希率衍生品的市场结构摩擦也是潜在的以太坊区块空间市场所不存在的——最重要的是有更广泛的自然市场参与者，增加了在一个流动的双面市场中增长的可能性。尽管如此，我们同时承认，现在还很早。毕竟，更成熟的ETH市场的期货量与传统商品市场的衍生品量相比，仍然相形见绌。此外，为了使这个市场蓬勃发展，区块构建者、验证者和应用程序等行为者将需要变得更加复杂，这些方面的竞争变得如此激烈，以至于团队利用这些产品来获得彼此之间的竞争优势，或者可以提供一个独一无二的产品，这在很大程度上依赖于管理未来的区块空间。即使考虑到这个时机，我们相信区块空间期货可以对以太坊产生独特的影响，帮助利益相关者更好地管理围绕气体和硬化区块空间的摩擦。我们希望这篇文章能激发一波讨论，开发人员的修补，一些黑客马拉松项目（！），以及在未来十年的创新。

🙏🏼 感谢Ankit Chiplunkar、Julian Ma和Tomasz K. Stanczak，以及其他一些人的评论、合作和审查。

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