解读以太坊上海升级即将激活的四个 EIP

作者：十四菌，十四君

以太坊巴黎升级之后又一重大更新即将到来——上海升级！目前有着上千专业开发者的以太坊核心社区，从15年走来已经历经15次主网升级，而这一次上海升级将为链上锁定着的230亿美金的POS质押ETH提供解锁能力，还伴随有对GAS优化的诸多EIP融入。

随十四君来深入了解即将主网激活的那些EIP提案的作用、原理、应用方向吧。

本文2300字，阅读需5分钟

一、背景

1.1主网升级

以太坊在2015年提出4大阶段：前沿、宅基地、大都会、宁静。众所周知的是”宁静”阶段的标志也正是2个月前以太坊共识算法从POW算力挖矿全面转为POS权益质押挖矿，如今的他是即节能又安全且足够去中心化的首席公链。

每次主网升级其命名都是柏林、巴黎、上海这样的地名，历史上还有多次主网升级带来巨大变革

1.2回顾2021年8月5日-伦敦升级

动态 | 纽交所为Bakkt测试举行启动仪式 外媒解读此举表明监管机构已为Bakkt开绿灯:据Trustnodes消息，比特币结算期货平台Bakkt将于7月22日开始测试。7月18日，纽约证交所(NYSE)董事会已举行比特币结算期货启动仪式。区块链投资基金Pantera Capital首席执行官Dan Morehead表示在Bakkt数字资产峰会(Bakkt Institutional Digital Asset Summit)上表示:“我们坐在纽约证交所的董事会会议室里——这是比特币的第一次。”Trustnodes评论称，到目前为止，峰会没有取得什么成果，也不清楚是否有媒体受邀，但此次活动的举办表明，经过数月的漫长过程，Bakkt目前正在推进比特币期货的测试工作。Bakkt已经通过自我认证获得了美国商品期货交易委员会(CFTC)的批准，经过长时间的谈判，旧的规章制度得到了政策上的调整。[2019/7/20]

在区块高度12,965,000，以太坊完成代号为“伦敦”的硬分叉升级，共涉及五项提案。

动态 | 加密资产机构加大对软件开发商投入，以通过算法解读市场情绪:据cointelegraph消息，随着近期比特币波动性的加剧，加密资产管理公司和对冲基金正在加大对软件开发商的投入，以通过算法研究解读市场情绪。帮助他们解释和利用市场情绪信号，获得更高的收益。[2019/7/17]

最有影响的是启动了EIP-1559，他由以太坊创始人Vitalik·Buterin提出，从此以太坊上的每笔交易都将燃烧基本gas费用，这会自动减少ETH的流通供应量，使以太坊代币从此进入通缩时代举个栗子。

EIP-1559改变了价高者得的Gasfee计算逻辑，之前用户为了让矿工及时打包自己的交易，需要加价支付矿工费，出价越高，被优先打包的概率越大，在一定程度上会造成Gasfee的无限增长升级后，交易手续费分成了基础费和小费，小费给矿工激励竞价出块，基础费会销毁。虽然依旧有竞价出块的部分，但矿工收益大约下降20%，而经济模型也转为通缩式。

动态 | 肖磊解读特朗普“攻击”Libra原因：Libra没有明确跟美元挂钩:7月13日消息，财经专栏作家、财经评论员肖磊解读特朗普“攻击”Libra原因，他认为特朗普说Libra不可靠，而且需要获得一张银行牌照，接受监管。其实这里隐含的意思是，Libra没有明确跟美元挂钩，所以不可靠，没有美国监管机构的批准，就不能干金融的业务。[2019/7/13]

本质上，1559的设计发挥了次高价竞价模式的优势，最终会让同一区块内所有交易支付的价格基本一致，对用户更公平

二、上海升级

为何如此急迫？

在过往，一两年才进行一次重大升级是常事，合并共识转换这样的重量级升级都会提前测试网稳定运行1-2年后才会真正步入主网升级，那为什么这次上海升级如此急迫呢？仅仅2月后就基本定案要囊括的EIP呢？

核心因素是，合并后以太坊网络上的所有交易将不再由能源密集型的“矿工”验证，而是由已存入或质押大量ETH的个体和组织“验证者”进行验证。那对于验证者而言，他们质押的ETH可以生成和收集新的ETH，这些所谓的“新ETH”就是他们证明验证交易和保护网络的奖励。

分析 | 2100ETH交易手续费事件不宜过分解读:据猎豹区块链安全中心舆情数据监控显示，2100ETH交易手续费事件引起了超过20余家主流媒体关注报道。猎豹区块链安全中心研究员对2月19日以太坊上的交易全面分析后发现，剔除这5笔异常交易后，平均交易手续费（总交易手续费/交易笔数）为0.000906ETH，约为0.13美元，与最近7日的数据相比没有明显异常。[2019/2/20]

但目前的以太坊，只能存入ETH但不能提取ETH，质押总价值接近235亿美元，都被“被困”在以太坊网络上。

如果不尽快开放解除质押功能，则质押ETH的吸引力将大打折扣，后续也就不会有那么多人进入以太坊网络，这无疑会对以太坊的未来发展和网络安全产生巨大影响。

三、详情解读

根据10-28号最新github提交的上海升级记录

3.1EIP-3651：更温暖的COINBASE

以太坊安全主管解读硬分叉Constantinople：重建区块哈希值:据Ethnews的报道，今日，以太坊安全主管Martin Swende发布了一系列文章，介绍即将到来的以太坊硬分叉Constantinople正在讨论中的一些特点。文章讨论了V神提出的EIP210提案，Swende解释道，提案将分成三个阶段重建区块哈希值，允许新的区块直接与旧区块不按顺序地连接，增加区块间的连接性。EIP210将按照EDCC或智能合约的方式算入哈希值，“将会强化轻客户端要求”，这个区块哈希值升级将使以太坊用户免于查看历史区块哈希值。[2018/5/1]

他是什么？

这标题的翻译确实很让人迷惑，这里的COINBASE并不是交易所的那家公司，而是来自比特币的概念，即区块中的第一笔交易是笔特殊交易，称为创币交易或者coinbase交易，这种交易早期设计用于矿工打包收集挖矿的gas小费收入。

温暖的和寒冷的，其实指的是此执行此交易时候是否有预先加载，影响矿工打包coinbase交易的gas费。

如果无预先加载，是寒冷的，则gas费更高如果有预先加载，是温暖的，则gas费更低

有什么用？

现在矿工打包的交易可能可以用作更多用途，比如ERC-4337中用于收集用户签名后，批量实现交易，其次也可以用同类原理来实现多种代币结合逻辑的元交易支付等。

在EIP-3651之前，更激励用ETH的支付方式

在EIP-3651之后，更激励用ERC20的支付方式

总之，是一个影响激励的交易类型的提案

3.2EIP-3855：新增PUSH0指令

他是什么？

对于EVM即以太坊虚拟机中，设计有多种指令，但是之前缺少设计了push0即针对0这个数值的压入堆栈的操作指令，而此EIP则新增了PUSH0(0x5f)指令，它将常量值0压入堆栈，该指令的需要2gas

有什么用？

原先没有push0时导致的是，有一些依赖于0做偏移量的操作，比如远程call调用与返回，则有很多参数是0，原先要操作0，只能使用指令PUSH10，这个操作要消耗3个gas，其次push1和0各占一个初始化代码的字节存储，导致的是部署此合约的成本也高了2*200gas

该EIP还统计了因此的gas损失：在现有账户户中，有340,557,331字节浪费在PUSH100指令上，意味着部署损耗达68,111,466,200gas

总之，是一个降低无意义的GAS消耗的提案

3.3?EIP-3860：提高初始化的代码量限制

他是什么？

合约部署时候，有个初始化代码的大小，基于EIP170是限制了initcode大小为24576，而如今则是将initcode的最大大小限制提升为49152即翻倍，并为每32字节的initcode块应用2的额外气体成本

有什么用？

显然，更大的代码容量，可以让智能合约系统做更多的事情，目前代码仅24kb的规模导致很难用一个合约去实现系统，原先的临时解决方案都是分多个合约部署，然后互相相互调用，但显然跨合约引用是个高gas成本的事情。

总之，是一个提高智能合约系统上限以及降低gas消耗的提案

3.4EIP-4895：信标链将提款作为操作指令

他是什么？

可以说，这是本次上海升级的核心。从结果上讲，实现的是质押的ETH提款操作，而实现方式是引入了系统级的指令withdrawal基于信标链的信息，无条件地直接控制指定地址的ETH余额。

执行提现操作的方法有很多种，本次的提现操作的特点如下

本身是由系统来发起，而不是用某个用户发起，更简洁易于审查

无gas费消耗，系统发起受到共识层提款限额的控制，无需再用gas来做抗dos防护直接更新执行层的余额，无EVM执行过程，采用最简实现策略。

有什么用？

别忘了，现在还有1400W个，合计价值235亿美元的ETH被质押“困在”以太坊信标链里。

四、后续以太坊的重心在哪？

下图是近期以太坊创始人VitalikButerin发布的最新路线图，图中绿色部分代表推进的进度，可以看到还有大量围绕性能、安全隐患、隐私、账户体系AA的目标已经找到实现路径

附录

https://www.youtube.com/watch?v=CcL9RJBljUs&t=336s

https://docs.google.com/presentation/d/1N6aX-GE-kus73vlq-v7D-z2iwUI4N4ss1tiPamfoTi4/edit#slide=id.g1231e3828e8_0_89

https://twitter.com/EthereumCN/status/1588825937629835265

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