上海升级：以太坊最新技术路线深度解析

原文：https://foresightnews.pro/article/detail/31283作者：HashKeyCapital制作的《HashOut42》首期播客节目转自：ForesightNews

DVT分布式验证器技术、提升BLS签名效率将有效降低以太坊质押门槛

主持人：Siya嘉宾：陈昶吾、ZeqingGuo整理：PengSUN，ForesightNews在HashKeyCapital制作的《HashOut42》首期播客节目中，imToken首席科学家陈昶吾和HashKeyCapital高级技术研究员ZeqingGuo将继续围绕上海升级，结合此次升级的背景、目的和技术路线，深度思考上海升级可能会对以太坊生态带来的影响。

Siya：上海升级对质押者或stETH质押代币的持有者有什么风险？在此期间需要注意哪些方面？

ZeqingGuo：我就是一个质押者，所以也很关注上海升级可能会造成的影响。我认为大多数质押者最关注的是提款地址的更新。在上海升级之前，以太坊质押协议的质押地址使用BLS地址，它跟以太坊地址完全不同，需要手动保存对应的公私钥对。但是以太坊经过几轮迭代后，产生另一种地址，质押者可以把质押的以太坊解除质押提款到一个以太坊正式存在的地址，即0xAA类型地址。

因此，现在以太坊的质押协议上存在这两种地址。第一种BLS的地址现在已经不建议使用，如果当时质押填的是BLS地址，那么有一次机会把它从BLS地址升级成一个正常以太坊地址，如果不升级，可能无法提币。如果升级时输错以太坊地址，那么币也会丢失。当然，这并不是必须要在上海升级前完成，随时都可以升级，但只有一次机会，这个是我作为质押者最关心的一件事。

其次，作为质押者，要及时更新客户端。如果没有升级到最新的客户端，可能会造成一些比较严重的后果，譬如跟不上网络等等。其三，对于stETH持有者还有一层风险，一些stETH大户担心解除质押之后，很多人提币会导致以太坊价格下跌，因此他们会选择在这个时间点把自己手上的stETH全部卖成以太坊，这就可能导致stETH汇率下跌很多。这对小散户可能没有什么影响，但如果对一些持有stETH的机构来讲，实际上就相当于它的代币在浮亏。这就是价格方面的风险。

上海升级后ETH提取数量已超过100万枚:金色财经报道，据Token Unlocks 统计，自 Shapella 硬分叉激活以来，ETH 从质押中提取的数量已超过 100 万枚，约为 104 万枚 ETH，而流入存款合约的 ETH 为 377,620 个 ETH。截止发稿，质押代币的总余额已减少约 657,990 ETH，价值约 1730 万。

据 Lookonchain 跟踪的一些大额提款，其中一些重新回到 staking。总余额为 19,844 ETH 的三个地址的所有者以及拥有 34,000 ETH 的 13 个钱包的所有者也是如此。但也有 71,444 ETH 进入了中心化交易所。[2023/4/17 14:09:04]

陈昶吾：我同意郭老师的观点。首先，我认为对于所有的质押者来讲，上海升级之后提款地址更新是最重要的一件事。从整个系统实现来看，这叫做BTECmessage。那么，为什么会有地址需要改变？在当年以太坊生态的路线图中，以太坊2.0当时被认为是一个新的网络，所以在设置这个地址时有两个不同的方向，因为未来究竟如何并不确定，所以设置的不是EOA地址。回到当下，TheMerge之后，以太坊主网与过去以太坊2.0现在是同一个网络，并且执行层上又是一个EOA地址，所以这时我们需要把地址重新设回到EOA可提领的地址，因此导致了这次的升级。

关于提款地址，大家接下来要小心三个方面。第一是刚刚郭老师提到的，整个设置只有一次。由于刚刚提到BTECmessage不需要支出任何的交易手续费，所以如果允许任何人都可以任意更改地址或允许无限次更改地址，网络可能会面临被二次攻击的风险，基于这一原因，地址设置只有一次。其次，提款地址设置好以后，可以在beaconcha.in等浏览器上看到提款地址，地址开头是0x01，如果开头是0x00，需要从BLS当年派生的这个地址更换成EOA地址。第三是可以观察的现象点。以太坊PoS质押中包含WithdrawalKey与ValidatorKey。

以太坊上海升级后已有近24万枚ETH解锁提取:金色财经报道，据 Lookonchain 监测，以太坊上海升级后已有近 24 万枚 ETH 解锁提取，价值超 5 亿美元。前 3 大提款地址分别为：

1. Lido：提取 152,780 枚 ETH (63.69%)。

2. Figment：提取 7,135 枚 ETH (2.97%)。

3. Celsius：提取 6,521 枚 ETH (2.72%)。[2023/4/14 14:03:16]

WithdrawalKey最重要，因为这是质押者真正用来提取本金与奖励的密钥。ValidatorKey主要是客户端用来参与共识机制签署链上操作所需要的密钥。两年多以来，一定会有用户遗忘密钥，或当初保管密钥的方式不够好，而这次BTEC信息只有一次设置机会，因此有些黑客在Epoch生效之后会比原先质押的用户更快地升级地址。因此，如果当年密钥没有保管好，或者认为自己密钥的助记词可能遗失或泄露，建议在Epoch之后尽可能快地更换地址，因为只能换一次，如果被黑客换了，风险就会在自己身上。

Siya：自从上海升级这个概念出来以后，很多人都在讨论Staking、LSD这些新风向。两位认为上海升级是否会催生出更多的新项目或新生态？

陈昶吾：上海升级之后会催生出一些新项目和新生态，这是毋庸置疑的。对比一下过去PoW网络与现在PoS网络，PoW网络有矿池、矿机，有很多围绕着PoW共识算法衍生出来的项目、生态或角色。同样，在PoS之后，一定也会衍生出一些围绕着PoS的新项目、新生态。从共识奖励来看，假设上线率或客户端的可用性基本上都正常的情况下，目前一个稳定质押者的年报酬率大概是4%，这是基于目前56、57万左右的质押人数计算而成的。回到PoS共识算法的经济模型，要思考的问题是如何提高区块奖励或质押奖励。

福布斯：以太坊上海升级后将有价值290亿美元的ETH被解锁:2月13日消息，据福布斯报道，根据数据提供商Staking Rewards的数据，目前约有14%的ETH被质押，市值约为290亿美元。而在上海升级后，用户将可以提取这些资产。鉴于资产已被长期锁定以及加密市场悬而未决的不确定性，人们担心许多验证者会撤回并出售他们抵押的以太坊，这可能会给以太坊的价值带来压力。

据Galaxy Digital称，以太坊上至少75%的质押ETH由中介机构控制，例如 Coinbase或Kraken等交易所，或Lido或Rocketpool等特殊平台，这意味着绝大多数抵押者不会能够直接发起自己的取款。预计大部分提款将来自以太坊最大的质押平台Lido，该平台允许用户质押任意数量的以太币，而不是32 ETH的门槛。而Staking Rewards研究主管Allan Wojnowski表示：“排队过程和Lido的大量提款份额将大大减缓提款过程中的任何抛售压力，因为在提现功能存在之前就需要有信心押注以太坊，早期的质押者不太可能寻求退出，而且尽管有报道预测会出现大量提现，但平均每天仍有20,800枚ETH继续质押。”质押中介机构可能会获得巨大收益，摩根大通(JPMorgan)估计，在上海升级后，Coinbase 95%的散户投资者可能会参与质押以太坊，按当前价格计算，这可能会给交易所带来2.25亿至5.45亿美元的年收入。

此前金色财经报道，2月7日以太坊首个公共提款测试网Zhejiang已成功模拟上海升级，公共测试网Sepolia计划于2月28日升级，之后计划在2月底或3月初在以太坊Goerli测试网上发布上海升级，过渡成功后，将转向主网。[2023/2/13 12:03:10]

第一种情况是MEV机器人，在MEV状态下，出块者有权对交易进行排序，产生MEV收益，这些中间的交易手续费会归于质押者所有。换言之，质押者不仅可以获得原本4%的收益，还可以因出块而获得额外的交易手续费奖励。所以，围绕MEV的模型，未来一些专业的套利者与区块构造者Builder可能会组成联盟，大家相互合作，在对交易进行排序之外，榨取出利益。

分析：LIDO、SWISE、RPL上涨或因即将进行的以太坊上海升级:金色财经报道，近期一些提供流动性质押解决方案的 DeFi 协议治理代币上涨或是因为以太坊上海升级将开放 ETH 提款，此举将进一步降低 ETH 质押的潜在风险。数据显示 Lido DAO 过去 7 天涨幅达到 19%，SWISE 单周上涨超 70%，Rocket Pool 的 RPL 上涨了近 10%。据此前信息，以太坊上海硬分叉升级或将在今年三月份进行，而目前通过头部流动性质押协议进行质押的 ETH 数量占到 ETH 总质押量的 40% 以上。（coindesk ）[2023/1/3 9:49:58]

其次是如何让客户端的稳定性变得更好。假设你本来就是一个开发者，你也很熟悉如何跑这个软件，但如果服务器无法稳定出块或投票时，就会遇到我们刚刚谈到的一些惩罚性的行为。就此而论，除了让小散户可以用更少的ETH参与到PoS网络的机制之外，还要确保客户端的稳定性，所以我们认为未来会出现很多实现去中心化验证节点的机制。在TheMerge之后，Vitalik所提到的路线图也有提及这一点。

其三是再次提升BLS效率。因为BLS签名方案的最优点是能够支持签名聚合，而聚合的好处是假设有100个签名，过去每一个签名都要验证一次，其实这是非常耗费时间与机器运算的。但是如果能够把100个签名聚合成一个签名，相较于原本要验100次而言，现在只需要验一次，而且这一次的背后代表是100张的投票，实际上处理信息的效率就提高了，信息效率的提高会影响到共识层信息的交换或验证的效率。为什么过去设置32枚ETH限制？

因为出块时间是12秒，但是用来构造区块与用来验证每一笔交易里的签名都需要时间，譬如网络传输的时间、签名校验的时间、验证交易的时间等等。从物理时间来看，出块时间必须要小于12秒。如果效率不高，100个签名会消耗1秒，也就无法提升能够处理的信息数量。因此，如果能够提升BLS签名的效率，我们就可以把32枚ETH准入往下再降一级，这样就有助于提升更好的门槛。

以太坊上海升级最早或于10月启动:3月19日消息，以太坊开发者目前正就上海升级的优先级问题进行讨论。其中一种选择是，上海升级将作为另一项功能分叉进行启动，其中包括伦敦升级中未包含的EIP。另一种选择则是采用VitliakButerin的快速合并提案，将上海升级作为Eth1<>Eth2的合并。如果采用第一种，将上海升级作为功能分叉启动，那么可能会在2021年10月启动。如果是后者，则会推迟至更远的时间启动。

上海升级是继伦敦升级之后的以太坊硬分叉升级。上海升级可能包含未进入伦敦升级的EIP，因为伦敦升级只会进行少量更改（延迟难度炸弹和EIP-1559），以最大程度地减少升级的复杂性。上海升级EIP可能包括3298（消除SSTORE和SELFDESTRUCT的gas退款）或3322（有效的gas退款）。[2021/3/19 18:59:26]

ZeqingGuo：我从两个方面来分享我的看法。第一个方面就是从以太坊的集体收益来讲，集体收益是什么意思？如果大家经历过DeFiSummer，可以意识到过去整个以太坊上DeFi的创新，其基底很大程度上都是Curve的稳定币收益。什么是Curve的稳定币收益？这里有两个点，其一是Curve代币经济模型会不断地给Curve稳定币的池子空投代币奖励。譬如，在里面存入1万美元代币，每一个区块会得到0.001个Curve，奖励会随着区块往上增加，这是一个很稳定的收益奖励，当时的收益率至少有10%。

其二，因为这是一个稳定币池子的收益奖励，稳定币都是USDT、USDC，相比一些高波动的资产，收益非常安全。这两个点决定了后面DeFiSummer之后各种各样的创新，它们的底层基本上都是Curve的稳定币收益。因为在别的协议做一些创新时，会考虑协议的安全，以及协议如何给用户更多的收益，这两点考虑下来能选的协议只有Curve。因为Curve既安全，又有一个基底很稳定的固定收益。

举例而言，开启DeFiSummer黄金时期的协议YFI就是在Curve上在做了一层，2021年最出名的几个协议，譬如Mean、Convex、Olympus等实际上都跟Curve息息相关。后来DeFi创新的熄火主要也是因为Curve的熄火，Curve的币价一直涨不上去，增发也在慢慢减少。目前，Curve上持有的稳定币收益可能已经在1%以下，再在上面做创新也给不了用户很高的收益率，从而导致整个DeFi的熄火。

以太坊的上海升级之后有什么好处呢？我们可以对比一下Curve。其一是稳定的集体收益。包括3.5%左右的共识层收益与1%左右的MEV收益，总计4.5%左右的集体收益比现在Curve高很多。这还是熊市期间的收益，牛市时可能会更高。其二是足够安全，像当年Curve的稳定币池子一样，由以太坊共识来保证以太坊的存取，用户可以存入以太坊，上海升级之后又可以取出来。因此，我认为以太坊上海升级具有与当时Curve诞生DeFiSummer进行对比的意义，在这上面会出现很多的套娃和增强收益的产品。

除了收益端，还有如何保证以太坊网络的去中心化，它可能催生什么新项目，这一点刚刚昶吾老师也提到了很多。我们认为，现在以太坊的质押模型不够去中心化。其一是Lido、Coinbase等大的质押商，无论是公司还是DAO，都是将用户的资金拿去链上质押，用户资金的调配由Lido和Coinbase控制。

其次，RocketPool这类去中心化协议存在很大的资金利用率问题，即每个Rocket运维节点都需要存入16枚ETH与10%的LP，这样才可以运行一个节点。可能整个地球上有质押运维能力的人很多，但是有16枚ETH与对应数量LP的人并不多，因此很难实现网络扩容以满足用户在该协议中进行质押的需求。除了这两种路线的话，暂时还没有看到第三种。那么，这里就存在很大的问题，即如何能够降低运维节点的成本，譬如一个持有1、2枚ETH的小码农可以运行一个节点参与共识，并且能够给Lido提供质押服务。如果能够实现，网络的去中心化能力会比现在大大增强。

这不仅对以太坊网络有好处，同时对Lido或者Coinbase这些协议本身也有好处。因为不是去中心化的协议首先会受到很大的监管压力，其次还会面临很强的社区压力，因为社区会质疑这种将用户资金聚集起来的像矿池一样的中心化模式。这些协议其实面临着双方的压力。

因此，无论从网络安全方面的需求还是项目方本身的压力，我都觉得这个方向会产生很多新的项目。现在有两个能够看到的方向，一个是DVT分布式验证器技术，这是一个可以帮助持有1、2枚ETH的用户完成质押的关键技术。还有一个很重要的点是BSL聚合签名，能够让每一个质押节点不用再存入32个以太坊。

Siya：最后，可以展望一下以太坊下一次重大升级——坎昆升级，两位老师认为有哪些值得我们留意的看点？

陈昶吾：我觉得坎昆升级中比较重大的应该是EIP-4844，它主要是针对接下来的Layer2、特别是Rollup。Rollup分为ZKRollup与OptimismRollup。OptimismRollup需要把二层网络的数据写回到主网上，ZKRollup也是一样，但是在calldata上的成本还是相对比较高，因为过去的主网不是为了写这些数据而使用的。EIP-4844会引入一种新的Blobtransaction，这是一种新类型的data，主要就是存放由Layer2特别是Rollup存入的一些data，如果未来要去校验整个状态的一些计算时，有资料可以使用。

这会带来一些改变，这些改动可能就包含Layer2，可能大家会认为Layer2交易已经足够便宜，可是相较于主网，整体成本还是不够低。如果Rollup要更普及，或是让大家更容易接受，势必就要像过去的网络一样，当频宽越高、成本越低时，才会加速普及。因此，我们认为EIP-4844引入后会降低Layer2成本，成本的降低就会反映在接下来的生态运行中。

譬如，大家最近经常听到EIP-4337账户抽象，账户抽象在引入新的Rollup之后，因为账户抽象本身属于合约账户，而每个智能合约最主要的开销就是合约上计算的这些计算量的Gas有多少，相较于原本一般的交易，也就是21000gas，合约交易一定是比较高的。但是在引入EIP-4844以及data成本大小降低之后，合约账户的成本就更低。

这不是指它在主网上会变得更好，而是指在Layer2上，从钱包或账户上来看，或从Layer2接下来的整体生态以及整个系统的元件构建来看，它都会变得比以前更好。因为Layer2过去的成本还可以，不是太好，只能说合理，但有了EIP-4844之后，如果可以实现大幅度降低成本，接下来Layer2上面的生态普及与落地会变得更加简单。

ZeqingGuo：我主要关注的也是EIP-4844，可以补充一下这方面的内容。刚才讲的内容总结一下，EIP-4844最重要的点就在于它让Rollup成本可能会降到现在的1/4，这个数字是随口说的，但确实可以大幅度降低成本。

它是如何降低成本的？首先，Rollup往链上传的数据实际上是Rollup在Layer2网络上压缩完的交易数据，这些压缩的交易数据存放在Layer1网络可以做一些验证工作。因为如果这是一个实时需要使用的数据，它不仅仅需要做验证，而且下一个区块都要根据整个Rollup中的交易数据来计算出哈希值。如果高频使用，则不能压缩数据。

之所以可以压缩，就是因为这个数据不常使用，可能写上去一次之后，在很久远的时间点，如果大家要去做一个验证，再把这个数据解压缩去验证一下。所以，EIP-4844认为，反正这个数据在读取它的时候是个不平凡的事件，那么不仅可以做压缩，还可以做绝一点，把它存入一个开销很小的存储单元中。

譬如，能不能把它存在硬盘内而不是内存里，尽管之后访问这个数据会变得很慢，但同时存储成本也会降低很多。想象一下，电脑内存只有16G，但是打个游戏，笔记本电脑的存储空间可能有1T，1T相比16G，至少有16倍以上的增长空间。

因此，如果我们不把压缩过的交易数据放在内存，而是放在硬盘中，那么整个存储成本就会大大降低。这样做的主要原因就是读取这个数据时是不平凡的，既然已经把它压缩了，那么存放在慢点的地方也无所谓。

这就是EIP-4844的基础想法，个人认为这个想法还是挺巧妙的，确实是对整个以太坊协议的很大改进，现在主要是给Rollup使用，但我认为未来会给一些跨链桥使用，甚至做一些更加复杂的生态应用。总体来说，我觉得EIP-4844升级的意义非常大，可能不亚于以太坊支持提款的意义。

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