以太坊升级旅游地图：一文梳理升级历史与未来规划

作者：潘致雄，链闻研究总监

细数以太坊8次升级历史与未来规划，以及每次升级带来的影响。

以太坊在历史上已经进行过了8次的网络升级。当我们尝试将历史每次分叉的区块高度映射到一条线型的时间轴之上，会发现以太坊网络升级的频率正在逐渐减少，甚至在2018年一整年都没进行过升级。本文并未尝试探究以太坊的升级频率在减少的原因，不过最直观的猜测，可能是因为以太坊基金会需要将一部分工程师的精力放到2.0的研发中，也可能是因为随着平台的成熟，不需要进行高频率的分叉，毕竟这对于运行网络的节点而言非常麻烦，需要对客户端进行升级。

最近的一次硬分叉升级已于北京时间12月8日8点左右完成，升级代号为「伊斯坦布尔」，激活6个EIP提案升级网络。以太坊联合创始人VitalikButerin表示，在本次升级后，普通的每秒交易数会提高约5%到10%，而对于Layer2技术Rollup来说，可以提高约4倍。

众所周知，以太坊整个项目是按四个阶段逐步推进的，分为：前沿、家园、大都会和宁静。前三个阶段可以称之为以太坊1.0，而宁静则可以称之为以太坊2.0。由于2.0是一个非常庞大和跨越数年的项目，所以采用工作量证明机制的1.0和升级为权益证明的2.0很可能将会在很长一段时间内并存，分别演进。

下一次的硬分叉升级代号为「柏林」，计划将引入ProgPoW挖矿算法，将削弱专用挖矿设备ASIC的对于网络的影响力。由于1.X和2.0可能会平行进化数年的时间，所以对于1.X网络而言，挖矿算法的公平性依旧是一个值得探索的话题。当然随着2.0逐渐完成，原本在网络中植入的「难度炸弹」将持续发挥作用，当以太坊进入「冰河时代」，1.X的矿工难以生成新区块之后，用户也就不得不转换到2.0的「宁静」。

以太坊信标链验证者数量突破44万，总质押量接近1500万枚ETH:10月5日消息，据以太坊官方网站最新数据显示，以太坊信标链验证者总数量已突破44万，截止目前为440,145个。此外，以太坊总质押量达到14,893,565枚ETH。按照当前ETH价格计算，质押ETH总价值已超过198.7亿美元。[2022/10/6 18:40:23]

当然，2.0的最核心的科技是分片技术，可以极大程度提升以太坊这个分布式系统的效率。不过2.0中还安排了一些其他重要的技术，也可以进一步提升网络的性能，比如eWASM。所以这类技术也可能会在2.0完全推出之前，将部分的特性先在1.X链上进行试验。

本文将以太坊官方文档中的路线图页面进行了梳理，试图标示出历史上每次升级所带来的影响。当然，由于大多数升级的最重要意义就是提升网络的基础技术能力或性能，所以这部分的内容就不详细展开了。

值得关注的一些内容：

以太坊在主网上线时并未植入「难度炸弹」；

在植入难度炸弹之后，已执行两次硬分叉推迟难度炸弹，第三次硬分叉推迟难度炸弹最快在本月内进行；

币安发布支持以太坊合并的公告，届时将暂停ETH和ERC-20代币的充提业务:8月25日消息，币安发布关于支持以太坊合并计划的公告，称以太坊Bellatrix升级和合并预计将于北京时间9月6日19:34:47和9月15日8:30进行，币安届时将暂停ETH和ERC-20网络代币的充值、提现业务。

此外若硬分叉后并未产生新的代币，币安将尽快恢复ETH和ERC-20网络代币的充值、提现业务，并另行公告；若硬分叉后产生两条互相竞争的区块链并产生一种新的代币，“ETH”代码将会被用于以太坊PoS链，币安还将根据执行层升级前的ETH的持仓快照（预计于以太坊主网区块高度15540293或北京时间9月15日8:30），以1:1的比例从更少工作完成的链中向用户分发分叉的代币，并将会支持分叉代币的提现业务，关于分发的细节将另行公告说明。[2022/8/25 12:48:45]

以太坊在2018年未进行过网络升级；

在伊斯坦布尔之后，以太坊的升级代号将以Devcon举办顺序依次命名；

未来的开发周期将会以EIP为中心，只有当EIP足够成熟之后，才会考虑合并至升级中。

前沿：进入第一阶段

2015年7月30日，这是以太坊创世区块生成的日期，也是以太坊第一阶段开始的日期。

以太坊基金会和以太坊名称服务支持Spruce提出安全登录的系统:9月14日消息，以太坊基金会 (EF) 和以太坊名称服务 (ENS) 正在支持去中心化身份软件公司Spruce提出的使用以太坊进行安全登录的系统。Spruce将与ENS和以太坊基金会密切合作，以确保其解决方案与整个以太坊生态系统中使用的现有标准兼容，并强调最终结果将对实施者友好，同时保持供应商中立。Spruce的系统是在EF和ENS于7月提交提案请求后被选中的，该提案鼓励开发人员和软件公司使用Oauth（一种访问授权的开放标准）提出登录包。（Cointelegraph）[2021/9/14 23:23:35]

以太坊「前沿」，是一个去中心化的软件平台

前沿解冻：植入难度炸弹

2015年9月7日，自此次升级之后，难度调整机制将被引入，也被称为「难度炸弹」，网络中的算力难度将会在一年左右经历指数级增长，所以也就保证了以太坊会在接下去的一年之内再一次进行硬分叉。

引入难度炸弹的目的是为了给网络提供一个从PoW迁移至PoS的机制，当算力太高导致矿工无法挖出任何一个区块的时候，将是网络转换为PoS的最好时机。

家园：进入第二阶段，总算有图形界面钱包了

2016年3月14日，这是以太坊第一次硬分叉，也是路线图第二阶段开始的日期。该版本中最重要的功能是优化了智能合约并为智能合约语言Solidity引入了全新的代码。另外还在该版本中发布了桌面端钱包Mist，用户可以通过Mist持有资产或使用智能合约。后来Mist项目在2019年初宣布终止。

以太坊未确认交易为115,168笔:金色财经消息，据OKLink数据显示，以太坊未确认交易115,168笔，当前全网算力为511.77TH/s，全网难度为6.82P，当前持币地址为58,675,727个，同比增加394,405个，24h链上交易量为1,767,312.12ETH，当前平均出块时间为13s。[2021/4/25 20:57:25]

以太坊「家园」，是一个区块链应用平台

DAO分叉：诞生ETC和ETH

这是为什么以太坊有两个网络的原因。2016年一个名为TheDAO的去中心化自治组织项目通过发行代币融资1.5亿美元。在6月，TheDAO的合约被黑客利用，价值数千万美元的ETH被未知的黑客窃取。这个事件的后续发展还是有很多细节的，总而言之，大多数社区成员认为应该进行硬分叉，将被盗资金从黑客那里拿回。所以在2016年7月20日，进行了名为「DAOFork」的硬分叉。还有不少社区成员并不认可这种行为，他们认为去中心化的区块链平台不应该进行任何人为干预，已经发生的交易不能被撤销。存在分歧的社区在硬分叉后产生了两个网络，黑客依旧掌握资金的以太经典和被盗资金已返还给投资者的以太坊。

以太坊矿工已开始增加Gas限制容量:以太坊矿工已经开始将Gas限制容量增加到1300万，而近一年来的上限是1250万。Etherstats数据显示，目前的Gas限制为1300万，这表明矿工已经开始投票赞成增加Gas上限。只需51％的矿工进行投票就可以更改上限，以将总容量增加17％。Ethermine矿池母公司Bitfly今天表示：“在柏林硬分叉提高效率之后，我们相信将以太坊Gas限制从1250万增至1500万是划算的。”（TRUSTNODES ）[2021/4/21 20:41:21]

橘子口哨：减轻DoS攻击

以太坊网络自2016年9月18日起，遭遇了个人或团队的攻击，网络被大量未完成交易堵塞，类似于一种拒绝服务攻击。所以以太坊基金会计划进行两次硬分叉彻底解决这类攻击。第一次的硬分叉会聚焦处理最紧急的网络健康问题，也就是价格过低的操作码。第二次的硬分叉会聚焦在次要优先级的问题，比如攻击者利用大量空账户进行洪水攻击，可能会增加不必要的区块链账本的大小。

2016年10月18日的第一次硬分叉，增加了以太坊虚拟机操作码的成本，这也就意味着在链上执行这类计算，需要付出的成本将会提高。这类操作码是防止垃圾信息攻击的基础，这次的升级就是对这些进行了调整，以减轻这类攻击的影响。

伪龙：彻底解决攻击

时隔一月之后，2016年11月22日进行的即是第二次硬分叉，希望彻底解决自9月起引发的一系列攻击问题。将通过四个提案联合解决，分别是：增加重防攻击保护、提升EXP操作码的费用、状态树清理、调整智能合约的最大字节数限制。

拜占庭：进入第三阶段&首次推迟难度炸弹

2017年10月16日，此次硬分叉包含了9个改进提案。除了与操作码、智能合约等底层相关的更新之外，还将「难度炸弹」推迟至一年半之后，并将区块奖励从5ETH减少为3ETH。在拆除难度炸弹之前，区块生成时间接近30秒。

巴列奥略王朝时的拜占廷帝国疆域，公元1265年前后

君士坦丁堡：双重硬分叉&再度推迟难度炸弹

在沉寂了一年多之后，以太坊基金会将于2019年2月28日进行「大都会」的最后一步，也就是名为「君士坦丁堡」的硬分叉，共包含6个改进。有意思的事，此次升级中还有一个名为「彼得斯堡」的硬分叉会同时进行，去除了之前在君士坦丁堡中的一个改进提案。

在本次的5大更新中，除了技术相关的调整之外，再次推迟难度炸弹12个月，并将区块奖励从3ETH减少为2ETH。

奥斯曼帝国时期的君士坦丁堡，1572年

伊斯坦布尔：性能优化

以太坊2.0计划在2020年启动第一阶段，在2.0没有完全上线之前，大多数用户和开发者可能会主要使用以太坊1.X，所以后续1.X的更新也是非常重要的。本次的伊斯坦布尔硬分叉在12月8日激活，包含了6项改进，提升性能和优化部分的操作码。以太坊联合创始人VitalikButerin表示，在本次升级后，普通的每秒交易数会提高约5%到10%，而对于Layer2技术Rollup来说，可以提高约4倍。

由博斯普鲁斯海峡和马尔马拉海交汇处所见的伊斯坦布尔全景

谬尔冰川：又推迟难度炸弹

不断有用户和开发者发现最近以太坊的区块生成间隔有略微提升，这将导致以太坊网络的TPS下降。以太坊开发者进行了讨论，有人提议在区块高度9,200,000进行代号为「谬尔冰川」的硬分叉以移除难度炸弹，预计发生在2019年12月31日前后。根据开发者在讨论组中的数据来看，以太坊的区块生成时间在移除难度炸弹之前将一直保持增长，到1月6日左右可能会达到25至30秒时间。

由FrankLaRoche在约1897年摄影记录下的谬尔冰川

柏林：开始以Devcon的城市命名

从这个版本开始，升级代号将会遵从以太坊开发者大会Devcon的顺序，而第一届Devcon0就是在柏林举办的。之前其实为「伊斯坦布尔」规划了很多的改进，但是由于各种原因，最终部分没有来得及放在伊斯坦布尔中的改进提案将会移至「柏林」，暂时被接受的EIP有8个。

第一届在柏林，中间为VitalikButerin和GavinWood

伦敦、上海

目前在官方文档中，也就提到过这两次的升级代号，其他任何信息还未被讨论过。不过官方有提到，未来的开发周期将会以EIP为中心，只有当EIP足够成熟之后，才会考虑合并至升级中。而且会优先考虑「准时」且「规模小」，而不是「延期」且「规模大」。

第三届在上海

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