以太坊上海升級，三大細節值得你重點關注_以太坊

原文作者：Beosin

以太坊上海升級，也被眾多媒體稱為Web3下一場新的敘事，這也是目前大家討論最多的一熱點。

2023年3月，以太坊將推出預期的上海升級，截止發稿前，本次升級主要包括EIP-3540、EIP-3651、EIP-3670、EIP-3855、EIP-3860、EIP-4895、EIP-4200、EIP-4750以及EIP-5450。而備受矚目的EIP-4844將推遲到5月至6月進行更新。

圖片：Shutterstock

首先，在以太坊生態中，我們經常聽到一個詞“EIP”，這個詞是什么意思呢？

EIP全稱是EthereumImprovementProposal。它是一系列以太坊平臺上推薦使用的標準和協議的統稱。它所包含的具體標準和協議涉及以太坊的核心協議、客戶端API、智能合約標準等。每一個EIP包含對某個標準或協議的定義。

我們先來了解以太坊上海升級將涉及的幾個標準。

以太坊預計將在2022年Q2進行合并，合并后首要任務為解鎖Staking合約中鎖定的ETH:11月7日消息，Coinbase加密工程師yuga發推總結11月6日的以太坊社區電話會議，此次會議關鍵信息包括：合并預計將在2022年第二季度左右進行（可能會發生變化）；合并期間預計不會出現停機；這是一個“共識熱交換”；合并將以太坊業務邏輯分為兩層，共識層是驗證節點對區塊、最終性等進行投票，節點客戶端包括Prysmatic Labs和Teku，執行層是節點構建區塊、驗證交易等，客戶端包括Geth和Nethermind；合并后節點運營商除了現有的執行節點外，還必須提出一個共識節點；在Staking合約中鎖定的ETH在合并后將保持鎖定狀態。以太坊社區在合并后的首要任務是解鎖質押的ETH。

此前消息，以太坊開發者會議：基于平均區塊時間進行硬編碼假設的合約將受到合并影響。[2021/11/7 6:36:27]

EIP-3540

該EIP主要是針對EVM對象格式(EOF)合約字節碼進行的更新，為EVM引入了一種可擴展和版本控制的容器格式。在合約字節碼中添加了代碼和數據的標記，實現了代碼與數據的分離，這種分離對于鏈上代碼驗證器特別有利，因為驗證器可以區分代碼和數據。

推友：摩根大通已收購以太坊錢包Metamask，并導致原始團隊分裂:8月20日消息，推友Autism Capital發推表示，摩根大通已基本收購了以太坊錢包Metamask，并通過發號施令，導致部分原始團隊憤而出走，打造了名為Tally的Metamask分叉。Autism Capital對此感到很憤怒：你以為你在使用加密貨幣擾亂銀行秩序，但實際上，你每次通過MetaMask轉賬，都是在給摩根大通送錢。光明會再次獲勝。Dan Finlay（MetaMask開發者）鞠躬下臺。Joe Lubin（以太坊聯合創始人）出賣了你。感謝參與。[2021/8/20 22:26:45]

EIP-3651

該EIP主要目的是將「COINBASE」地址由冷地址變為熱地址。目前，COINBASE直接交易正變得越來越流行，因為它們允許有條件的支付，這提供了如隱式取消交易等好處。但是訪問COINBASE的價格過高，原因是最初在EIP-2929中引入的訪問列表框架下COINBASE是按冷地址訪問成本來進行gas計算的，而冷地址訪問成本相比于熱地址訪問成本相對較高。

以太坊2.0存款合約地址余額突破40萬枚ETH:據ETH2區塊瀏覽器beaconcha.in數據，目前以太坊2.0存款合約地址余額已達404192枚ETH，距離524288枚ETH啟動以太坊2.0創世區塊的最低要求已完成77.09%。[2020/11/24 21:51:35]

EIP-3670

該EIP主要是配合上述EIP-3540合約創建時引入代碼驗證。拒絕包含截斷PUSH數據或未定義指令的合約字節碼。

EIP-3855

該EIP主要是增加了PUSH0指令，作用是將常量0壓入堆棧。目前只有將1字節到32字節壓入堆棧的PUSH1-PUSH32指令，而將常量0壓入堆棧，需要使用PUSH10指令進行操作，而該指令在runtime中需要消耗3gas，并且額外需要消耗2字節的存儲成本費用2*200gas。目前大約存在11.5%的PUSH指令壓入了一個常量0到堆棧，而新增PUSH0指令后，可以節約一定量的gas費用。

EIP-3860

動態 | 以太坊錢包MetaMask推出隱私功能來保護用戶隱私:降維安全實驗室（johnwick.io)了解到為了保護用戶隱私，知名以太坊錢包MetaMask推出新版本，新增隱私功能。MetaMask作為一款Chrome插件錢包，由于其與DApp方便交互的特性被廣泛使用，在較早版本中任意網站均可不加區別的調用MetaMask以獲取用戶的以太坊地址。在最新版本加入隱私功能后，未經用戶許可，網站將無法獲取用戶以太坊地址，但是此功能需手動開啟，開啟方式為Setting--Privacy Mode。[2018/11/9]

該EIP主要是對initcode的最大值進行了修改。目前initcode的最大值在之前EIP-170中設置為MAX_CODE_SIZE:24576，在EIP-3860中，新的initcode的最大值為MAX_INITCODE_SIZE=2*MAX_CODE_SIZE=49152。這使得合約大小的最大值擴展了一倍，合約可以擁有更加豐富的功能。但initcode每字節將添加0.0625gas的成本，合約部署gas成本微微上漲。

行情 | 以太坊網絡相對流暢:根據公開數據顯示，目前以太坊的網絡平均未確認交易筆數為23965筆，較昨日10935筆，有較大幅度增加，就近期整體而言以太坊網絡未確認交易筆數相對較少，當前網絡較為流暢。[2018/7/31]

EIP-4895

該EIP主要是激活以太坊信標鏈質押提款的功能。

EIP-4200

該EIP引入了三個新的EVM靜態跳轉指令，分別為RJUMP、RJUMPI和RJUMPV，其目的是為了優化網絡以及降低成本。目前EVM僅擁有動態跳轉機制，這雖然能讓字節碼非常靈活，但是也同樣增加了代碼分析的復雜程度。這些靜態指令的主要好處是降低了gas成本以及擁有更好的分析屬性。

EIP-4750

該EIP主要是對代碼的優化。主要是在上述EOF格式(EIP-3540)的基礎上引入了在字節碼中包含多個代碼段的能力，每個代碼段所代表的是一個單獨的子程序或函數。在字節碼中引入了CALLF以及RETF兩個新操作碼來負責調用和返回這種子程序或函數。此外，該EIP還引入了JUMPF指令來執行跳轉到這種子程序或函數的操作。

EIP-5450

該EIP主要是改變了代碼的驗證過程，對網絡進行了優化。目前EVM對每條執行的指令進行大量的有效性檢查，例如溢出、gas是否充足等，而該EIP將使得合約在部署時便進行相關驗證，從而減少代碼在運行的時候進行的此類驗證次數。

本次上海升級主要分為以下幾個大的類型

1、EVM細節優化

主要有兩個細節改進的EIP，分別是：EIP-3651以及EIP-3860。

主要是針對現有的細節問題以及優化體驗方面進行的細節改動，其中EIP-3860能夠緩解目前智能合約字節碼長度限制導致部分復雜的合約必須拆分成多個合約才能夠部署到主網的問題，該EIP的引入將會顯著增加智能合約功能的豐富性與多樣性。

2、信標鏈提款

主要通過EIP-4895進行實現。

目前，信標鏈上的ETH質押數量超1500萬枚，占以太坊流通總量的近13%，本次升級之后，將開放這超1500萬枚以太坊的提取功能。

本次提取功能將采用“推”的方式將款項從共識層推送到執行層，將定義一個分叉時間戳FORK_TIMESTAMP，從該時間戳開始，執行層便要對提款進行處理。共識層會定義一個負載級對象withdrawal，該對象會提供包括：index、validator_index、address以及amount的關鍵信息，會主動推送到執行層。執行層中也將定義一個新字段withdrawals，該字段保存的是withdrawal對象的列表，執行負載獲取到一個withdrawal對象后，添加到withdrawals列表。在經過驗證之后，便會對address地址增加amount數量的以太坊，從而實現以太坊的提取。

3、字節碼改進

主要有六個字節碼相關改進的EIP，分別是：EIP-3540、EIP-3670、EIP-3855、EIP-4200、EIP-4750以及EIP-5450。

這類升級主要是增加部分新字節碼指令，包括：PUSH0、RJUMP、RJUMPI、RJUMPV、CALLF、RETF、JUMPF。還對字節碼進行了分類，添加字節碼的標記用于區分字節碼的類型，并對字節碼每個類型進行了模塊化。另一方面，更新了字節碼的驗證機制，優化了網絡以及使用費用。

這部分升級是本次上海升級的主要內容，將會對以太坊虛擬機系統產生相對較大的影響。Beosin會將本次上海升級中的所有指令同步納入Beosin-VaaS智能合約代碼檢測工具中。

以太坊可擴展解決方案是什么？

另一方面，備受矚目的EIP-4844被推遲到了今年5月至6月進行更新，其功能是引入一種“攜帶blob的交易”的新交易格式，該格式是為L2數據傳輸所專門設計出的數據類型。

Rollups是一種擴展解決方案，在短期、中期甚至可能在長期內，該方案是以太坊唯一的去信任擴展解決方案。近期幾個月中，L2向L1傳輸數據的費用一直高居不下，而Rollups很明顯的降低了許多以太坊用戶的交易費用，其中Optimism和Arbitrum擁有比以太坊基礎層本身低3-8倍費用的功能，而ZKrollups甚至擁有比以太坊基礎層本身低40-100倍費用的功能。

然而，即使是這樣的費用，對于許多用戶來說也太貴。長遠看，數據分片是解決rollups自身不足的很好的解決方案，可以為使用rollups的鏈的每個區塊增加16MB的專用數據空間。但是，數據分片功能的實施和部署需要漫長的時間才能實現。

該EIP提供了一個解決方案，通過實現“攜帶blob的交易”這一新的交易類型，該交易類型是為了承載L2的原始交易壓縮數據，相當于之前的calldata。由于L2的交易壓縮數據上傳的目的只是為了供其他人下載驗證，所以calldata其實并不需要被L1執行從而產生gas費用。新交易類型blob便不會像calldata那樣被EVM讀取，其會保留在共識層，并在30天的延遲之后被刪除。簡單來講，就是將之前的calldata數據保留到共識層，而不會像之前那樣發送到執行層，從而產生高昂的gas費用，也正是Rollup費用能因此降低的原因。

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