以太坊協議層的七年之變_以太坊

什么是以太坊

什么是以太坊？一千個人有一千個答案，而本文想探討的是最為一致的答案，即以太坊的協議是什么？或用更技術地描述——如果要開發以太坊的客戶端(PoW鏈/ETH1)，我需要依照什么規則？

你沒法找到一份規范描述以太坊當前的共識規則，因為以太坊的協議是通過增量更新來描述的。以太坊黃皮書描述了創世時的完整協議，而每一次協議變更都稱為一次硬分叉(當然，也有人嘗試用「網絡升級」這個表述)，需要所有的客戶端更新代碼。簡而言之，以太坊通過硬分叉來實現協議層的變化，變化的最小單元被稱為以太坊改進提案(EIP,EthereumImprovementProposal)，一次硬分叉包含一組以太坊改進提案。本文將回顧以太坊的歷次硬分叉及其中包含的改進提案，試圖展現過去的七年中以太坊究竟做了什么

摩根士丹利：與比特幣相比，以太坊去中心化程度低且價格波動大:2月16日消息，摩根士丹利發布題為Cryptocurrency 201: What Is Ethereum?的報告。報告稱，以太坊的去中心化程度低于比特幣，前 100 個地址持有 39% 的 ETH，而比特幣僅為 14%。雖然以太坊目前在 DeFi 和 NFT 領域占有市場主要份額，但隨著挑戰者的出現，其份額會隨著時間的推移而減少，主要競爭對手包括 BNB Chain 、Solana 和 Cardano。

此外，摩根士丹利表示，波動性也是 ETH 的一個重要風險因素，因為其價格的波動性比比特幣更大，據數據顯示，自 2018 年以來，ETH 的波動性比比特幣高出約 30%。（Coindesk）[2022/2/16 9:56:13]

歷次硬分叉介紹

以太坊擴容方案Matic將于5月15日啟動主網上線流程:5月12日，以太坊擴容方案Matic宣布將于5月15日開啟主網啟動流程，整個過程將會持續要5月底，期間總共接受10個Matic基金會以及DApp合作伙伴的驗證節點，Staking功能也會打開。之后還將按批接受非Matic基金會的節點，最終支持超過100個節點，而Matic基金會的節點也會退出。Matic是基于Plasma的以太坊高吞吐量擴展方案，使用改進版的Plasma、基于PoS的側鏈。[2020/5/13]

概況

以太坊的歷次硬分叉可以通過此頁面查看。自2015年7月30日上線起，共進行了14次硬分叉，包含39個EIP。間隔最近的兩次硬分叉是26天，間隔最遠的兩次則是490天

硬分叉分為「主動升級」和「被動升級」。主動升級指的是開發團隊主動對以太坊協議的修正，而被動升級則是「不得不」采取的行動，以應對潛在的安全性風險。被動升級至少包括「DAOFork」、「TangerineWhistle」、「SpuriousDragon」、「MuirGlacier」、「ArrowGlacier」、「GrayGlacier」此外，多次主動升級也包含了推遲難度炸彈的選項

分析 | 以太坊基本面表現較好 對比特幣匯率持續上升:據 TokenGazer 數據分析顯示，截止至 9?月 18 日 11 時，以太坊價格為$212.08，總市值為$22,785.44M，主流交易所交易量約為$407.20M，環比昨日增量64.73%；近期以太坊保持獨立行情，以太坊對比特幣匯率持續上升；基本面方面，以太坊鏈上交易量平穩波動、鏈上DApp交易量保持上升趨勢，算力持續增長，活躍地址數輕微下滑；以太坊 30 天開發者指數約為 2.25；以太坊與 BTC 180 天關聯度持續下行，30 天 ROI持續上行；ERC20 代幣總市值約為以太坊總市值的 57.03%，持續下滑，說明近期以太坊的市場表現優于ERC20代幣。[2019/9/18]

硬分叉是如何達成共識的呢？盡管關于硬分叉的協商并無成文規定，而是依照某種社區管理進行，但其流程發生過一次變更，標志性事件是MartinHolstSwende提出了「以EIP為中心的升級」。

聲音 | ETCLabs CEO：基于以太坊的PoW區塊鏈依然有很多的機會 ETC和ETH可以實現互補:7月25日消息，ETCLabs CEO Terry表示， ETC選擇PoS還是PoW，是基于研究和分析，并不是為了追求潮流。ETC團隊廣泛的研究和市場分析表明，基于以太坊的PoW區塊鏈依然有很多的機會，特別是在ETH轉向2.0以后。ETC和ETH可以實現互補，雙方都可以從中受益。[2019/7/25]

代表性硬分叉解讀

歷次硬分叉背后蘊含著一些代表性事件，頗具戲劇性，包括DAO分叉、上海DOS、雙堡奇緣和拆彈危機

DAO分叉

DAO分叉事件是以太坊發展過程中最為深遠的一次事件。由于theDAO的智能合約被黑客攻擊，約360萬ether被黑客盜走，但有28天的凍結時間。在這期間，借助Carbonvote，持幣者表達意愿，以太坊基金會決定將這部分資金轉移到新的智能合約，允許投資者提款。此次分叉產生了EthereumClassic，也引發了大量的社會爭論

硬分叉決策流程變更

硬分叉是如何決定的？實際上以太坊長期缺少成文文檔，更多依賴「社會共識」。EIP-233試圖規范分叉的正式流程，但并未被接受

盡管本文無法展現以太坊社區對硬分叉決策流程的討論，但以太坊的硬分叉決定流程顯然發生過變化。在Berlin硬分叉之前，開發者首先確定硬分叉的時間，再決定要納入哪些EIP，確定之后再進行實現和測試

不是改變的改變

值得一提的是，以太坊的區塊空間上限(Blockgaslimit)并非共識的一部分。礦工有權更改區塊空間上限，每個區塊的上限變化最多為0.1%。不去硬編碼這個數值主要是為了避免潛在的攻擊風險

EIP都在做什么

納入硬分叉的EIP的類型主要包含計費模型變更、新操作碼引入、難度炸彈、經濟模型、預編譯、安全考慮等

計費模型變更

計費模型變更是數量最多的EIP，共有10個，占25.6%。其通過增減操作碼的單價，以平衡gas消耗和實際占用系統資源的不匹配，可消除系統被DOS攻擊的隱患，或是有利于特定類型應用的部署。一部分DOS隱患是因為對系統資源的錯誤估計造成的，EIP-150和EIP-160解決了這個問題；而另一部分DOS隱患則是系統的固有特性，伴隨著狀態數據增長，訪問狀態數據的實際資源消耗也隨之增長，因此需要定期調整相應操作碼的單價，典型的有EIP-1884(我認為寫得最好的EIP之一)

由于以太坊的狀態表示模型，計費模型必須定期調整，這是特性，而非故障

新操作碼引入

共有9個EIP為以太坊虛擬機引入了新的操作碼(不含EIP-1884)，占23.08%。其中比較有影響力的包括EIP-7(DELEGATECALL),EIP-1014(CREATE2),EIP-3198(BASEFEE)等

經濟模型

有4個EIP對經濟模型有影響，2個降低了新區塊獎勵，1個調整了難度計算模型(EIP-100)，此外引發較多爭議的EIP-1559調整了手續費市場

安全考慮

有3個EIP是出于安全考慮的，包括重放攻擊保護(EIP-155)，狀態前綴樹清理(EIP-161)，合約代碼大小限制(EIP-170)

其它

其它EIP還包括網絡協議改進(EIP-8)，增加交易執行狀態接口(EIP-658)，增加新的交易類型(EIP-2718)等。此外，EIP-2包含了Homestead的所有更新，較為復雜

總結

本文介紹了以太坊歷史上的歷次硬分叉，解讀了幾次硬分叉背后的代表性事件，并詳細描述了以太坊硬分叉決策流程向EIP為中心的轉變。文章還深入分析了歷次硬分叉中的EIP所發揮的作用

以太坊即將迎來新的時代，往事涌上心頭，讀者朋友，你有何感受？

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