以太坊的硬分叉升级——君士坦丁堡

发布时间:2020-09-09

摘要

12 月 7 日周五 14:00 UTC 时间(北京时间 22:00)举行的核心开发者会议上,以太坊的开发团队成员就君士坦丁堡硬分叉的激活时间达成了一致,将以太坊区块链 7,080,000 区块作为激活点,根据当前出块速度大约在 2019 年 1 月 16 日左右(区间在 14-18 日),具体时间将在 1 月 10 日的时候计算会更加精准,更多细节社区还将在每周开发者周会上继续讨论。

当前具体变化涉及 5 个 EIP:EIP145,EIP1014,EIP1052,EIP1283,EIP1234,其中 EIP1234 将可能是最有争议的提案,涉及挖矿奖励从 3 个 ETH 降低到 2 个,存在类似 BCH 社区内部分裂的潜在威胁,不同的是 BCH 是两个技术团队分裂,同时两个技术团队分别有矿场支持,而以太坊这次升级如果发生分裂只可能是技术社区和矿工之间的分裂,也会是技术团队和矿工治理的一次实验。

目前升级才刚刚确认时间,相关信息很早之前大家也都知晓并在测试网运行了一段时间,技术社区每周视频会议都会进一步讨论君士坦丁堡升级的话题,临近时估计所有的目光将转移到以太坊的矿工们,需要密切关注,从目前信息看并未有矿工表示反对,大概率会像上次拜占庭升级一样平稳过渡。


报告正文 

1. 背景介绍

2015 年 7 月 30 日下午 3 时 26 分(UTC),以太坊第一个创世区块诞生,在以太坊的整个生命周期里,代码的迭代也在同时进行以提高系统性能,主要分成四个阶段:Frontier(前沿)、Homestead(家园)、Metropolis(大都会)和 Serenity(宁静),前三个阶段以太坊共识算法采用工作量证明机制(POW),在第四阶段计划切换至权益证明机制(POS)。

Frontier(前沿)阶段始于 2015 年 7 月 30 日,该阶段用途是:将挖矿和交易所交易运行起来,建立一个让人们可以在里面测试分布式应用(DApps)的应用。

2016 年 3 月 14 日,以太坊发布 Homestead(家园),与前沿相比,家园没有明显的技术性变革;以太坊提供了图形界面的钱包,易用性得到改善,普通用户也可以方便地体验和使用以太坊。

而 Metropolis(大都会)旨在将以太坊的共识算法将会从工作量认证(PoW)转变成工作量认证和权益认证(PoS) 的混合共识算法,以提高整个以太坊区块链效率、降低费用,并最终过渡到第四阶段的纯权益共识算法。它实现起来较为复杂,所以又分成拜占庭(Byzantium)和君士坦丁堡(Constantinople)两个硬分叉升级。

2017 年 10 月 16 日,以太坊按照原定计划于第 437 万个区块高度进行了拜占庭的硬分叉,而这一次确定的就是君士坦丁堡的硬分叉升级时间。

当时,拜占庭升级将为以太坊平台引进 9 大关键改进协议(EIP),硬分叉后具体变化有:

· 增加‘REVERT’操作符,允许处理错误不需要花费掉所有的 gas(EIP140)
· 现在交易接收方可以包括一个状态字段,用以指出交易成功还是失败(EIP658)
· 在 alt_bn128 (EIP196)和配对检查上(EIP197)增加椭圆曲线和标量乘法,允许 ZKSnarks等
· 支持大数模幂(EIP 198),实现 RSA 签名验证和其它加密应用。
· 支持可变长度返回值(EIP211)
· 增加‘STATICCALL’操作符,允许对其它合约进行非状态改变调用(EIP214)
· 修改难度调整公式,将叔块计算在内(EIP100)
· 冰河期/难度炸弹延期一年,区块奖励从 5 个以太坊降到 3 个以太坊(EIP649)

2. 以太坊社区治理方式 

开发者大会算是以太坊聚集全球以太坊爱好者,对项目进行“头脑风暴”的创意碰撞的方式之一。该活动从 2014 年第一次小型会议开始,影响力正逐渐扩大。

DEVCON 0:2014 年 11 月,以太坊在柏林举办了第一次小型开发者会议;

DEVCON 1:2015 年 11 月 9 日到 13 日,以太坊在伦敦举行了为期五天的开发者大会,吸引了全世界三百多名开发者参加;会上选定第三次开发者大会(DEVCON 2)于 2016年 9 月份在上海举行。

DEVCON2:2016 年 9 月 19 日至 24 日,近 1000 多名与会者齐聚上海,围绕以太坊工具及开发、以太坊安全及应用和以太坊生态及展望进行探讨。

DEVCON 3:2017 年 11 月 1 日,以太坊开发者大会在墨西哥的坎昆召开,历时 4 天,全球以太坊开发者、投资者与爱好者讨论关于以太坊的可扩展性、安全性以及隐私性等问题。会上,Vitalik Buterin 提出了 Casper、Sharding 和其他的一些协议更新的议题,正式将分片拉入人们的视野。

DEVCON 4:2018 年 10 月 30 日至 11 月 2 日,以太坊开发者大会在布拉格召开,主要议题分成 Scalability、Secutiry、Privacty、Developer Experience、UX&Design、Society&Systems 六个主题。会议从 ETH2.0 的历程,Layer 2 和 Layer 1 分层结构、以太坊的第四阶段 Serenity(宁静)的 P2P 网络设计等角度进行了比较详细的介绍和讨论。该次会议详情可在火币研究院内参技术周报第 6 期第 44 周查阅,同时在第 3 期第 41 周、第4 期第 42 周及第 7 期第 45 周均对 ETH2.0 给出了渐进明细的介绍。

除了开发者大会,以太坊社区每周还有视频会议,每次会议时会确定下次周会的议程和具体时间,会在以太坊 Github 中提前公布出来,本次君士坦丁堡的硬分叉升级时间的确认就是在 12 月 7 日周五 14:00 UTC 时间(北京时间 22:00)举行的核心开发者会议上,以太坊的开发团队成员达成了一致,将以太坊区块链 7,080,000 区块作为激活点,用户可以自行选择升级到新代码。简而言之,如果用户选择通过升级软件来接受变更,则更新将在新区块被挖掘出来时生效。

3. 君士坦丁堡硬分叉升级

本次君士坦丁堡硬分叉升级最初定于今年11月份,最新确认为以太坊区块链7,080,000区块,根据当前出块速度大约在 2019 年 1 月 16 日左右(区间在 14-18 日),具体时间将在1 月 10 日的时候计算会更加精准。具体变化涉及 5 个 EIP:EIP145,EIP1014,EIP1052,EIP1283,EIP1234。 



其中:

EIP 145:给 EVM 增加移位相关指令,包括左移 SHL,逻辑右移 SHR,算术右移 SAR
EIP 1014:产生合约地址的一种新规则,与状态通道有关。规则为 keccak256( 0xff ++address ++ salt ++ keccak256(init_code)))[12:]
EIP 1052:为 EVM 增加 EXTCODEHASH 指令,这个指令可以获得一个合约 bytecode的 keccak256 的 hash 值。
EIP 1283:修改 EVM 的 SSTORE 指令 gas 计算方式,预计会减少许多合约的 gas 消耗,需要硬分叉支持
EIP1234:将是潜在最有争议的提案,也需要硬分叉支持,它包括难度炸弹(DifficultyBomb)协议推迟 12 个月和挖矿奖励调整,难度炸弹使挖矿难度随时间推移越来越高,挖矿奖励调整将挖矿奖励从 3 个降低到 2 个。

不难看出,由于本次升级涉及挖矿奖励的降低,存在类似 BCH 社区内部分裂的潜在威胁,不同的是 BCH 是两个技术团队分裂,同时两个技术团队分别有矿场支持,而以太坊这次升级如果发生分裂只可能是技术社区和矿工之间的分裂,也会是技术团队和矿工治理的一次实验。我们都知道,以太坊社区在 2016 年 7 月曾发生过 DAO 事件分叉出 ETH 和 ETC,所以在分叉治理上经验还是挺丰富的,目前升级才刚刚确认时间,相关信息很早之前大家也都知晓并在测试网运行了一段时间,技术社区每周视频会议都会进一步讨论君士坦丁堡升级的话题,临近时估计所有的目光将转移到以太坊的矿工们,需要密切关注,从目前信息看并未有矿工表示反对,大概率会像上次拜占庭升级一样平稳过渡。 


2016 年 6 月,以太坊上的一个去中心化自治组织 The DAO 被黑客攻击,市值五千万美元的以太币被转移。2016-07-20 以太坊进行硬分叉,所有的以太币(包括被移动的)回归原处,目前,以太坊的“官方”版本 ETH,是由其原始开发者进行维护的;以太经典 ETC 则是由一个全新团队进行维护。这是第一次主流区块链为了补偿投资人而通过分叉来变更交易纪录。分叉以前就持有以太币的人在分叉后会同时持有 ETH 和 ETC,存在交易所或在线钱包中的以太币也不例外。这一次事件以太坊社区采用了投票的方式来进行决策。

4. 相关链接

https://www.youtube.com/watch?v=V4sAl-B8yZU(会议视频)
https://github.com/ethereum/pm/issues/64(会议安排)
https://github.com/ethereum/pm/wiki/Constantinople-Progress-Tracker(君士坦丁堡进展追踪)

作者:袁煜明,刘洋、邓小聪 。


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