GAS:解讀以太坊上海升級即將激活的四個 EIP

作者：十四菌，十四君

以太坊巴黎升級之后又一重大更新即將到來——上海升級！目前有著上千專業開發者的以太坊核心社區，從15年走來已經歷經15次主網升級，而這一次上海升級將為鏈上鎖定著的230億美金的POS質押ETH提供解鎖能力，還伴隨有對GAS優化的諸多EIP融入。

隨十四君來深入了解即將主網激活的那些EIP提案的作用、原理、應用方向吧。

本文2300字，閱讀需5分鐘

一、背景

1.1主網升級

以太坊在2015年提出4大階段：前沿、宅基地、大都會、寧靜。眾所周知的是”寧靜”階段的標志也正是2個月前以太坊共識算法從POW算力挖礦全面轉為POS權益質押挖礦，如今的他是即節能又安全且足夠去中心化的首席公鏈。

每次主網升級其命名都是柏林、巴黎、上海這樣的地名，歷史上還有多次主網升級帶來巨大變革

1.2回顧2021年8月5日-倫敦升級

Velo實驗室副董事Beam：解讀Velo收購Interstellar背后布局:金色財經報道，3月17日下午16:00，金色財經與歐易OKEx聯合舉辦“金色財經對話Beam：解讀Velo收購Interstellar背后布局“,邀請Velo 實驗室副董事長 Tridbodi Arunanondchai（Beam）作為嘉賓講述背后故事。

在直播中，Beam表示，Velo的目標是建立一個賦能傳統銀行商業并將其與最新的中心化和去中心化商業相鏈接的橋梁。

在談及本次收購的原因時，Beam解釋道，Velo與Stellar有著共同的目標和愿景，并且雙方在能力上互相補充互相賦能。Interstellar團隊在提供更快、更低廉以及更穩定的給予Stellar網絡的跨境支付方案中有著極深厚的經驗。因此彼此的融合是一個非常自然的選擇。這次合并將使其成為行業里更強、更有影響力的團隊。[2021/3/18 18:56:33]

在區塊高度12,965,000，以太坊完成代號為“倫敦”的硬分叉升級，共涉及五項提案。

動態 | “Ripple取消OTC交易模式”疑似為解讀錯誤，官方尚未宣布此消息:金色此前報道，推特賬戶XRP Research Center今日發推稱：“Ripple將不再支持OTC模式的代幣買賣，即機構購買者想要購買XRP同樣需要在二級市場上購買XRP。經金色查詢，目前Ripple官方目前還未發出取消OTC交易模式的公告。Twitter中提到的交易很有可能是在9月25日Bittrex與UPbit的合作關系破裂之后，雙方之間進行的正常資金返還。[2019/10/30]

最有影響的是啟動了EIP-1559，他由以太坊創始人Vitalik·Buterin提出，從此以太坊上的每筆交易都將燃燒基本gas費用，這會自動減少ETH的流通供應量，使以太坊代幣從此進入通縮時代舉個栗子。

EIP-1559改變了價高者得的Gasfee計算邏輯，之前用戶為了讓礦工及時打包自己的交易，需要加價支付礦工費，出價越高，被優先打包的概率越大，在一定程度上會造成Gasfee的無限增長升級后，交易手續費分成了基礎費和小費，小費給礦工激勵競價出塊，基礎費會銷毀。雖然依舊有競價出塊的部分，但礦工收益大約下降20%，而經濟模型也轉為通縮式。

動態 | 紐交所為Bakkt測試舉行啟動儀式 外媒解讀此舉表明監管機構已為Bakkt開綠燈:據Trustnodes消息，比特幣結算期貨平臺Bakkt將于7月22日開始測試。7月18日，紐約證交所(NYSE)董事會已舉行比特幣結算期貨啟動儀式。區塊鏈投資基金Pantera Capital首席執行官Dan Morehead表示在Bakkt數字資產峰會(Bakkt Institutional Digital Asset Summit)上表示:“我們坐在紐約證交所的董事會會議室里——這是比特幣的第一次。”Trustnodes評論稱，到目前為止，峰會沒有取得什么成果，也不清楚是否有媒體受邀，但此次活動的舉辦表明，經過數月的漫長過程，Bakkt目前正在推進比特幣期貨的測試工作。Bakkt已經通過自我認證獲得了美國商品期貨交易委員會(CFTC)的批準，經過長時間的談判，舊的規章制度得到了政策上的調整。[2019/7/20]

本質上，1559的設計發揮了次高價競價模式的優勢，最終會讓同一區塊內所有交易支付的價格基本一致，對用戶更公平

動態 | 律師解讀《區塊鏈信息服務管理規定》：部分要求在現階段實施條件尚不成熟:2月14日，微信公眾號“京都律師”刊文指出，《區塊鏈信息服務管理規定》的部分條款偏向于原則性規定，且部分要求在現階段實施條件尚不成熟，可操作性值得商榷，有以下幾點可供探討和完善： 1.區塊鏈信息服務提供者的概念并未完全明確； 2.區塊鏈信息服務提供者的技術標準并不明晰； 3.區塊鏈信息服務提供者的安全評估流程并未說明； 4.行業自律條件尚不成熟。[2019/2/15]

二、上海升級

為何如此急迫？

在過往，一兩年才進行一次重大升級是常事，合并共識轉換這樣的重量級升級都會提前測試網穩定運行1-2年后才會真正步入主網升級，那為什么這次上海升級如此急迫呢？僅僅2月后就基本定案要囊括的EIP呢？

核心因素是，合并后以太坊網絡上的所有交易將不再由能源密集型的“礦工”驗證，而是由已存入或質押大量ETH的個體和組織“驗證者”進行驗證。那對于驗證者而言，他們質押的ETH可以生成和收集新的ETH，這些所謂的“新ETH”就是他們證明驗證交易和保護網絡的獎勵。

今晚朱濤做客《金色講堂》解讀區塊鏈產業生態:4月12號晚20:00，《金色講堂》邀請中國高科技產業化研究會區塊鏈產業聯盟理事長、世界區塊鏈組織副總干事朱濤先生前來對目前區塊鏈技術的國際化出路進行講解，針對區塊鏈如何有效實現產業應用的方向進行分享，讓學員深入了解技術的的最終歸宿是什么。[2018/4/12]

但目前的以太坊，只能存入ETH但不能提取ETH，質押總價值接近235億美元，都被“被困”在以太坊網絡上。

如果不盡快開放解除質押功能，則質押ETH的吸引力將大打折扣，后續也就不會有那么多人進入以太坊網絡，這無疑會對以太坊的未來發展和網絡安全產生巨大影響。

三、詳情解讀

根據10-28號最新github提交的上海升級記錄

3.1EIP-3651：更溫暖的COINBASE

他是什么？

這標題的翻譯確實很讓人迷惑，這里的COINBASE并不是交易所的那家公司，而是來自比特幣的概念，即區塊中的第一筆交易是筆特殊交易，稱為創幣交易或者coinbase交易，這種交易早期設計用于礦工打包收集挖礦的gas小費收入。

溫暖的和寒冷的，其實指的是此執行此交易時候是否有預先加載，影響礦工打包coinbase交易的gas費。

如果無預先加載，是寒冷的，則gas費更高如果有預先加載，是溫暖的，則gas費更低

有什么用？

現在礦工打包的交易可能可以用作更多用途，比如ERC-4337中用于收集用戶簽名后，批量實現交易，其次也可以用同類原理來實現多種代幣結合邏輯的元交易支付等。

在EIP-3651之前，更激勵用ETH的支付方式

在EIP-3651之后，更激勵用ERC20的支付方式

總之，是一個影響激勵的交易類型的提案

3.2EIP-3855：新增PUSH0指令

他是什么？

對于EVM即以太坊虛擬機中，設計有多種指令，但是之前缺少設計了push0即針對0這個數值的壓入堆棧的操作指令，而此EIP則新增了PUSH0(0x5f)指令，它將常量值0壓入堆棧，該指令的需要2gas

有什么用？

原先沒有push0時導致的是，有一些依賴于0做偏移量的操作，比如遠程call調用與返回，則有很多參數是0，原先要操作0，只能使用指令PUSH10，這個操作要消耗3個gas，其次push1和0各占一個初始化代碼的字節存儲，導致的是部署此合約的成本也高了2*200gas

該EIP還統計了因此的gas損失：在現有賬戶戶中，有340,557,331字節浪費在PUSH100指令上，意味著部署損耗達68,111,466,200gas

總之，是一個降低無意義的GAS消耗的提案

3.3?EIP-3860：提高初始化的代碼量限制

他是什么？

合約部署時候，有個初始化代碼的大小，基于EIP170是限制了initcode大小為24576，而如今則是將initcode的最大大小限制提升為49152即翻倍，并為每32字節的initcode塊應用2的額外氣體成本

有什么用？

顯然，更大的代碼容量，可以讓智能合約系統做更多的事情，目前代碼僅24kb的規模導致很難用一個合約去實現系統，原先的臨時解決方案都是分多個合約部署，然后互相相互調用，但顯然跨合約引用是個高gas成本的事情。

總之，是一個提高智能合約系統上限以及降低gas消耗的提案

3.4EIP-4895：信標鏈將提款作為操作指令

他是什么？

可以說，這是本次上海升級的核心。從結果上講，實現的是質押的ETH提款操作，而實現方式是引入了系統級的指令withdrawal基于信標鏈的信息，無條件地直接控制指定地址的ETH余額。

執行提現操作的方法有很多種，本次的提現操作的特點如下

本身是由系統來發起，而不是用某個用戶發起，更簡潔易于審查

無gas費消耗，系統發起受到共識層提款限額的控制，無需再用gas來做抗dos防護直接更新執行層的余額，無EVM執行過程，采用最簡實現策略。

有什么用？

別忘了，現在還有1400W個，合計價值235億美元的ETH被質押“困在”以太坊信標鏈里。

四、后續以太坊的重心在哪？

下圖是近期以太坊創始人VitalikButerin發布的最新路線圖，圖中綠色部分代表推進的進度，可以看到還有大量圍繞性能、安全隱患、隱私、賬戶體系AA的目標已經找到實現路徑

附錄

https://www.youtube.com/watch?v=CcL9RJBljUs&t=336s

https://docs.google.com/presentation/d/1N6aX-GE-kus73vlq-v7D-z2iwUI4N4ss1tiPamfoTi4/edit#slide=id.g1231e3828e8_0_89

https://twitter.com/EthereumCN/status/1588825937629835265

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