以太坊:上海升級：以太坊最新技術路線深度解析

原文：https://foresightnews.pro/article/detail/31283作者：HashKeyCapital制作的《HashOut42》首期播客節目轉自：ForesightNews

DVT分布式驗證器技術、提升BLS簽名效率將有效降低以太坊質押門檻

主持人：Siya嘉賓：陳昶吾、ZeqingGuo整理：PengSUN，ForesightNews在HashKeyCapital制作的《HashOut42》首期播客節目中，imToken首席科學家陳昶吾和HashKeyCapital高級技術研究員ZeqingGuo將繼續圍繞上海升級，結合此次升級的背景、目的和技術路線，深度思考上海升級可能會對以太坊生態帶來的影響。

Siya：上海升級對質押者或stETH質押代幣的持有者有什么風險？在此期間需要注意哪些方面？

ZeqingGuo：我就是一個質押者，所以也很關注上海升級可能會造成的影響。我認為大多數質押者最關注的是提款地址的更新。在上海升級之前，以太坊質押協議的質押地址使用BLS地址，它跟以太坊地址完全不同，需要手動保存對應的公私鑰對。但是以太坊經過幾輪迭代后，產生另一種地址，質押者可以把質押的以太坊解除質押提款到一個以太坊正式存在的地址，即0xAA類型地址。

因此，現在以太坊的質押協議上存在這兩種地址。第一種BLS的地址現在已經不建議使用，如果當時質押填的是BLS地址，那么有一次機會把它從BLS地址升級成一個正常以太坊地址，如果不升級，可能無法提幣。如果升級時輸錯以太坊地址，那么幣也會丟失。當然，這并不是必須要在上海升級前完成，隨時都可以升級，但只有一次機會，這個是我作為質押者最關心的一件事。

其次，作為質押者，要及時更新客戶端。如果沒有升級到最新的客戶端，可能會造成一些比較嚴重的后果，譬如跟不上網絡等等。其三，對于stETH持有者還有一層風險，一些stETH大戶擔心解除質押之后，很多人提幣會導致以太坊價格下跌，因此他們會選擇在這個時間點把自己手上的stETH全部賣成以太坊，這就可能導致stETH匯率下跌很多。這對小散戶可能沒有什么影響，但如果對一些持有stETH的機構來講，實際上就相當于它的代幣在浮虧。這就是價格方面的風險。

上海升級后已凈提款超50萬枚ETH，約85萬枚ETH等待提款:金色財經報道，Token.Unlock數據顯示，以太坊完成上海升級后至今，已凈提款超50萬枚ETH。此外Nansen統計數據顯示，目前約85萬枚ETH等待提款，其中待提款的實體中Kraken占比約46.3%，位列第一。[2023/4/16 14:06:40]

陳昶吾：我同意郭老師的觀點。首先，我認為對于所有的質押者來講，上海升級之后提款地址更新是最重要的一件事。從整個系統實現來看，這叫做BTECmessage。那么，為什么會有地址需要改變？在當年以太坊生態的路線圖中，以太坊2.0當時被認為是一個新的網絡，所以在設置這個地址時有兩個不同的方向，因為未來究竟如何并不確定，所以設置的不是EOA地址。回到當下，TheMerge之后，以太坊主網與過去以太坊2.0現在是同一個網絡，并且執行層上又是一個EOA地址，所以這時我們需要把地址重新設回到EOA可提領的地址，因此導致了這次的升級。

關于提款地址，大家接下來要小心三個方面。第一是剛剛郭老師提到的，整個設置只有一次。由于剛剛提到BTECmessage不需要支出任何的交易手續費，所以如果允許任何人都可以任意更改地址或允許無限次更改地址，網絡可能會面臨被二次攻擊的風險，基于這一原因，地址設置只有一次。其次，提款地址設置好以后，可以在beaconcha.in等瀏覽器上看到提款地址，地址開頭是0x01，如果開頭是0x00，需要從BLS當年派生的這個地址更換成EOA地址。第三是可以觀察的現象點。以太坊PoS質押中包含WithdrawalKey與ValidatorKey。

WithdrawalKey最重要，因為這是質押者真正用來提取本金與獎勵的密鑰。ValidatorKey主要是客戶端用來參與共識機制簽署鏈上操作所需要的密鑰。兩年多以來，一定會有用戶遺忘密鑰，或當初保管密鑰的方式不夠好，而這次BTEC信息只有一次設置機會，因此有些黑客在Epoch生效之后會比原先質押的用戶更快地升級地址。因此，如果當年密鑰沒有保管好，或者認為自己密鑰的助記詞可能遺失或泄露，建議在Epoch之后盡可能快地更換地址，因為只能換一次，如果被黑客換了，風險就會在自己身上。

dForce創始人Mindao：上海升級標志著以太坊原生利率政策的確定:金色財經報道，dForce創始人Mindao發文稱，ETH提現拋壓分析都試圖通過量化去分析質變事件，必然是謬以千里；提現是完成以太坊貨幣政策確定性的關鍵事件，不是簡單加息、減息的市場操作；它標志著以太坊原生利率政策的確定，也是crypto的原生利率市場和美元利率政策分庭抗禮的起點。

此前他曾表示，上海升級后，ETH有幾個基本面變化：（1）不確定性消除，愿長期質押的人會增加，ETH的凈質押率預計會從現在15%到40%+；（2）質押的ETH從股權性質變債權性質，LSD們的流動性優勢沒那么明顯，節點質押的ETH會變成類零息債券，面值折扣大概0.08%，節點多元化會打破LSD龍頭的壟斷；（3）ETH經濟模型完成閉環[2023/4/14 14:02:49]

Siya：自從上海升級這個概念出來以后，很多人都在討論Staking、LSD這些新風向。兩位認為上海升級是否會催生出更多的新項目或新生態？

陳昶吾：上海升級之后會催生出一些新項目和新生態，這是毋庸置疑的。對比一下過去PoW網絡與現在PoS網絡，PoW網絡有礦池、礦機，有很多圍繞著PoW共識算法衍生出來的項目、生態或角色。同樣，在PoS之后，一定也會衍生出一些圍繞著PoS的新項目、新生態。從共識獎勵來看，假設上線率或客戶端的可用性基本上都正常的情況下，目前一個穩定質押者的年報酬率大概是4%，這是基于目前56、57萬左右的質押人數計算而成的。回到PoS共識算法的經濟模型，要思考的問題是如何提高區塊獎勵或質押獎勵。

第一種情況是MEV機器人，在MEV狀態下，出塊者有權對交易進行排序，產生MEV收益，這些中間的交易手續費會歸于質押者所有。換言之，質押者不僅可以獲得原本4%的收益，還可以因出塊而獲得額外的交易手續費獎勵。所以，圍繞MEV的模型，未來一些專業的套利者與區塊構造者Builder可能會組成聯盟，大家相互合作，在對交易進行排序之外，榨取出利益。

以太坊上海升級硬分叉定于2023年3月進行，將釋放信標鏈質押ETH提款:12月8日消息，以太坊開發人員在周四的以太坊核心開發者會議中敲定上海升級硬分叉于 2023 年 3 月進行，將釋放信標鏈質押的 ETH 提款。開發人員還同意在上海升級中解決 EVM 對象格式 (EOF) 的實施問題。

上海升級中的以太坊改進提案包括 EIP 3540、EIP 3670、EIP 4200、EIP 4570 和 EIP 5450。會議還提到，若 EOF 問題因實施復雜而無法在下一次 All Core Developers 電話會議上進行，開發人員同意將 EOF 推遲到秋季，因此將不會延遲質押 ETH 的提款。[2022/12/9 21:32:21]

其次是如何讓客戶端的穩定性變得更好。假設你本來就是一個開發者，你也很熟悉如何跑這個軟件，但如果服務器無法穩定出塊或投票時，就會遇到我們剛剛談到的一些懲罰性的行為。就此而論，除了讓小散戶可以用更少的ETH參與到PoS網絡的機制之外，還要確保客戶端的穩定性，所以我們認為未來會出現很多實現去中心化驗證節點的機制。在TheMerge之后，Vitalik所提到的路線圖也有提及這一點。

其三是再次提升BLS效率。因為BLS簽名方案的最優點是能夠支持簽名聚合，而聚合的好處是假設有100個簽名，過去每一個簽名都要驗證一次，其實這是非常耗費時間與機器運算的。但是如果能夠把100個簽名聚合成一個簽名，相較于原本要驗100次而言，現在只需要驗一次，而且這一次的背后代表是100張的投票，實際上處理信息的效率就提高了，信息效率的提高會影響到共識層信息的交換或驗證的效率。為什么過去設置32枚ETH限制？

因為出塊時間是12秒，但是用來構造區塊與用來驗證每一筆交易里的簽名都需要時間，譬如網絡傳輸的時間、簽名校驗的時間、驗證交易的時間等等。從物理時間來看，出塊時間必須要小于12秒。如果效率不高，100個簽名會消耗1秒，也就無法提升能夠處理的信息數量。因此，如果能夠提升BLS簽名的效率，我們就可以把32枚ETH準入往下再降一級，這樣就有助于提升更好的門檻。

10月27日舉行的以太坊核心開發者會議將討論上海升級的規劃:10月10日消息，以太坊核心開發者Tim Beiko在Mirror上發布關于以太坊核心開發者會議最新更新，關于上海升級，共識層方面，預計將包括信標鏈的ETH提款，以及潛在的EIP-4844，在執行層方面，上海升級已經有幾個EIP正在考慮中。下一次以太坊核心開發者會議（AllCoreDevs）將于10月27日舉行，主題為對上海升級的規劃。

此外，Kiln測試網已于近日關閉，Ropsten測試網關閉日期為2022年12月，Rinkeby將持續到2023年年中，但不會應用于任何倫敦硬分叉后的網絡升級，包括The Merge，基礎設施和工具提供商現在開始取消對這些網絡的支持，并需要遷至Goerli或Sepolia測試網。[2022/10/10 12:51:52]

ZeqingGuo：我從兩個方面來分享我的看法。第一個方面就是從以太坊的集體收益來講，集體收益是什么意思？如果大家經歷過DeFiSummer，可以意識到過去整個以太坊上DeFi的創新，其基底很大程度上都是Curve的穩定幣收益。什么是Curve的穩定幣收益？這里有兩個點，其一是Curve代幣經濟模型會不斷地給Curve穩定幣的池子空投代幣獎勵。譬如，在里面存入1萬美元代幣，每一個區塊會得到0.001個Curve，獎勵會隨著區塊往上增加，這是一個很穩定的收益獎勵，當時的收益率至少有10%。

其二，因為這是一個穩定幣池子的收益獎勵，穩定幣都是USDT、USDC，相比一些高波動的資產，收益非常安全。這兩個點決定了后面DeFiSummer之后各種各樣的創新，它們的底層基本上都是Curve的穩定幣收益。因為在別的協議做一些創新時，會考慮協議的安全，以及協議如何給用戶更多的收益，這兩點考慮下來能選的協議只有Curve。因為Curve既安全，又有一個基底很穩定的固定收益。

以太坊上海升級最早或于10月啟動:3月19日消息，以太坊開發者目前正就上海升級的優先級問題進行討論。其中一種選擇是，上海升級將作為另一項功能分叉進行啟動，其中包括倫敦升級中未包含的EIP。另一種選擇則是采用VitliakButerin的快速合并提案，將上海升級作為Eth1<>Eth2的合并。如果采用第一種，將上海升級作為功能分叉啟動，那么可能會在2021年10月啟動。如果是后者，則會推遲至更遠的時間啟動。

上海升級是繼倫敦升級之后的以太坊硬分叉升級。上海升級可能包含未進入倫敦升級的EIP，因為倫敦升級只會進行少量更改（延遲難度炸彈和EIP-1559），以最大程度地減少升級的復雜性。上海升級EIP可能包括3298（消除SSTORE和SELFDESTRUCT的gas退款）或3322（有效的gas退款）。[2021/3/19 18:59:26]

舉例而言，開啟DeFiSummer黃金時期的協議YFI就是在Curve上在做了一層，2021年最出名的幾個協議，譬如Mean、Convex、Olympus等實際上都跟Curve息息相關。后來DeFi創新的熄火主要也是因為Curve的熄火，Curve的幣價一直漲不上去，增發也在慢慢減少。目前，Curve上持有的穩定幣收益可能已經在1%以下，再在上面做創新也給不了用戶很高的收益率，從而導致整個DeFi的熄火。

以太坊的上海升級之后有什么好處呢？我們可以對比一下Curve。其一是穩定的集體收益。包括3.5%左右的共識層收益與1%左右的MEV收益，總計4.5%左右的集體收益比現在Curve高很多。這還是熊市期間的收益，牛市時可能會更高。其二是足夠安全，像當年Curve的穩定幣池子一樣，由以太坊共識來保證以太坊的存取，用戶可以存入以太坊，上海升級之后又可以取出來。因此，我認為以太坊上海升級具有與當時Curve誕生DeFiSummer進行對比的意義，在這上面會出現很多的套娃和增強收益的產品。

除了收益端，還有如何保證以太坊網絡的去中心化，它可能催生什么新項目，這一點剛剛昶吾老師也提到了很多。我們認為，現在以太坊的質押模型不夠去中心化。其一是Lido、Coinbase等大的質押商，無論是公司還是DAO，都是將用戶的資金拿去鏈上質押，用戶資金的調配由Lido和Coinbase控制。

其次，RocketPool這類去中心化協議存在很大的資金利用率問題，即每個Rocket運維節點都需要存入16枚ETH與10%的LP，這樣才可以運行一個節點。可能整個地球上有質押運維能力的人很多，但是有16枚ETH與對應數量LP的人并不多，因此很難實現網絡擴容以滿足用戶在該協議中進行質押的需求。除了這兩種路線的話，暫時還沒有看到第三種。那么，這里就存在很大的問題，即如何能夠降低運維節點的成本，譬如一個持有1、2枚ETH的小碼農可以運行一個節點參與共識，并且能夠給Lido提供質押服務。如果能夠實現，網絡的去中心化能力會比現在大大增強。

這不僅對以太坊網絡有好處，同時對Lido或者Coinbase這些協議本身也有好處。因為不是去中心化的協議首先會受到很大的監管壓力，其次還會面臨很強的社區壓力，因為社區會質疑這種將用戶資金聚集起來的像礦池一樣的中心化模式。這些協議其實面臨著雙方的壓力。

因此，無論從網絡安全方面的需求還是項目方本身的壓力，我都覺得這個方向會產生很多新的項目。現在有兩個能夠看到的方向，一個是DVT分布式驗證器技術，這是一個可以幫助持有1、2枚ETH的用戶完成質押的關鍵技術。還有一個很重要的點是BSL聚合簽名，能夠讓每一個質押節點不用再存入32個以太坊。

Siya：最后，可以展望一下以太坊下一次重大升級——坎昆升級，兩位老師認為有哪些值得我們留意的看點？

陳昶吾：我覺得坎昆升級中比較重大的應該是EIP-4844，它主要是針對接下來的Layer2、特別是Rollup。Rollup分為ZKRollup與OptimismRollup。OptimismRollup需要把二層網絡的數據寫回到主網上，ZKRollup也是一樣，但是在calldata上的成本還是相對比較高，因為過去的主網不是為了寫這些數據而使用的。EIP-4844會引入一種新的Blobtransaction，這是一種新類型的data，主要就是存放由Layer2特別是Rollup存入的一些data，如果未來要去校驗整個狀態的一些計算時，有資料可以使用。

這會帶來一些改變，這些改動可能就包含Layer2，可能大家會認為Layer2交易已經足夠便宜，可是相較于主網，整體成本還是不夠低。如果Rollup要更普及，或是讓大家更容易接受，勢必就要像過去的網絡一樣，當頻寬越高、成本越低時，才會加速普及。因此，我們認為EIP-4844引入后會降低Layer2成本，成本的降低就會反映在接下來的生態運行中。

譬如，大家最近經常聽到EIP-4337賬戶抽象，賬戶抽象在引入新的Rollup之后，因為賬戶抽象本身屬于合約賬戶，而每個智能合約最主要的開銷就是合約上計算的這些計算量的Gas有多少，相較于原本一般的交易，也就是21000gas，合約交易一定是比較高的。但是在引入EIP-4844以及data成本大小降低之后，合約賬戶的成本就更低。

這不是指它在主網上會變得更好，而是指在Layer2上，從錢包或賬戶上來看，或從Layer2接下來的整體生態以及整個系統的元件構建來看，它都會變得比以前更好。因為Layer2過去的成本還可以，不是太好，只能說合理，但有了EIP-4844之后，如果可以實現大幅度降低成本，接下來Layer2上面的生態普及與落地會變得更加簡單。

ZeqingGuo：我主要關注的也是EIP-4844，可以補充一下這方面的內容。剛才講的內容總結一下，EIP-4844最重要的點就在于它讓Rollup成本可能會降到現在的1/4，這個數字是隨口說的，但確實可以大幅度降低成本。

它是如何降低成本的？首先，Rollup往鏈上傳的數據實際上是Rollup在Layer2網絡上壓縮完的交易數據，這些壓縮的交易數據存放在Layer1網絡可以做一些驗證工作。因為如果這是一個實時需要使用的數據，它不僅僅需要做驗證，而且下一個區塊都要根據整個Rollup中的交易數據來計算出哈希值。如果高頻使用，則不能壓縮數據。

之所以可以壓縮，就是因為這個數據不常使用，可能寫上去一次之后，在很久遠的時間點，如果大家要去做一個驗證，再把這個數據解壓縮去驗證一下。所以，EIP-4844認為，反正這個數據在讀取它的時候是個不平凡的事件，那么不僅可以做壓縮，還可以做絕一點，把它存入一個開銷很小的存儲單元中。

譬如，能不能把它存在硬盤內而不是內存里，盡管之后訪問這個數據會變得很慢，但同時存儲成本也會降低很多。想象一下，電腦內存只有16G，但是打個游戲，筆記本電腦的存儲空間可能有1T，1T相比16G，至少有16倍以上的增長空間。

因此，如果我們不把壓縮過的交易數據放在內存，而是放在硬盤中，那么整個存儲成本就會大大降低。這樣做的主要原因就是讀取這個數據時是不平凡的，既然已經把它壓縮了，那么存放在慢點的地方也無所謂。

這就是EIP-4844的基礎想法，個人認為這個想法還是挺巧妙的，確實是對整個以太坊協議的很大改進，現在主要是給Rollup使用，但我認為未來會給一些跨鏈橋使用，甚至做一些更加復雜的生態應用。總體來說，我覺得EIP-4844升級的意義非常大，可能不亞于以太坊支持提款的意義。

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