以太坊:以太坊協議層的七年之變

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

以太坊客戶端Geth發布v1.9.25版本Marljeh:12月11日，以太坊客戶端Go Ethereum（Geth）官方宣布已正式發布Geth v1.9.25版本Marljeh。該版本是維護版本，針對此前版本做了一些改進，并針對LES服務器做了安全修復。[2020/12/11 14:55:57]

歷次硬分叉介紹

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

美國法院：以太坊開發者Virgil Griffith對其指控的駁回動議無效:根據美國紐約南區11月19日提交的法庭記錄，檢察官認為以太坊開發者Virgil Griffith于10月22日駁回對他的指控是“無效的”。此前消息，去年11月29日，紐約南區美國檢察官辦公室和聯邦調查局宣布，已逮捕并指控以太坊開發者Virgil Griffith違反美國制裁法。罪名是聯邦政府指控他于4月非法前往朝鮮，并在“平壤區塊鏈和加密貨幣會議”上作了陳述。今年7月份，Virgil Griffith仍在尋求紐約南區法院以外的審判地點。今年10月份，Virgil Griffith提出動議以駁回違反美國制裁法的指控。[2020/11/23 21:44:19]

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」。

以太坊智能合約自動執行工具GelatoNetwork上線主網:以太坊智能合約自動執行工具GelatoNetwork上線主網，作為一個經過審核的智能合約協議，它允許開發人員自動執行用戶交易，無需運行任何底層服務器基礎架構，GelatoNetwork的設計目標是激勵一個開放和去中心化化的網絡中繼器自動化智能合約執行且抗審查。GelatoNetwork是以太坊零編程自動化工具GelatoAlpha版Gelato.finance背后運行功能，今年2月，由Gnosis生態基金和MetaCartel資助的Gelato團隊正式公開首個工具GelatoFinance，這是一個無需編程就可以創建基于以太坊的自動化程序的工具，Gelata的目標是幫助用戶全天候自動執行基于以太坊平臺的任務，用戶可通過Gelato創建自己的以太坊機器人，類似于互聯網的IFTTT。目前，GelatoFinance功能已被棄用。[2020/7/4]

代表性硬分叉解讀

聲音 | BitTorrent創始人：以太坊分片只是進一步重新定義“全節點”:據AMB Crypto今日消息，針對以太坊分片，BitTorrent創始人Bram Cohen認為，分片并不是區塊鏈可伸縮性的唯一選擇，Cohen分析稱：“以太坊關于分片的提議進一步打破了這一點，它本質上要求礦工擁有所有分片，這……不是分片，它只是重新定義了全節點，意味著全節點的職能被弱化。”[2019/11/25]

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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