ETH记事录 | 解读君士坦丁堡升级之路

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以太坊开发始于2013年年底。2014年1月,创始人Vitalik
Buterin(V神)在美国佛罗里达州迈阿密举行的北美比特币会议上正式宣布了以太坊。早在以太坊设计之初,创始人们就为项目发展完成了路线规划。为了使网络的功能更好地满足这一目的,在开发过程中以太坊将进行了四次主要升级,即:前沿(Frontier)、家园(Homestead)、大都会(Metropolis)、宁静(Serenity)。网络测试:奥运会(Olympic
Testnet)2014至2015年上半年,以太坊处于全网开发测试阶段。2015年5月,以太坊在第9个概念验证时推出奥运测试网(Olympic
Testnet)。开发者社区被邀请参加网络压力测试,持有各种记录或以某种方式破坏以太坊网络系统的用户将会获得丰厚的奖励。这一阶段时间很短,主要是为了正式进入第一阶段做准备。第一阶段:前沿(Frontier)2015年7月30日,以太坊进入第一阶段——前沿(Frontier)。这一阶段主要是将挖矿和交易所交易运行起来,从而社区可以运行挖矿设备,建立一个测试分布式应用(DApps)的环境。这一阶段的以太坊只有命令行界面,没有图形界面,需要非常精通整个以太坊模型,对工具的掌握非常好才能使用。值得注意的是,从这一阶段开始就可以挖出真正的以太币,但每个区块的奖励只有正常奖励的10%,即每个区块奖励0.59个ETH。而且,由于这一阶段的以太坊版本非常复杂,一般矿工难以参与挖矿,更多参与挖矿是是开发者。第二阶段:家园(Homestead)2016年3月14日,以太坊在主网区块高度1150000时进入第二阶段——家园(Homestead)。这次升级主要包括几个协议的改变:EIP-2(主要的硬分叉改变)、EIP-7(以太坊虚拟机更新)、EIP-8(devp2p向前兼容性)。以太坊优化协议后,系统更加稳定、更易使用,普通用户也可以开始参与挖矿。挖矿的奖励也从“前沿”阶段的10%恢复到正常奖励水平,即每个区块奖励5个ETH。第三阶段:大都会(Metropolis)这一阶段主要包含两次硬分叉升级:
拜占庭(Byzantium)和君士坦丁堡(Constantinople)。这个阶段被认为是从PoW机制到PoS机制的过渡阶段,以太坊的底层协议将发生了重要改变,即产生硬分叉升级。拜占庭硬分叉升级已按原定计划于第4730000个区块高度完成升级。拜占庭升级在以太坊网络中引入了大量新特性,主要包括zk-Snarks、“revert功能和returndata指令”(智能合约的灵活性),以及抽象账户等。当前,整个以太坊网络正处于第三阶段——Metropolis的Byzantium(拜占庭版本),同样处于上君士坦丁堡硬分叉升级的前夕。第四阶段:宁静(Serenity)君士坦丁堡升级完成之后,下一次主要升级就会使整个以太坊迈入“宁静”阶段,即全面实行PoS机制的最终阶段。

时间: 2019-06-16阅读: 815标签: 区块链

“在旧金山寒冷的十一月的一天,我第一次写出以太坊白皮书的最初草稿。这份初稿是我对我们称之为“密码学货币2.0”领域长达几个月的思考和工作的结晶。密码学货币2.0简单地说就是把区块链技术应用到货币以外的领域,不再仅仅局限于货币领域。”

在以太坊在Serenity (ETH
2.0)阶段来临之前经历的升级和硬分叉。通过本文将了解到升级或分叉发生的时间,加入那哪些特性。

——这是Vitalik
Buterin在2014年1月23日写的博客,如今以太坊即将进行君士坦丁堡升级,让我们从起点回顾以太坊的成长历程,或许能更好的理解这次重大升级。

概述

01

时至今日当我们鸟瞰区块链技术的发展,它仍旧算得上是一个新事物。尽管有关区块链的基础核心概念(例如密码学、去中心化及点对点网络和交易)的研究已经进行了数十年,但可以说是直到2008年比特币的滥觞,这些零散的概念才被整合起来创造出了一个功能性产品。直到2015年,以太坊逐渐走入人们的视线。至此,以太坊区块链得以成型并且实际可用。尽管计划内升级的日期和细节发生了变化,但以太坊仍坚持不断对协议进行升级,以确保提高其可用性、安全性、功能性和去中心化。

起点

在今年2月的君士坦丁堡(Constantinople)升级完成之后,以太坊目前正处于宁静(Serenity,
也称为以太坊2.0)
阶段的风口浪尖,Serenity升级需要通过一系列更新方能达成。然而,居安当思归来源,我们不能忘记自己从哪里来,如此方知来者之可追。以下时间线着眼于以太坊计划内(或计划外)的硬分叉和升级历史,为其下一阶段的升级做好准备。

Vitalik
Buterin于2013年底描述了以太坊。
此后不久,Vitalik发表了以太坊白皮书,详细描述了以太坊协议和智能合约架构的技术设计和基本原理。2014年1月,Vitalik在美国佛罗里达州迈阿密举行的北美比特币会议上正式宣布了以太坊。

奥林匹克(Olympic) |2015年5月9日

以太坊开发开始于2013年12月份,当时两个开发者(中间:Jeffrey
Wilcke和右边:Gavin)和一个大学辍学生(左边:Vitalik)决定集思广益,一起开发这一项目。ETH的第一个概念验证(Proof
of Cocept 1,PoC1)在2014年2月1日完成。

以太坊区块链于2015年7月正式向用户开放使用。以太坊在此之前开放了九个版本的开放测试网络以进行概念证明,其中最后一个版本便是奥林匹克,供开发人员提前探索以太网区块链开放以后的运作方式。Vitalik曾宣布向耗费时间精力对以太坊网络进行压力测试的开发人员提供总额为25,000
ETH的奖励。测试要求很明确:尝试使网络过载,并对网络状态进行极限测试,以便深入了解协议如何处理流量巨大的情况。开发人员需要对四个方面进行测试:交易活动、虚拟机使用、挖矿方式和惩罚机制。

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边疆(Frontier) | 2015年7月30日

为了启动庞大的开发商、矿工、投资者和其他利益相关者网络,以太坊宣布计划进行以太币代币的预售。2014年7月23日,以太坊通过为期42天的预售募集到1844万美金,大概为60102216枚以太坊。

经过几个月的压力测试,以太坊网络已准备好发布官方公共主网。7月20日,以太坊的创世区块产生,社区开始逐渐壮大。在Frontier发布前几个月,Vinay
Gupta发表了关于以太坊开发过程的说明。该说明的大部分内容虽然十分令人振奋,但同时也发出了对潜在用户的警示。Gupta表示,Frontier是“处于最初始形态”的以太坊版本,开发者应该谨慎行事。Frontier发布前几天,Stephen
Taul对开发者作出了与Gupta类似的提醒:“目前的开发者就如同美国边疆扩张时期的拓荒者一般,他们和自己的同伴在开辟新家园时将获得无穷的机会,但同时也将面临许多危险。”

继以太网成功预售之后,以太坊开发在一个名为ETH
DEV的非营利组织下正式化,该组织根据以太坊的合同管理以太坊的发展——Vitalik
Buterin,Gavin Wood和Jeffrey Wilcke一起担任该公司的3名董事。

“边疆(Frontier)”协议包含了以下一系列关键特征:

2014年11月,ETH DEV在柏林举办了为期5天的第一次小型开发者会议devcon 0。

区块奖励:在以太坊区块链上,当矿工成功挖掘出一个新区块并使其存在得到确认之后,他们会得到ETH形式的奖励。在此阶段,奖励被定为每个新区快5个ETH。

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Gas:在“边疆”诞生之初,每个区块的gas上限被硬编码为5000。这个数量基本上意味着以太坊网络不支持进一步开发。此阶段Gas上限的制定旨在为矿工提供一段缓冲时间,以帮助他们在以太坊网络上的操作走上正轨,同时使得早期开发者安装他们的客户端。几天之后,gas上限被自动移除,以太坊网络能按预期处理交易和智能合约。

Devcon 0现场

金丝雀合约(Canary
Contracts):金丝雀合约被引入“边疆”的目的是提醒用户存在不正当或易受攻击的某条链。它给出的数值只能是0或1。有问题的合约会被赋值为1,因此客户端就能进行识别,避免在无效链上进行挖矿。金丝雀合约的重要意义在于它使得以太坊核心开发团队能够及时制止网络中出现错误的操作或交易。在以太坊发展初期,金丝雀合约虽然显得十分中心化,但却是不可或缺的保护机制。

2015年5月,奥运测试网推出,一直在2014年2月1日午夜开始的事情即将结束。实际上在整个2014年和2015年,以太坊团队开发了一系列概念验证发布,在第9个POC开放测试网络,称为奥运会,开发者社区被邀请参加网络上限的测试,持有各种记录或以某种方式破坏系统的人可以获得丰厚的奖金。

可用性:所有开发人员的操作都是经由命令行实现,因为完全不存在图形用户界面。虽然可以在以太坊网络中进行操作,但是其用户界面还十分粗糙,它的使用者也在很大程度上局限于具有以太坊背景知识和经验的专业人士。

这也是Frontier发布之前以太坊开发过程的最后阶段。

家园(Homestead) |2016年3月14日

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“家园”是以太坊网络的首次硬分叉计划,于2016年3月14日发生在第1,150,000个区块上。总的来说,“家园”版本主要为以太坊带来了三大主要更新。第一,取消了金丝雀合约功能,去除了网络中的中心化成分。第二,在以太坊编程语言Solidity中引入了新代码。第三,上线Mist钱包,使用户能够持有或交易ETH、编写或部署智能合约。

发布

“家园”升级是最早的以太坊改进提案(EIP)实施案例之一。EIPs是面向社区提出的改进建议,一旦获得批准,则会囊括在网络升级中。

2015年7月30日,以太坊发布测试版,即Frontier(以太坊的第一个阶段)。全世界的矿工开动挖矿设备,用户运行节点,以太坊网络运行起来了。尽管作为以太坊项目的第一个里程碑,Frontier本质上是一个测试版本,供开发者学习和体验,并开始初步构建去中心化的应用和工具。

“家园”升级包括三个EIPs:EIP-2:“家园”阶段主要更新

Frontier网络

EIP 2.1:通过交易创建智能合约的成本被提高至21,000至53,000个gas。通过一个合约创建另一个合约(首选方式)的成本高于通过交易创建合约。通过提高以交易形式创建智能合约的成本,EIP2.1鼓励用户转向以合约创建合约的方式。EIP 2.2:“s值大于secp256k1n/2的所有交易签名均视为无效。ECDSA恢复预编译合同保持不变并保持接收高s值;这个功能在某些情境下将发挥作用,例如某合同恢复旧的比特币签名。”EIP 2.3:当合约创建过程中没有足够的gas用以完成操作,该合约将“作废”而非创建一个空白合约。之前的交易可能输出结果包括[成功] [失败]或者[空白],这一改进则删除了[空白]结果。EIP 2.4:取消用户挖掘稍高难度区块的激励,即增加可挖掘的区块。此升级将新区快产生的时间稳定在每10-20秒之间,并将网络恢复至每块约15秒的总目标时间。

Frontier采用了一个类似Bitcoiners的模型,是以太坊的最初版本。Frontier是空白版的以太坊网络:一个用于挖矿的界面和一种上传和执行合约的方法。

EIP-7

Frontier的主要用途是:将挖矿和交易所交易运行起来,从而社区可以运行挖矿设备,开始建立一个环境,人们可以在里面测试分布式应用。在这个环境中,用户上传自己的软件到以太需要以太币。你可以通过以太币/比特币交易对购买ETH,或者在预售期间购买以太币,然后可以在Frontier网络中使用它。

“在0xf4添加一个新的操作码,DELEGATECALL,它与CALLCODE的理念类似,不同之处在于前者将发送方和发送值从父范围扩散到子范围,即创建的调用与原始调用具有相同的发送方和发送值。”

Frontier只有命令行界面,没有图形界面,需要非常精通整个以太坊模型,对工具的掌握非常好。你可以挖到真正的以太币,每个区奖励0.59个以太币,是正常以太币发行速率的10%。挖出的以太币可以用于支付程序运行费用,或者用于交互其它东西。

EIP-8:面向未来升级

如果核心开发者和审计人员认为Frontier已经十分稳定了,ETH将从Frontier迁移到Homestead。当准备好迁移到Homestead(Frontier之后的另一个阶段),Frontier网络会被关闭。钱包中的以太币一起被转移,但是合约中的状态会被擦除,且通过“炸弹合约”的形式转换到新网络。

EIP-8是一项着眼于未来网络升级计划的改进提案。这一改进旨在确保以太坊上的所有客户端软件都能适应未来的网络协议更新。

2015年11月初,第二届开发者大会DEVCON-1
在伦敦市举行。为期5天的活动包括100多场演讲,小组讨论和闪电讲座,吸引了400多名参与者,各种开发者、企业家、思想家和企业高管。像UBS、IBM和微软这样的大公司的出席,也表明了企业界对这些技术的兴趣,微软也宣布将在其云计算平台Azure上提供以太坊区块链服务(Blockchain
as a Service,BaaS)。

DAO分叉 | 2016年7月20日

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在以太坊计划内的升级和硬分叉历史中,计划外的DAO事件值得记录。2016年,一个名为The
DAO的去中心化自治组织通过发售通证募集了1.5亿美元的资金。同年6月,the
DAO遭到黑客入侵,价值5千万美元的ETH被一未知黑客窃取。以太坊社区的大部分成员决定实行硬分叉,将资金返还到原钱包并修复漏洞。然而,这次硬分叉却引来了争议,以太坊社区的小部分成员选择继续在原链上进行挖矿和交易。未返还被盗资金的原链则演变成了以太坊经典(ETC),久而久之受到削弱的原链成为了容易被侵入的对象(注:前不久遭受了51%攻击)。而大多数社区成员和核心开发人员选择了分叉链(被盗资金返还至原持有者),这就是我们现在所知的以太坊区块链。

devcon 1现场

大都会(Metropolis):拜占庭硬分叉(Byzantium) | 2017年10月16日

2016年3月14日(圆周率日,Pi
Day),以太坊进入一个新阶段:Homestead。
Homestead区块是主网络的第1150000个区块。对于测试网络Morden来说,Homestead区块是测试网络的第494000个区块。

以太坊路线图的下一阶段被称为“大都会”,它将分两个阶段进行:拜占庭(Byzantium)和君士坦丁堡(Constantinople)。拜占庭将于2017年在第4,370,000个区块上激活。

Homestead版本

其中包括9个EIPs:

Homestead是以太坊平台的第二个阶段,包括几个协议改变(protocol
changes):

EIP 100

❶以太币挖矿获得100%的报酬,即5个ETH,而不再是Frontier时期的10%

调整公式以评估将叔块考虑在内的区块难度。新公式为保证了区块产生速度的稳定性,确保无法通过操纵叔块来强制增加区块高度。

❷EIP-2 主要的Homestead硬分叉改变

EIP 658

❸EIP-7 硬分叉相对应的EVM更新:DELEGATECALL

对于拜占庭硬分叉升级后的区块,交易收据包括了一个状态字段,用于表示成功(由1表示)或失败(由0表示)。

❹EIP-8 devp2p 向前兼容性

EIP 649

2016年9月19日至24日,为期5日的第三届以太坊开发者会议DEVCON
2在上海举行。会议吸引了一千多名的参与者,并围绕以太坊开发、工具、安全、应用以及生态进行展望与探讨。此外,在DEVCON
2会议上,Vitalik将其最新的研究成果作为《以太坊紫皮书》发布,详细阐述了Casper和sharding技术的机制。

“难度炸弹”(Difficulty
Bomb)是这样一种机制:一旦被激活,将增加挖掘新区块所耗费的成本(即“难度”),直到难度系数变为不可能或者没有新区块等待挖掘。此时,以太坊网络将处于“冻结”状态。“难度炸弹”机制最初于2015年9月被引入以太坊网络。它的目的是为以太坊最终从工作量证明(PoW)转向权益证明(PoS)提供支持。从理论上来说,未来在PoS机制下,矿工仍然可以选择在旧的PoW链上作业,而这种行为将导致社区分裂,从而形成两条独立的链:PoS链由验证人(stakers)维护,PoW条则由矿工维护。为了预防这种情况的发生,“难度炸弹”机制应运而生。通过增加难度,它将最终淘汰PoW挖矿,并催使网络完全过渡到PoS机制,并且在这个过程中避免了产生具有争议的硬分叉。在此建议中,也被称作“冰河时期”的“难度炸弹”时期将延迟一年,并且区块奖励从5
ETH减少到3 ETH。

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了解其他拜占庭硬分叉EIPs(140, 196, 197, 198, 211, 214)可以查看这里.

Devcon 2 现场

大都会:君士坦丁堡硬(Constantinople)分叉 |2019年2月28日

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“大都会”升级的第二阶段被称作“君士坦丁堡”,计划于2019年1月中旬在第7,080,000个区块上执行。1月15日,一家名为ChainSecurity的独立安全审计公司发布了一份报告,该报告指出五大主要系统升级其中之一可能会使攻击者有机可乘,以窃取资金。针对该报告,以太坊核心开发者和社区其他成员投票决定推迟升级,直到该安全漏洞得以修复。当月末,以太坊核心开发者宣布升级将于第7,280,000个区块上进行。2月28日,区块高度达到7,280,000,君士坦丁堡硬分叉升级如期执行。目前的以太坊网络处于君士坦丁堡阶段。

低谷

其中主要的EIPs包括:

事实上,2015-2016年是ETH的一个低谷,ETH团队在解决PoS、可扩展性中的一些核心问题上遭遇了一系列困难,具体包括“投注共识”、存储费用和分片技术等。

EIP 145:按位移动指令

除了技术开发,外部面临的困难也给它带来了最为严峻的考验。

在以太坊虚拟机(EVM)上增加按位移动指令。这个指令允许二进制信息左右移动。这个改进意味着智能合约的变更执行将便宜10倍。

2016年4月30日 “The DAO”
项目开启众筹,在28天时间筹集了价值超过1.5亿美元的ETH,成为有史以来最大的众筹项目。

EIP 1052:智能合约验证

DAO(Decentralized Autonomous
Organization)是“去中心化自治组织”的简称。其目的是为规则制定者以及决策机构编写智能合约,从而节约人工和管理成本,创建出一个去中心化的自治管理架构,可以把DAO理解为完全由计算机代码控制运作的类似公司的实体。

允许智能合约只需通过检查另一个智能合约的哈希值来验证彼此。在君士坦丁堡升级之前,智能合约必须提取另一个合约的整个代码才能进行验证,而这样的验证方式需要花费大量时间和精力。

2016年6月18日,黑客利用The
DAO代码中的漏洞,成功盗取了360万枚以太币,
在当时这些币价值超过5000万美元,经过社区激烈的讨论后,以太坊社区决心通过硬分叉来阻止黑客将币提走。

EIP 1014:智能合约函数CREATE2

2016年7月20日,以太坊硬分叉完成,以太坊在原链的基础上分叉出了一条新的链,然而,社区里的一些矿工依旧继续挖原链,这直接导致了Ethereum
Classic的诞生。从此以后,ETH和ETC两条链并行发展。

使得状态信道更易实现。状态信道是基于“链下”(off-chain)交易的以太坊扩容解决方案。

就在所有人都以为The
DAO事件告一段落的时候,麻烦再次落在以太坊头上。在2016年行将结束前的几个月里,以太坊网络又遭受多次DoS攻击。The
DAO事件和DoS攻击,最终耽误了很多人的时间和精力,时间长达6个月。

EIP 1283:SSTORE操作码

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减少SStore操作码的GAS耗费。这使得交易中多个更新操作的价格更加友好。

大都会来临

EIP 1234:区块奖励难度炸弹

2017年10月17日,以太坊按照原定计划于第473万个区块高度升级至第三阶段Metropolis。

此改进提案包含两大内容:减少区块奖励和延迟难度炸弹。

Metropolis版本共包含Byzantium和Constantinople两个硬分叉,其中,Byzantium作为Metropolis首要部分成功部署,而后者则计划于2018年进行升级,后推迟至2019年1月16日

减少区块奖励:

“大都会”是以太坊发展的四个阶段里面的第三个,随着它的到来,以太坊增加了许多有趣的特性,即:zk-Snarks、PoS(Proof
of Stake ,
即权益证明)早期实施、智能合约的灵活性和稳定性和抽象账户。(点击下方“阅读原文”,详细了解大都会四大特性)

将区块采矿奖励从每块3 ETH减少到2
ETH。这个改变也被称作“Thirdening”,即以太坊第三次区块奖励减半。

“拜占庭”将会引入大量新特性,主要包括前面讲的zk-Snarks、“revert功能和returndata指令”,以及抽象账户。

推迟“难度炸弹”:

具体包括以下升级:

EIP 1234将“难度炸弹”时期推迟12个月,届时将会进行再次投票。

❶增加‘REVERT’操作符,允许处理错误不需要花费掉所有的gas

未来可期: 伊斯坦布尔(Istanbul) 及 宁静 (Serenity)

❷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

放眼未来,“宁静”(Serenity)是以太坊区块链的终极目的地,但在这之前还将经历伊斯坦布尔硬分叉和“以太坊1.x”阶段。伊斯坦布尔硬分叉将主要由围绕着ProgPoW
(Programmatic
Proof-of-Work)共识算法展开。“宁静”(Serenity)的主要内容包括从工作量证明(PoW)到权益证明(PoS)的完全转变,同时也将完成其他重要的升级:引入信标链(beacon
chain)、分片(sharding)概念;以及用eWASM (Ethereum-flavored Web
Assembly)替代以太坊虚拟机(EVM)。Serenity的所有升级都将分阶段实现,在此期间,以太坊1.x也将持续得到完善,以确保原始PoW链的延续。要了解即将到来的硬分叉和Serenity,欢迎阅读下一篇文章:以太坊
2.0 路线图

❸在alt_bn128 和配对检查上
增加椭圆曲线和标量乘法,允许ZK-Snarks和其它加密数学

本文译自:-short-history-of-ethereum-a8fdc5b4362c,

❹支持大数模幂 ,实现RSA签名验证和其它加密应用。

同时在ECN以太坊中文网的翻译基础上,加入了原文链接等内容。

❺支持可变长度返回值

❻增加‘STATICCALL’操作符,允许对其它合约进行非状态改变调用

❼修改难度调整公式,将叔块计算在内

❽冰河期/难度炸弹延期一年,区块奖励从5个以太币降到3个以太币

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君士坦丁堡升级

总体来说这次升级主要有以下几个方面,具体为EIP-145、EIP-1052、EIP-1014、EIP-1234。

EIP-145:它向EVM添加了按位移位指令。按位移动是向左或向右移动数字位的过程。通过这个新指令,系统运行时的操作将减少10倍的gas消耗,意味着某些项目的智能合约将会变得更便宜。

EIP-1052:它引入了一项允许智能合约验证的新操作,使另一份合同的代码更有效率。以前此验证需要用户获取其他合同的代码,并验证。这个新操作会返回代码的哈希值,允许检查。合同的哈希就像一个指纹,它具有唯一的标识并且不可以伪造。

EIP-145和EIP-1052将使EVM更高效,从而使用户获得更便宜的价格在以太坊网络上运行他们的智能合约。

EIP-1014:将添加状态通道,可以与比特币的Lightning网络进行比较,允许某些交易不在主区块链进行,将大大提高以太坊的吞吐量和性能。(注:Lightning网络是扩容方案的一种,采用链下交易的形式,只需开始和结束需要在链上广播交易,其他的交易完全在链下实现。)

EIP-1234:这是一个引发争议的提议,是关于以太坊的“难度炸弹”(“Difficulty
Bomb”)和减少块奖励。

EIP-1234为什么要引入难度炸弹?

在第二阶段Homestead中,100%采用PoW挖矿,但是挖矿的难度除了因为算力增长而增加之外,还有一个额外的难度因子呈指数级增加,这就是难度炸弹(Difficulty
Bomb),为了防止PoW转PoS的过程中矿工联合起来抵制,从而分叉出两条以太坊区块链,难度炸弹被引入。

难度炸弹指的是计算难度时除了根据出块时间和上一个区块难度进行调整外,加上了一个每十万个区块呈指数型增长的难度因子。

随着区块高度的增加,呈指数增长的难度因子比重将会显著提高,使得出块难度大大增加,矿工将难以挖出新的区块,这也将导致平均15秒的出块时间越来越长,每天总出块数也会下降,随着出块越来越艰难,到最后区块将被完全冻结,这个过程又被称作“冰川时代”。

有了这个预期,一直使用PoW挖矿的矿工会逐渐发现转移到PoS上挖矿收益会更好,从而主动放弃PoW挖矿,将已购入的矿机做为沉没成本处理掉而不是发起分叉行动,同时难度炸弹也将在第三阶段Metropolis时解除。

然而当真正进入到Metropolis阶段时,转换到权益证明的开发时间远比原计划的要长,工作量证明仍然是以太坊当前挖矿主要的机制,此时以太坊的平均出块时间为15秒,并因为难度炸弹的作用开始出现增长趋势。

为了不堵塞交易,维持系统稳定运行,在PoS还未上线时,难度炸弹拆除需要被相应地延迟,实现方式是将挖矿难度按照回退300万个区块的高度去计算达到维持平均15秒的出块速度,这样操作后ETH的供应量会明显超出按原本难度炸弹时间表规划的供应量,这会导致通货膨胀,降低ETH的价值。

为了使ETH的供应量与原本计划的数量相当,于是需要减少每个区块的奖励,拜占庭(Byzantium)升级就将原本的5个ETH减少为3个ETH,叔块的奖励也将相应减少。这样冰川时代到来时间就被推迟了4200万秒,大约是1.4年,预计到2018年年底的出块速度在平均30秒。

然而,随着权益证明的开发进一步滞后,这次君士坦丁堡(Constantinople)升级不得不再一次重复拜占庭的操作,将难度炸弹解除再推迟12个月,实现方式是将挖矿难度按照回退500万个区块的高度,并进一步从3个ETH减少为2个ETH,叔块的奖励也将进一步减少(2E18
wei, or 2,000,000,000,000,000,000 wei, or 2 ETH)。

这样,冰川时代也就被顺延了2900万秒,大约是12个月,预计到2019年冬季时的出块速度在平均30秒。

06

总结

从项目成立至今,以太坊的愿景一直在进化和扩展。简单的说,一开始以太坊的愿景是下一代密码学账本,打算支持众多的高级功能,包括用户发行货币、智能协议、去中心化的交易和第一个完全的去中心化自治组织或去中心化自治公司应用。

随着以太坊区块链的开发,逐步形成了与之相匹配的一套底层和高层协议,包括
Solidity、Whisper、IPFS、零知识证明系统、账户管理系统、专用的浏览器等等。以太坊已经从一个通过增加编程功能提高
Mastercoin
的简单尝试变成了实现更为宏大的愿景即“网络3.0”——一个更加安全、可信和开放的为共识、金融、审计、追踪、利用去中心化技术取代原有低效方案的应用而生的互联网,而区块链只是其中的一部分。

我们可以把以太坊整个升级之路用下表表示:

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在2018年底的devcon
4上,ETH团队展示了以太坊2.0,即进入“宁静阶段”的三大特点是:权益证明的共识机制(casper是pow与pos共存的机制)、分片和Ewasm虚拟机,除此之外,还有侧链方案plasma等,ETH接下来的开发和道路仍然是艰巨的。

然而对于ETH这样一个成熟的项目来说,除了面对开发上的困难,在每一次升级之际如何妥善处理好社区生态的关系,也是需要慎重考虑的问题。据ETHernodes网站提供的数据显示,截至1月9日晚以太坊全网7863个全节点中仅有14.47%左右的节点支持君士坦丁堡硬分叉,尽管说难度炸弹在很大程度上保证了ETH不会分裂成两条链,但矿工们面临奖励收益减小的情况,是否会撤出ETH,选择其他链进行挖矿未可知。

参考阅读:测试网迭代

2015年5月,以太坊推出Frontier及其首个公共测试网Olympic。两个月后,Olympic被Morden取代。Morden是第一个真正意义上的官方公共测试网,其贯穿于Frontier和Homestead,但由于区块链过于臃肿导致同步时间过长以及Geth和Parity客户端之间的共识问题,其后,以太坊测试网络重新启动为Ropsten,Morden测试网被弃用。

Ropsten是以太坊官方为了解决Morden难度炸弹而重新启动的测试网,其于2016年11月20日推出,目前仍在使用。

2017年2月24日,Ropsten测试网遭受DDoS攻击,该攻击让以太坊开发者们认识到当前测试网的不稳定性。其后24小时内,包括Parity在内的10家以太坊公司共同推出测试网络Kovan,该网络由权威证明(PoA,Proof
of
Authority)共识引擎驱动。Kovan网络代币供应由可信节点控制,因而不易受垃圾交易攻击的影响。

同年4月,以太坊团队针对Homestead发布Geth测试网络Rinkeby,该网络同样由PoA共识引擎驱动。

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