BIKI:邁向以太坊2.0：伊斯坦布爾升級將帶來哪些改變？_POW

2019年12月，區塊鏈領域最先受到關注的事件莫過于以太坊的伊斯坦布爾升級。伊斯坦布爾升級是以太坊的第八次網絡升級，最近一次以太坊升級代號“君士坦丁堡”。

根據ethernodes.org最新消息，ETH網絡將于區塊高度9069000時進行伊斯坦布爾升級，目前區塊高度為9064936（12月7日15：18）。根據目前出塊速度推算，以太坊預計將在12月8日8點29分左右進行伊斯坦布爾升級，距離升級還有約17個小時。具體升級時間可能會因出塊速度而有所變化。

此次升級完成也意味著以太坊走進了創始團隊為其設計的四個發展階段中的最后一個：Serenity（寧靜）。此次升級完成后，再經過預計于明年1月實施的“柏林升級”，以太坊將實現從PoW共識機制向PoS共識機制的轉換，最終邁向以太坊的2.0階段。

一、以太坊的升級之路

薩爾瓦多總統：比特幣進程會經歷一條學習曲線，薩爾瓦多有權邁向第一世界:9月7日消息，薩爾瓦多比特幣法案即將生效之際，薩爾瓦多總統Nayib Bukele再次發推稱：和所有創新一樣，比特幣進程會經歷一條學習曲線。未來的每一條路都是這樣，不是能一蹴而就的。但我們必須打破過去的范式，薩爾瓦多有權邁向第一世界。之前報道，Bukele稱該國已買入400枚比特幣。[2021/9/7 23:05:38]

以太坊正式上線之后，歷經了數次升級。按照其創始團隊的規劃，以太坊的發展路線分為四個階段，即：Frontier（前沿）、Homestead（家園）、Metropolis（大都會） 和 Serenity（寧靜）。每個階段都會通過硬分叉的方式來進行升級過渡，而每個階段的升級都是為了引入更多的特性和修復問題。

表1：以太坊歷次升級信息

經濟參考報：巴西準備邁向數字貨幣時代:10月23日，經濟參考報刊文“巴西準備邁向數字貨幣時代”。文章稱，最近一段時間登錄巴西各個銀行，都會收到一個注冊PIX電子支付方式的提示。根據巴西中央銀行的說明，推出PIX電子支付方式是巴西邁向數字貨幣時代的第一步，未來2年內巴西計劃推出名為CBDC的數字貨幣，從而向民眾提供一個便捷、安全的電子支付手段。[2020/10/23]

資料來源：網絡公開資料整理，01區塊鏈

第一階段：前沿（Frontier）

以太坊進入第一階段——前沿（Frontier）開始于2015年7月30日，這一階段主要是將挖礦和交易所交易運行起來，從而社區可以運行挖礦設備，同時還建立了一個測試分布式應用（DApps）的環境。這一階段的以太坊只有命令行界面，沒有圖形界面，需要非常精通整個以太坊模型，對工具的掌握非常好才能進行開發使用。從這一階段開始就可以挖出真正的以太幣，但每個區塊的獎勵只有正常獎勵的10%，即每個區塊獎勵是0.59個ETH。然而，由于這一階段的以太坊版本非常復雜，一般礦工難以參與挖礦，更多參與挖礦的是開發者。

BiKi創始人兼CEO Winter：BiKi已穩步從單一現貨邁向綜合性交易平臺:在今日BiKi舉行的“云酒會”直播間，BiKi創始人兼CEO Winter在談及BiKi發展和未來規劃時表示：BiKi從2019年底開始，發展思路已穩步從單一現貨交易向綜合性交易所邁進，回歸交易所本質，以用戶為中心，加大技術和產品的投入。目前已上線了合約、借貸、杠桿、ETF等產品。未來將結合自身實際情況，在交易品種、交易形式上不斷創新，繼續深耕海外市場布局，同時不斷加強生態產業的發展。[2020/6/23]

第二階段：家園（Homestead）

2016年3月14日，以太坊在主網區塊高度1150000時進入第二階段——家園（Homestead）。這次升級主要包括幾個協議的改變：EIP-2（主要的硬分叉改變）、EIP-7（以太坊虛擬機更新）、EIP-8（devp2p向前兼容性）。

聲音 | 董希淼：區塊鏈在部分業務場景中已開始從概念驗證逐步邁向業務實踐:國家金融與發展實驗室特聘研究員董希淼表示，由于技術本身的特點，區塊鏈在金融資產交易中的登記注冊、支付結算、交換傳遞等方面具有顯著優勢，近年來在金融領域逐步開始應用。在供應鏈金融、跨境支付等部分業務場景中，區塊鏈已開始從概念驗證逐步邁向業務實踐。（新華社）[2019/11/22]

以太坊優化協議后，系統更加穩定、更易使用，普通用戶也可以開始參與挖礦。挖礦的獎勵也從“前沿”階段的10%恢復到正常獎勵水平，即每個區塊獎勵5個ETH。

第三階段：大都會（Metropolis）

這一階段主要包含兩次硬分叉升級：拜占庭（Byzantium）和君士坦丁堡（Constantinople）。這個階段被認為是從PoW機制到PoS機制的過渡階段，以太坊的底層協議將發生重要改變。

現場 | 蔡良濱： 市場邁向成熟的基礎是支持中高頻以上的策略:金色財經現場報道，12月26日，在由金色財經主辦的金色沙龍上海站現場，FORTUNA方圖CEO蔡良濱參加了圓桌對話環節，他表示行業邁向成熟化，第一個基礎設施就是要支持中高頻以上的策略，API速度穩定性等要非常強，做交易所的在這方面要下苦功，未來一定是專業投資者機構投資者驅動，機構投資者對API依賴性很高。第二個重要的基礎設施，其實CTA統計套利方向是非常大的方向，機器學習作為新方法論的應用場景非常長遠，區塊鏈本身就是解決數據透明化和數據不可篡改，它是數據真實方面的利器。[2018/12/26]

拜占庭硬分叉升級已按原定計劃于第4730000個區塊高度完成升級。拜占庭升級在以太坊網絡中引入了大量新特性，主要包括zk-Snarks、“revert功能和returndata指令”（智能合約的靈活性），以及抽象賬戶等。

2019年3月，以太坊君士坦丁堡分叉升級完成，本次升級在性能和安全上的改變主要有：智能合約執行性能優化、為合約更新時提供更廉價的存儲、為狀態通道等二層網絡擴容方案做鋪墊、修改了以太坊經濟政策。

第四階段：寧靜（Serenity）

即將到來的伊斯坦布爾升級，是計劃在未來六個月內進行的兩次主要網絡升級中的第一次（第二次為預期在2020年1月實施的柏林升級）。這兩次升級將使以太坊最終走向2.0階段，因為涉及共識協議的轉變。因此，此次伊斯坦布爾升級也被稱為“通往以太坊2.0的一個關鍵里程碑”。

二、以太坊2.0：寧靜將至

1、如何升級？

根據以太坊伊斯坦布爾升級公告，此次升級中實現的規則改動都使用EIP（以太坊升級提案）來定義。此次伊斯坦布爾升級包括14項EIPs，其中6項提案將在12月8日伊斯坦布爾第一次升級中實施應用，涉及的關鍵技術包括：引入分片技術；降低GAS成本的措施；改進與隱私幣Zcash的鏈上互操作性；以及允許更多創造性功能的智能合約。剩余的8項提案還需要核心開發人員商討審議后，在之后的柏林升級中實施。

寧靜階段（Serenity）的完成也將分為4個不同的子階段進行。

表2：以太坊2.0分階段實施詳情

三、以太坊2.0會產生什么變化？

在2018年11月的DevCon大會上，以太坊研究員Danny Ryan羅列了五個以太坊2.0的設計目標，包括去中心化、系統恢復能力、安全性、簡潔性、持久性。

總體來說，以太坊2.0將使以太坊網絡實現更高程度的擴展性和去中心化，最重要的變化在于完成共識機制從PoW到PoS的轉換。

現在以太坊采用的是PoW，亦即工作量證明共識機制，通俗來講，就是多勞多得制度，付出的計算工作量越高，就越有可能得到獎勵。這一機制存在的缺陷就是處理交易的速度太慢。而升級之后的POS機制則可以提高交易處理速度，同時節省很多算力消耗。

在具體操作方面，根據以太坊伊斯坦布爾升級公告，對于以太坊用戶或者Ether持有者來說，不需要進行任何手動操作，除非交易所或者錢包服務商等提示需要采取額外的操作。而節點運營者、礦工以及其他開發人員則需要進行以太坊客戶端的更新操作。

另外，上次以太坊君士坦丁堡升級決定將難度炸彈延緩一年，而經過公開討論后，以太坊網絡難度炸彈將被再次推遲。

難度炸彈一直是以太坊網絡中飽受爭議的地方。所謂難度炸彈是指計算挖礦難度時，除了根據出塊時間和上一個區塊難度進行調整外，加上了一個每十萬個區塊呈指數型增長的難度因子。

根據這一計算規則，隨著以太坊區塊高度的增加，出塊難度也將大大增加，礦工將難以挖出新的區塊。而挖礦難度越來越難，到最后礦工幾乎無法通過挖礦產生新的區塊，這時就到了被稱作“冰川時代”的階段。

之所以加入難度炸彈，是為了防止礦工聯合抵制PoW向PoS的轉換過程。加入難度炸彈后，會使礦工在挖礦過程中逐漸發現轉移到PoS機制對自己更加有利，于是會逐漸擯棄PoW，完成整個網絡共識機制的“溫和“過渡。

但現實情況卻是，整個轉換過程遠比開發者最初設想的要長。目前，PoW仍然是以太坊的主要挖礦機制，而且由于難度炸彈的存在，挖礦難度持續快速增加。為了保證網絡通暢和系統的穩定，在正式上線PoS機制之前，難度炸彈只能被一次次延遲。

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