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Posted on Jan 16, 2023Read on Mirror.xyz

以太坊上海升级:变化与未来

在2023年首次以太坊全核心开发人员执行(ACDE)会议上,开发者表示其目标是在2月初为上海升级启动公共测试网,并暂定于2023年3月启动上海升级主网。此次升级,以太坊网络将从 PoW 完全过渡到 PoS,以太坊合并带来的中心化问题可能会得到有效解决。veDAO研究院将就此次升级带来的变化与对未来的影响,带来详细的介绍。

上海升级会带来什么变化?

上海升级将是以太坊网络实现合并后的首次重大升级,亦是以太坊路线图上的一个重要里程碑。其中带来的主要变化有 3 点:

1.  上海升级解锁了以太坊的质押提款功能。这不仅有利于保持以太坊网络活力,还有利于以太坊未来可持续性发展,继续吸引更多的验证者进入以太坊网络。

2.  降低运行在以太坊区块链之上的 Layer-2 解决方案的 Gas 费用,这在一定程度上让以太坊变得更快、更便宜,上海升级将进一步优化以太坊上交易的 Gas 费用。

3.  以太坊作为最大的支持智能合约的区块链网络,上海升级将通过引入EOF(EVM Object Format)来保持以太坊在该领域的领先地位。

就未来的 ETH 价格而言,上海升级将有助于加速以太坊之上的交易。上述的变化的具体来源于即将激活的 EIP。此次上海升级,原计划总共有 12 条提案,遗憾的是,最终敲定于此次升级更新的 EIP 为9个,被推迟的 EIP 中包括可以极大降低 gas 费用,与 ETH 分片相关的 EIP-4844。接下来让我们一同了解其中最为重要的 4 个提案。

4个关键EIP

EIP- 3651: Warm COINBASE

该提案的主要目的是节省 ERC20 相关的无意义 gas 消耗。EIP-3651 于 2021 年 7 月 12 日由 William Morriss (wjmelements) 提出。这是一个影响激励的交易类型的提案:此提案中提到的 COINBASE 指的是矿工用于在网络上获取新代币的软件名称。这个概念最初来源于比特币,区块中的第一笔交易被称为创币交易或者 COINBASE 交易,这是一笔特殊交易,用于矿工打包收集挖矿的 gas 小费。执行交易前是否有预先加载被定义为“温暖”或“寒冷”。在 EIP-2929 中,目标不在 accessed_addresses 中时将收取冷账户访问成本(COLD_ACCOUNT_ACCESS_COST),此时的首笔交易为未预先加载(寒冷)的,收取的 gas 费用会偏高,而预先加载后(温暖)的交易,gas 费用则会降低。

此提案的好处在于 EIP -3651 推出后矿工打包的交易可以用于更多的用途,gas 费用成本会降低。同时在 EIP-3651 推出前更倾向于使用 ETH 支付,而推出后将更鼓励使用 ERC 20 的支付方式。上海升级中通过的另一项提案 EIP-3855 也是一个用于降低无意义的 gas 消耗的提案,两项提案的实施都将很大程度上降低以太坊 gas 费用的成本。

EIP-3855:PUSH0 instruction

此提案也是一个降低无意义的 gas 消耗的提案。对于 EVM 即以太坊虚拟机(执行合约代码的系统)中,设计有多种指令,但是之前缺少设计了 push0 即针对 0 这个数值的压入堆栈的操作指令,而此 EIP 则新增了 PUSH0( 0x5f) 指令,它将常量值 0 压入堆栈,该指令约需要 2 gas。

原先没有 push0 时导致的是,有一些依赖于 0 做偏移量的操作,比如远程 call 调用与返回,则有很多参数是 0,原先要操作 0,只能使用指令 PUSH1 0(即压入一个数字,数字为 0),这个操作要消耗 3 个 gas,其次 push1 和 0 各占一个初始化代码的字节存储,导致的是部署此合约的成本也高了 2*200gas。根据此提案的统计,在现有账户中,有 340,557,331 字节浪费在 PUSH1 00 指令上,意味着部署损耗达 68,111,466,200 gas。

EIP-3860: Limit and meter initcode

该提案目的是提高智能合约系统上限以及降低 gas。通过引入 initcode 的最大大小限制,将 initcode 的最大大小限制从 24576 提升为 49152,实现了大小翻倍。同时为每 32 字节的 initcode chunk 引入 2 个 gas 费用,以表示 jumpdest-analysis 的成本。

更大代码容量的意义显而易见:合约大小扩展一倍后,合约开发者可以部署更丰富的功能;换句话说,EIP-3860 目的是支持更大型的 Dapp。

EIP-4895: Beacon chain push withdrawals as operations

该提案即本次上海升级的核心:支持验证者通过新的“系统级”操作类型从信标链提款到 EVM。此 EIP 将引入一个“系统级操作”来支持从信标链至 EVM 取款。

这个提案为信标链上的验证者提款提供了一种进入 EVM 的方法,从而实现质押 ETH 的提款操作。实现方式是基于信标链共识信息,引入了系统级的指令 withdrawal 基于信标链(共识层)的信息,无条件地直接控制指定地址的 ETH 余额。在此方法下不产生 gas 费消耗,且无需再用 gas 来防止 dos 攻击。目前有约 1400 万枚 ETH 仍被质押在信标链中,此提款操作的运行将意味着以太坊信标链质押提款功能将被激活。

关于开放质押解锁后可能面临的抛压风险,以太坊目前采用的是逐步解锁的模式,基于现状,每天提现的上限在 5.5 万个 ETH 左右。以太坊每天有 225 个 epoch,每个 epoch 大约可以激活 7.55 名验证者(验证者总数 / 65,536),也就是目前每天最多可以解锁5.5万个ETH。同时,提款速率还会根据质押ETH的总量进行调整,防止瞬间的大量流出等方式来应对可能的抛压风险。

如何参与上海升级?

在以太坊通过合并过渡到 Pos 后,矿工的角色由验证者负责,MEV(最大可提取价值)市场发生重要变化。以太坊网络上的所有交易将不再由能源密集型的“矿工”验证,而是由存放或质押大量 ETH 的个人或机构的“验证者”验证。任何人都可以质押 32 ETH 或更多以满足成为验证者的最低要求。质押的方式一般分为单独质押、质押即服务(SaaS)和联合质押。单独质押是最基本的方式,用户通过加入不同的节点并质押 ETH,最终获得收益;如果不足 32 ETH 但也想要质押,可以选择联合质押的方式。几种方式各有不同的优势和风险。

此次升级开放了质押提款,其中一般提款请求可以分为提取收益部分,或全部退出(即退出验证者节点)。以太坊信标链每个区块可以最多处理 16 个提款请求,全部 / 部分提款的优先级是相同的。当验证者节点满足余额大于 32ETH,并且状态为 withdrawable 时,方可提交提款申请。基于验证者的提款申请,会创建一个提款列表,以包含所有提出提款请求的验证者,该列表中列出了提款顺序、执行层收款地址和提款金额。

矿工之后,MEV 赛道或成为下轮牛市新风口。最大可提取价值 (Maximal extractable value) 是指验证者通过添加、删除并更改区块中的交易顺序,在超过标准区块奖励和 gas 费用的区块生产中所能提取的最大价值。但问题在于,协议中并没有内置机制来帮助验证者捕获 MEV。因此瓜分链上 MEV 的参与方由原来的单一矿工群体变成了各大 Layer 2、CEX、Lido、验证节点托管商等。多方参与也使得 ETH 2.0 的 MEV 问题变得更加复杂。MEV 赛道也成为一个多方角力的重要赛道,有望成为下轮牛市非常重要的一个方向。

如前所述,上海升级后,信标链上质押的ETH将会释放,这无疑会大大增加ETH的吸引力。因此,成为 ETH2.0 网络的验证者可能是上海升级后参与 ETH2.0 生态的最佳选择。但是,32个 ETH,以及涉及 mev-boost 等频繁维护的技术工作,对于普通用户来说并不容易接入。所以,除了少数鲸鱼和Geek,想要参与,可能加入矿池才是主流方案。

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