2019年1月16日,也就是一周後,以太坊君士坦丁堡硬分叉就要來了。
如果你是普通的以太幣(ETH)持有者,就無需過於關心這次的君士坦丁堡硬分叉;如果你是以太坊技術愛好者,就有必要認真讀一讀這篇文章了。
君士坦丁堡硬分叉姍姍來遲,以太坊寧靜何時能來?
在2018年12月7日舉行的以太坊核心開發者大會上,君士坦丁堡硬分叉日期終於敲定。此次硬分叉將於北京時間2019年1月16日在以太坊主鏈 7080000 的區塊高度上被激活。
此次將要激活的君士坦丁堡硬分叉,實際上是此前18年10月在以太坊測試網 Ropsten上進行的君士坦丁堡升級,但當時因存在共識問題導致測試網 Ropsten 不可用而一再延後。
此次硬分叉包含了 EIP-145、EIP-1052、EIP-1283、EIP-1014 和 EIP-1234 共5項更新提案,其目的是提高以太坊的運行效率,並移除/推遲難度炸彈。
其中 EIP-1234 提議將拜佔庭硬分叉後的出塊獎勵從 3 ETH 減少到 2 ETH,是本次升級中最受關注、最具爭議的君士坦丁堡更新項目。早在2017年10月16日的拜佔庭硬分叉中,以太坊核心團隊就將出塊獎勵由 5 ETH 降低至 3 ETH,其目的就是為了促使 PoW 向 PoS 轉化。
以太坊的四個階段
2015年7月,以太坊創始人 Vitalik Buterin 明確將以太坊網絡的開發過程分為四個階段: Frontier(邊境)、Homestead(家園)、Metropolis(大都會)和 Serenity(寧靜)。
邊境(2015年7月):以太坊第一次版本發布,允許開發人員對以太坊進行挖礦,並基於以太坊進行 DApp 與工具軟體的開發。那時的以太坊只有命令行界面,沒有圖形界面。
家園(2016年3月):發布了第一個生產環境版本,對許多協議進行了優化改進,為之後的升級奠定了基礎,並且加快了交易速度。普通用戶就可以參與以太坊的挖礦。這一階段的網絡是以太坊正式發行的第一個版本。
大都會(2017年10月):「大都會」階段就是如今以太坊所處的發展階段。在這個階段,以太坊底層協議將發生重大改變,即從 PoW(工作量證明機制)緩慢地向 PoS(權益證明機制)過渡。該階段分為兩個版本,分別命名為拜佔庭和君士坦丁堡,將會使得以太坊更輕量、更快速、更安全。
寧靜(時間待定):這個版本將會使用期待已久的PoS共識,其中將會使用Casper共識算法。在這個階段,礦工對於以太坊來說將不再重要。
以太坊網絡升級的主要內容就是其底層協議的變化。君士坦丁堡硬分叉可以看成是對「寧靜」階段的準備。
談君士坦丁堡硬分叉之前,先做一波科普。如果對此有過了解,可選擇跳過這一部分。
什麼是分叉?為什麼要分叉?
先說說什麼是分叉。簡單來說,分叉是對網絡的更新,這與你更新計算機應用程式以使其更安全或具有新功能的方式非常相似。
比如你試圖用低版本 Word 打開更高版本的 Word 文檔,可能會存在字體顯示錯誤或信息丟失。硬分叉就是如此,向後不兼容。
應用到區塊鏈情景,如果要保證大量去中心化節點可以同時、準確同步信息和擁有相同的新功能,就很有必要遵循相同的規則,即所謂的硬分叉,而不是軟分叉。
那麼,從概念上講,什麼是軟分叉?什麼是硬分叉?
軟分叉:當新共識規則發布後,沒有升級的節點會因為不知道新共識規則,而會繼續生成區塊,就會產生臨時性分叉。爭議也可能導致硬分叉,新鏈與舊鏈會同時存在並具有價值,比如 ETC 與 ETH、BTC 與 BCH。
硬分叉:區塊鏈發生永久性分歧,在新共識規則發布後,部分沒有升級的節點無法驗證已經升級的節點生產的區塊,通常硬分叉就會發生。
對於無爭議的硬分叉,大多數節點都會停止在舊鏈上的活動,不會為舊鏈添加新塊。鏈條自然死亡且代幣不再具有價值。
那麼,為什麼要分叉呢?
作為區塊鏈底層開發平臺,為了能夠讓自身區塊鏈網絡更好的滿足 DApp 開發的需要,以太坊需要不斷「升級」,以解決當前網絡存在的問題。比如如今困擾以太坊的低 TPS 問題和低擴展性問題。
此次君士坦丁堡硬分叉就是以太坊的「升級」方式。其升級的主要內容就是底層協議的變化,此次君士坦丁堡硬分叉可以看成是對「寧靜」階段的準備。
君士坦丁堡二三事兒
什麼是君士坦丁堡?
君士坦丁堡只是以太坊網絡更新後的名稱。此次更新是無爭議的,並且預計每個人都同意在這條新路徑上採用以太坊區塊鏈。就像2016年的「家園」和2017年的「拜佔庭」,此次硬分叉將導致兩個鏈條,舊鏈幾乎立即死亡。
新的以太坊區塊鏈包括以下5個新的以太坊改進提案(EIP):
EIP 145: 在合約中支持高效的位運算,如同C語言中的<<和>>
EIP 1052: 增加一個操作符,用於計算合約代碼的Hash值
EIP 1283: 優化存儲算法,降低智能合約存儲的GAS消耗
EIP 1014: 增加了新的合約地址生成指令,允許根據合約代碼推測合約地址
EIP 1234: 將挖礦難度炸彈延遲12個月,將每個區塊的挖礦獎勵從3ETH降到2ETH
以太坊君士坦丁堡EIP更新詳情
早前報導普遍猜測,本次升級中以太坊的共識算法將會進入 PoW/PoS 的混合模式,即每100區塊中,前99個區塊使用PoW共識,而最後一塊使用 PoS 共識。基於此,以太坊將可以在公網環境以一個安全係數較低的方式檢驗基於 PoS 的 Casper 算法,而且可以依賴最後一塊的 PoS 共識來有效抵禦51%攻擊。
而事實上,在君士坦丁堡版本中,共識模塊只包含主網使用的 PoW 算法 Ethash,以及測試網 Ropsten 採用的 PoA 算法 Clique,並沒有 PoW/PoS 混合共識的支持。而且,本次硬分叉也不會分叉處新的資產。
和你有什麼關係?
如果你只是以太幣持有者,你只需更新錢包就可以了。因為交易所(Coinbase、Kraken、ShapeShift)、錢包(MyCrypto、MetaMask、Trust Wallet)和節點提供商(Infura、Etherscan、Quiknode)都會更新其節點。
如果你本身就是節點,比如你在 Infura 工作或正在使用 Geth 或 Parity,你就需要將軟體更新到最新版本。
如果你是普通的區塊鏈愛好者,無需過多關心,因為此次升級不會給你帶來任何影響。
會對以太坊生態產生怎樣的影響?
基本上,將有同量級的 TPS,但如果考慮 EIP-1024 如何優化狀態通道,或許能看到一些 layer 2 解決方案逐漸發揮作用。
成本取決於交易數量。一些 EIP 將優化智能合約交互,通過智能合約進行交易的成本會降低。但不能確定是否會出現 「CryptoKitties 事件」,造成網絡擁堵,增加交易費用。
在 PoW 機制被取代的過程中,以太坊的挖礦收益會有一個降低的過程。在此過程的作用下,也許能為以太坊帶來一波增長。
作為以太坊網絡開發路線中的重要環節,君士坦丁堡硬分叉首先將會幫助以太坊網絡實現擴容和提高其處理速度,對其性能進一步提升。這對ETH來說無疑是一個積極的信號。2018年12月10日,Vitalik 在推特上也表示,未來基於PoS的區塊鏈分片將提高數千倍的效率。
在 Vitalik 對以太坊的發展規劃中,君士坦丁堡這一環節至關重要。短期來說,此次硬分叉對網絡的性能,將在很大程度上解決當前以太坊網絡性能不足的問題。長期來說,底層協議的變化將使以太坊發生根本性改變。這種根本性改變帶來的直接後果即是以太坊礦工們通過挖礦能獲得的 ETH 的減少,促使 PoW 向 PoS的轉變。
等待寧靜
君士坦丁堡之後,下一個上線版本就是寧靜(Serenity),也就是大家常說的以太坊 2.0。
以太坊 2.0 的三大創新是:PoS 共識機制、Sharding(分片) 和 Ewasm 虛擬機。
Casper 是以太坊寧靜版的最大特色,也是最大挑戰,是需要把以太坊從一個工作量證明的區塊鏈,變成一個權益證明的區塊鏈。這是對基本共識機制的改變,也是以太坊的未來基礎。但對於以太坊來說,這個轉化涉及社區各方,尤其是礦工的利益,所以挑戰非常大。
以太坊擴容的第二個重要想法是分片。與資料庫分片相似,區塊鏈分片可以由一部分節點處理一部分工作。這樣,整個系統能處理的總工作量就可以隨著節點數增加而增長。分片擴容聽上去容易,其實做起來非常難。怎麼分片,各個片之間怎麼共識?
如果 Casper 與分片是以太坊 2.0 的前期目標的話,EWASM 虛擬機就是它的後期目標。但 Devcon4 大會上 EWASM 主題的近十個小時的講座告訴我們, EWASM 離真正上線還很遠,在那時還沒有一條測試鏈,甚至寫不出一個像樣的 「Hello world」,而且路徑依賴於 Casper。
此外,PoS 似乎看起來更像是讓富人更富的共識機制(參考:富人越富,窮人越窮,我為什麼反對PoS),市場是否能等到2021年也不得而知,雖然目標與路徑已經有了,但以太坊寧靜版的具體實現仍然任重而道遠。
以太坊在一步步「拋棄」 PoW 機制的同時,將不得不面對來自 PoW 擁護者和收益減少的礦工的反對。數字貨幣經濟學家 Tuur Demeester 2018年12月29日在社交網站上就對以太坊抨擊道:以太坊意圖由 PoW 向 PoS 的轉變將改變系統的經濟。實際上 PoW 是比特幣最大的創新。V神只是向以太坊的追隨者們承諾了一個烏託邦,一個未經證實的未來。
營長不禁要問,以太坊能率先成功嗎?
營長的答案是:可以!因為它有最大、最活躍的開發者社區。
參考資料:
1)Waiting for Serenity: What Will It Bring?
2)Ethereum Constantinople: Everything You Need To Know
3)以太坊2.0? 親歷3天的Devcon我看到了這樣一個以太坊 | 見聞錄
4)深夜15連推!V神又在操心區塊鏈技術落地了,這次他又說了啥?
5)富人越富,窮人越窮,我為什麼反對PoS
6)「君士坦丁堡」硬分叉離以太坊2.0還有多遠?
7)行業觀察 - 關於此次以太坊升級,你需要知道的一切
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