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以太坊“君士坦丁堡”升级是什么?有什么意义?

我们都知道以太坊(Ethereum,货币符号ETH)在设计之初就决定,最终要采取权益证明(PoS)去维护交易的安全性,取代效率低下,资源消耗大的工作量证明(PoW)。通过前期PoW建立起一套可以信赖的数字加密货币体系,之后就将基于的该货币转到PoS体系,通过权益人交保证金的方式去保证其作为一个诚实的节点验证交易的有效性。那么以太坊“君士坦丁堡”升级指的是什么?

什么是君士坦丁堡?

君士坦丁堡只是这次以太坊网络更新的名称。这次升级没有争议,预计每人都同意采用新版本。

由此,就像之前以太坊的无争议升级一样(2016年的Homestead和2017的Byzantium),这次硬分叉产生两条链,旧链死掉,而新链持续。此外,跟之前的更新一样,普通人不会注意到任何变化或不同路径的分叉。

这次新的ETH区块链包括一些新以太坊改进提案(EIP)的实施,目的是优化以太坊。

君士坦丁堡升级介绍

2.1 引入EIP简介

君士坦丁堡版本升级主要引入以下EIP(Ethereum Improvement Proposals 以太坊改进建议)。

EIP 145:由两位以太坊开发人员Alex Beregszaszi 和 Pawel Bylica编写的技术升级,EIP 145详细描述了一种更有效的以太坊信息处理方案,被称为逐位移动(bitwiseshifting)。

EIP 1052: 由以太坊core开发人员Nick Johnson和Bylica所撰写,EIP 1052提供了一种优化以太坊网络大规模代码执行的方法。

EIP 1283:由Johnson撰写,其基于EIP 1087,这一提议主要了引入了一种针对数据存储更改更公平的定价方法,这可以让智能合约开发者受益。

EIP 1014:由以太坊创始人Vitalik Buterin亲自创建,此升级的目的是更好地促进基于状态通道和链外(off-chain)交易的扩容解决方案。

EIP 1234:由以太坊主要客户端 Parity发布经理 Afri Schoedon所倡导,它会使以太坊网络的区块奖励从3ETH减少到2ETH,此外还会延迟难度炸弹12个月的时间。

2.2什么是难度炸弹?

在EIP 1234的描述中,各位朋友可能也发现了“难度炸弹”这样一个陌生的概念,让我们首先对此作出解释。跟比特币一样,以太坊会随着算力增长,挖矿难度加大,除此之外,以太坊还加入了一个额外的难度因子(难度炸弹),难度炸弹只针对POW矿工,是一个每十万个区块呈指数型增长的难度因子。举例说明,当共识机制处于POW矿工和POS矿工混合出块的过渡时期时,随着区块高度的增加,由于难度炸弹的存在,POW矿工出块难度将呈现指数级别增长,慢慢难以挖出新的区块,从而逼迫POW矿工陆续切换到POS挖矿,从而实现共识机制由POW向POS的平滑切换。

本次升级后依然只是POW出块,所以将难度炸弹推迟一年后触发,防止提早触发难度炸弹,导致依然处于POW阶段的以太坊产生无法出块的问题。

3 君士坦丁堡引入EIP解读

EIP 145和EIP 1052都致力于通过改进以太坊的底层虚拟机(EVM),来提高网络的效率。

EVM负责处理智能合约编译后的字节码。EIP 145以及EIP 1052的存在,都是为了给智能合约开发者寻求更好的开发体验。

EIP 145引入了称为“逐位移动”的功能,该功能能够在字节码状态下运行,无需依赖于乘法和除法之类的算术操作。升级后EVM将更快地处理诸如CryptoKitties之类的去中心化应用(DApp)的智能合约。此外,当以太坊的智能合约被执行和调用时,通过EIP 1052升级,仅需检查合约代码的基本数据,而不必检查代码的整体。从而不需要验证完整的合约。通过使合约成为压缩的代码行(可被验证的“哈希”),从而节省了计算时间和成本,这对于那些数千行代码的长智能合约的运行而言,性能上有所提升。

EIP 1283实施将带来更廉价的存储。我们知道,在当前版本的以太坊上,对智能合约代码进行某些更新,会消耗大量的gas。EIP 1283通过分解以太坊短期存储(称为内存)中写入的合约更改,而不是区块链本身,从而实现对合约更好的成本优化。应用之后,将会降低开发人员的整体成本。

EIP 1014由太坊创始人 Vitalik Buterin所创建,主要为了提升状态通道的性能。状态通道作为以太坊扩容路线图的重要组成部分,实现在以太坊区块链上发生的最小化操作量,从而释放以太坊网络的资源和空间。

EIP 1234提案是这次君士坦丁堡升级最具争议的部分。根据以太坊开发者的设计,以太坊最终是要转换至Casper Pos共识机制的,然而,这一转换的过程依然遥远。因此,开发者必须要采取延迟难度炸弹的操作,并减少以太币的产量。

4 君士坦丁堡升级改变和总结

本次升级性能和安全上的改变主要有:

(1)长智能合约执行性能优化。

(2)为合约更新时提供更廉价的存储。

(3)为状态通道等二层网络扩容方案做铺垫。

(4)修改了以太坊经济政策。

总结:本次的君士坦丁堡升级是以太坊最后一个POW阶段,前4个EIP的引入都是常规的性能改进升级。EIP1234属于以太坊经济激励体系的一次改变,提前降低出块奖励,为后续共识机制由POW向POS平滑过渡做铺垫。由于以太坊网络已经具有相当大的体量,改变共识机制并不只是技术问题,它会涉及生态中各参与方的利益,所以实现中无法一步升级完成,需要有一个过渡,而这个过渡就发生在“大都会的君士坦丁堡”阶段。因此,以太坊“君士坦丁堡”升级起着承前启后的作用,相当重要。

 

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