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君士坦丁堡多元 | 这次分叉是2次达到共同的认识

据BTCmanager消息,以太坊团队日前宣布推迟Casper的开发12个月,以减少区块奖励保持稳定。

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另外,以太坊团队接受了EIP-1234提案,这个EIP不是向前兼容的,同时在难度计算中引入向后不兼容性,区块奖励将会调整到2个ETH,uncle和nephew奖励也会相应做出调整。

预计在1月16日左右发生的以太坊君士坦丁堡硬分叉,可能是未来几周内密码货币社区会关注的焦点。

曾在12月份的时候介绍过《以太坊的硬分叉升级——君士坦丁堡》的具体内容,本次旨在《捋一捋以太坊社区在做啥》的基础上进一步介绍一下以太坊升级的模式和本次君士坦丁堡升级里面影响颇大的难度炸弹推迟12个月和出块奖励从3ETH减少到2ETH的来龙去脉。

unitimes.io

该EIP还将延迟难度炸弹4200万秒,大概1.4年的时间,从而使链在2020年夏天回到30秒的区块时间。

君士坦丁堡(Constantinople)是以太坊转向以太坊2.0的过渡升级之一,因此其改变并不是很多,除了引入了一些新的操作码之外,延迟“冰河期”难度炸弹触发,以及降低挖矿奖励(从3 ETH减至 2ETH)成为了这次升级最受关注的地方。

2015年7月30日下午3时26分,以太坊第一个创世区块诞生,在以太坊的整个生命周期里,代码的迭代也在同时进行以提高系统性能,主要分成四个阶段:Frontier、Homestead、Metropolis和Serenity,前三个阶段以太坊共识算法采用工作量证明机制,在第四阶段计划切换至权益证明机制。

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从历史上来看,这也会是以太坊的第二次减产。

第一阶段:Frontier阶段始于2015年7月30日,该阶段用途是:将挖矿和交易所交易运行起来,建立一个让人们可以在里面测试分布式应用的应用。

全球视角,独到见解

一旦激活后,运行君士坦丁堡的节点将与先前版本的以太坊不兼容,从而导致区块链的“硬分叉”,这次升级的确切激活时间点,正是以太坊区块链高度达到7,080,000之时,根据以太坊团队负责人Péter Szilágyi的预测,差不多是在1月16日前后。

第二阶段:2016年3月14日,以太坊发布Homestead,与前沿相比,家园没有明显的技术性变革;以太坊提供了图形界面的钱包,易用性得到改善,普通用户也可以方便地体验和使用以太坊。

“审慎的乐观态度。”

而激活后,运行最新软件的节点将在新分叉上运行。与产生两种token的争议分叉不同,这次的硬分叉被认为是“无争议的”,也就是说,继续在原规则区块链上运行的遗留节点很大可能无法得到补偿,旧分叉上的token可能会变得毫无价值。当然,作为普通用户的我们,不需要对这次分叉有太多的担心,截至目前,各大交易所均已发公告支持了这次以太坊升级。此外,以太坊核心开发团队在1月4日的会议上对预定的升级版本表示出了很强的信心。

第三阶段:Metropolis旨在将以太坊的共识算法将会从工作量认证转变成工作量认证和权益认证 的混合共识算法,以提高整个以太坊区块链效率、降低费用,并最终过渡到第四阶段的纯权益共识算法。它实现起来较为复杂,所以又分成拜占庭(Byzantium)君士坦丁堡(Constantinople)两个硬分叉升级。2017年10月16日,以太坊按照原定计划于第437万个区块高度进行了拜占庭的硬分叉;

这是以太坊基金会的通讯官 Hudson Jameson 对即将到来的以太坊第5次全系统升级(君士坦丁堡硬分叉升级)所持有的态度。

五大改进提议组成君士坦丁堡,减产最受关注

EIP140:增加‘REVERT’操作符,允许处理错误不需要花费掉所有的gas

EIP658: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

EIP196 & EIP197 :在alt_bn128和配对检查上增加椭圆曲线和标量乘法,允许ZK-Snarks等

EIP 198:支持大数模幂,实现RSA签名验证和其它加密应用。

EIP211 :支持可变长度返回值

EIP214:增加‘STATICCALL’操作符,允许对其它合约进行非状态改变调用

EIP100:修改难度调整公式,将叔块计算在内

EIP649:冰河期/难度炸弹延期1.4年,区块奖励从5个以太坊降到3个以太坊

预计将于1月16日进行的以太坊君士坦丁堡升级,是以太坊网络的硬分叉升级,此次升级将会单方面地要求所有以太坊网络中的所有节点进行安装,以使以太坊网络按照预期的方式运行。

这次君士坦丁堡升级,共包含5个EIP,它们分别是EIP145、EIP 1014、EIP 1052、EIP 1283以及EIP 1234。

君士坦丁堡硬分叉升级原本最初定于今年11月份,最终确认为第7,080,000区块高度,根据当前出块速度大约在2019年1月16日左右(区间在14-18日),具体变化涉及5个EIP:EIP145,EIP1014,EIP1052,EIP1283,EIP1234。其中:

这种硬分叉升级过程带有其固有的风险:比如,如果有足够数量的用户并不同意此次升级,那这将导致以太坊网络出现分裂,2016年随着DAO事件的发生伴随而至的饱受争议的以太坊硬分叉就导致了出现两条不同的区块链,即以太坊和以太经典。

其中EIP 1234是最受关注的更新内容,这对矿工而言尤其重要,其会要求推迟以太坊“冰河期”的难度炸弹,并将以太坊每个区块的奖励从当前的3ETH(叔块为2.625ETH)降低到2ETH(叔块为1.75 ETH)。

EIP 145:给EVM增加移位相关指令,包括左移SHL,逻辑右移SHR,算术右移SAR;

EIP 1014:产生合约地址的一种新规则,与状态通道有关。规则为keccak256( 0xff address salt keccak256(init_code)))[12:];

EIP 1052:为EVM增加EXTCODEHASH指令,这个指令可以获得一个合约bytecode的keccak256的hash值;

EIP 1283:修改EVM的SSTORE指令gas计算方式,预计会减少许多合约的gas消耗,需要硬分叉支持;

EIP1234:将是潜在最有争议的提案,也需要硬分叉支持,它包括难度炸弹(Difficulty Bomb)协议推迟12个月和挖矿奖励调整,难度炸弹使挖矿难度随时间推移越来越高,挖矿奖励调整将挖矿奖励从3个降低到2个

但是,Parity以太坊客户端的发布经理Afri Schoedon表示此次硬分叉升级会出现以太坊分裂的风险很低,因为此次升级受到了主要的以太坊矿池的支持,他们是避免出现分裂的关键。Schoedon 表示:

难度炸弹将使矿工越来越难处理区块,直至挖矿变得无利可图,这样就会迫使矿工转向pos协议。这一提议推迟了500 万个区块(大约是12个月的时间)。延迟表明,以太坊向pos的过渡,仍然需要更多时间的发展。

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。计算公式如下,最右侧加粗的相加项即为难度炸弹:

“矿工们已经准备好。只有矿工才能导致区块链的分裂。”

实际上,这并不是以太坊历史上第一次区块奖励减产,在以太坊大都会硬分叉发生(区块高度4370000)后,以太坊的区块奖励从5ETH(叔块为4.375ETH)减少到了3ETH(叔块为2.625ETH)。

block_diff=parent_diff parent_diff/2048*max(1-(block_timestamp-parent_timestamp)/10, -99) int(2^((block.number/100000)-2))

当前,主要的ETH矿池Ethermine的首席执行官Peter Pratscher表示,此次升级得到了大多数矿工的支持。

在第一次减产前,以太坊网络每天新增的以太币大约为25000-35000 ETH之间,而第一次减产后,以太坊每天的产量则降低至15000-21000 ETH之间。

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

“我们预计大多数节点会在分叉区块出现时进行更新。”

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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,同时我们会发现,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(EIP649)。

此次君士坦丁堡硬分叉升级是以太坊发展阶段中的“Metropolis”阶段的第二次升级(此阶段的第一次升级发生在2016年7月,称为“拜占庭”升级)。此次升级包含了5个EIP。虽然这些EIP中的大多数提案都是不存在争议的调整,但其中一个调整却引起了一些争议。

而在第二次减产发生后,预计以太坊每日新增的量在10000-14000 ETH之间波动,虽然幅度上较第一次有所下降,但其处在的时间点却是熊市,显然与第一次减产会有很大的不同。

fake_block_number = max(0, block.number - 3_000_000) if block.number >= BYZANTIUM_FORK_BLKNUM else block.number

new_block_reward = 3_000_000_000_000_000_000 if block.number >= BYZANTIUM_FORK_BLKNUM else block.reward

new_uncle_reward = * new_block_reward / 8

new_nephew_reward = new_block_reward / 32

具体来说,君士坦丁堡升级延迟了“难度炸弹(difficulty bomb)”,这是一种在以太坊网络中随着时间推移而增加挖矿难度的算法。由于此次升级将降低挖矿难度,因此还需要采取措施来减少保护以太坊网络安全性的矿工们的区块奖励--每个区块的奖励将从 3 ETH 降低至 2 ETH

以难度炸弹推迟时间计算,接下来的一年,以太坊网络将会新增365万-511万 ETH,年通胀率将在4.3%附近,这使得以太坊的通胀率将和当前比特币的通胀率相当。

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(EIP1234)

这导致了有些矿工对此次升级有所不满。但同时,主要的以太坊矿池却加大了对此次升级的支持力度。比如,以太坊矿池 Ethermine 的首席执行官 Pratscher 就表示期待此次升级顺利进行。

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