GAS:解读以太坊上海升级即将激活的四个 EIP_区块链的四大核心技术

作者：十四菌，十四君

以太坊巴黎升级之后又一重大更新即将到来——上海升级！目前有着上千专业开发者的以太坊核心社区，从15年走来已经历经15次主网升级，而这一次上海升级将为链上锁定着的230亿美金的POS质押ETH提供解锁能力，还伴随有对GAS优化的诸多EIP融入。

随十四君来深入了解即将主网激活的那些EIP提案的作用、原理、应用方向吧。

本文2300字，阅读需5分钟

一、背景

1.1主网升级

以太坊在2015年提出4大阶段：前沿、宅基地、大都会、宁静。众所周知的是”宁静”阶段的标志也正是2个月前以太坊共识算法从POW算力挖矿全面转为POS权益质押挖矿，如今的他是即节能又安全且足够去中心化的首席公链。

每次主网升级其命名都是柏林、巴黎、上海这样的地名，历史上还有多次主网升级带来巨大变革

1.2回顾2021年8月5日-伦敦升级

声音 | 最高人民法院工作报告解读：探索司法区块链等互联网模式:据新华网消息，12日，最高人民法院办公厅副主任陈志远接受专访，解读最高人民法院工作报告中网民高度关注的热点内容。陈志远介绍，杭州互联网法院通过全流程在线审理平台，实现案件全流程在线办理，让当事人打官司“一次都不用跑”；采用司法区块链等技术，让存证取证更方便，让电子证据更可靠。[2019/3/12]

在区块高度12,965,000，以太坊完成代号为“伦敦”的硬分叉升级，共涉及五项提案。

最有影响的是启动了EIP-1559，他由以太坊创始人Vitalik·Buterin提出，从此以太坊上的每笔交易都将燃烧基本gas费用，这会自动减少ETH的流通供应量，使以太坊代币从此进入通缩时代举个栗子。

EIP-1559改变了价高者得的Gasfee计算逻辑，之前用户为了让矿工及时打包自己的交易，需要加价支付矿工费，出价越高，被优先打包的概率越大，在一定程度上会造成Gasfee的无限增长升级后，交易手续费分成了基础费和小费，小费给矿工激励竞价出块，基础费会销毁。虽然依旧有竞价出块的部分，但矿工收益大约下降20%，而经济模型也转为通缩式。

声音 | 李少平解读最高法“五五改革纲要”： 要推动区块链存证等科技创新手段深度运用:据中国之声《央广新闻》消息，《最高人民法院关于深化人民法院司法体制综合配套改革的意见》，即《人民法院第五个五年改革纲要（2019—2023）》今日发布。最高人民法院副院长李少平在对该文件进行解读时表示，“五五改革纲要”在前期工作基础上，提出要构建中国特色社会主义现代化智慧法院应用体系，不断破解改革难题、提升司法效能。其中，要推动语音识别、图文识别、语义识别、智能辅助办案、区块链存证、常见纠纷网上数据一体化处理等科技创新手段深度运用。[2019/2/27]

本质上，1559的设计发挥了次高价竞价模式的优势，最终会让同一区块内所有交易支付的价格基本一致，对用户更公平

二、上海升级

为何如此急迫？

在过往，一两年才进行一次重大升级是常事，合并共识转换这样的重量级升级都会提前测试网稳定运行1-2年后才会真正步入主网升级，那为什么这次上海升级如此急迫呢？仅仅2月后就基本定案要囊括的EIP呢？

现场 |中国电子技术标准化研究院周平解读区块链技术:金色财经现场报道，今日下午，在北京召开的区块链应用技术高峰论坛暨区块链应用技术专项赛颁奖典礼上，中国电子技术标准化研究院软件工程评估中心主任周平在《区块链及其标准化》的主题报告中，介绍了国际标准化情况和《区块链和分布式记账技术 术语》标准 ISO 22739。他提到区块链是通过加密，将经验证和校验的区块链接，形成的分布式账本； Token是利用加密技术控制产生的资产的表现形式，该资产也通过加密技术校验所有权转移或状态变化等。[2018/9/6]

核心因素是，合并后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，而是由已存入或质押大量ETH的个体和组织“验证者”进行验证。那对于验证者而言，他们质押的ETH可以生成和收集新的ETH，这些所谓的“新ETH”就是他们证明验证交易和保护网络的奖励。

但目前的以太坊，只能存入ETH但不能提取ETH，质押总价值接近235亿美元，都被“被困”在以太坊网络上。

分析 | 肖飒律师解读五部门风险提示:今日，大成律师事务所律师肖飒在其个人公众号上发文，解读银保监会等五部门共同发布的《关于防范以\"虚拟货币\"\"区块链\"名义进行非法集资的风险提示》。肖飒表示，风险提示中明确提出\"代为投资，极可能是活动\"。这句话具有重要的现实立案价值。这就意味着，ETH等也有望成为罪的犯罪对象，而不仅仅是2013年被定性的特定的虚拟商品一比特币。也就是说，未来罪立案的范围可能会较大幅度扩大，保护的范围也在扩大。[2018/8/27]

如果不尽快开放解除质押功能，则质押ETH的吸引力将大打折扣，后续也就不会有那么多人进入以太坊网络，这无疑会对以太坊的未来发展和网络安全产生巨大影响。

三、详情解读

根据10-28号最新github提交的上海升级记录

3.1EIP-3651：更温暖的COINBASE

他是什么？

尹振涛解读数字货币政策：对数字货币的监管还可以更严厉:中国社会科学院金融研究所法与金融研究室副主任尹振涛认为：对数字货币的定位不明确，各国对数字货币的监管都在同一起跑线上；各国的监管差异体现了背后的经济博弈；从效果上看，当前国内监管做的还不够，在某些领域，我们还可以更严一点；禁止ICO不应是阻碍区块链发展的借口；数字货币交易被禁止，风险仍留在国内；未来各国的监管会渐趋一致。[2018/3/22]

这标题的翻译确实很让人迷惑，这里的COINBASE并不是交易所的那家公司，而是来自比特币的概念，即区块中的第一笔交易是笔特殊交易，称为创币交易或者coinbase交易，这种交易早期设计用于矿工打包收集挖矿的gas小费收入。

温暖的和寒冷的，其实指的是此执行此交易时候是否有预先加载，影响矿工打包coinbase交易的gas费。

如果无预先加载，是寒冷的，则gas费更高如果有预先加载，是温暖的，则gas费更低

有什么用？

现在矿工打包的交易可能可以用作更多用途，比如ERC-4337中用于收集用户签名后，批量实现交易，其次也可以用同类原理来实现多种代币结合逻辑的元交易支付等。

在EIP-3651之前，更激励用ETH的支付方式

在EIP-3651之后，更激励用ERC20的支付方式

总之，是一个影响激励的交易类型的提案

3.2EIP-3855：新增PUSH0指令

他是什么？

对于EVM即以太坊虚拟机中，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，该指令的需要2gas

有什么用？

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PUSH10，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

该EIP还统计了因此的gas损失：在现有账户户中，有340,557,331字节浪费在PUSH100指令上，意味着部署损耗达68,111,466,200gas

总之，是一个降低无意义的GAS消耗的提案

3.3?EIP-3860：提高初始化的代码量限制

他是什么？

合约部署时候，有个初始化代码的大小，基于EIP170是限制了initcode大小为24576，而如今则是将initcode的最大大小限制提升为49152即翻倍，并为每32字节的initcode块应用2的额外气体成本

有什么用？

显然，更大的代码容量，可以让智能合约系统做更多的事情，目前代码仅24kb的规模导致很难用一个合约去实现系统，原先的临时解决方案都是分多个合约部署，然后互相相互调用，但显然跨合约引用是个高gas成本的事情。

总之，是一个提高智能合约系统上限以及降低gas消耗的提案

3.4EIP-4895：信标链将提款作为操作指令

他是什么？

可以说，这是本次上海升级的核心。从结果上讲，实现的是质押的ETH提款操作，而实现方式是引入了系统级的指令withdrawal基于信标链的信息，无条件地直接控制指定地址的ETH余额。

执行提现操作的方法有很多种，本次的提现操作的特点如下

本身是由系统来发起，而不是用某个用户发起，更简洁易于审查

无gas费消耗，系统发起受到共识层提款限额的控制，无需再用gas来做抗dos防护直接更新执行层的余额，无EVM执行过程，采用最简实现策略。

有什么用？

别忘了，现在还有1400W个，合计价值235亿美元的ETH被质押“困在”以太坊信标链里。

四、后续以太坊的重心在哪？

下图是近期以太坊创始人VitalikButerin发布的最新路线图，图中绿色部分代表推进的进度，可以看到还有大量围绕性能、安全隐患、隐私、账户体系AA的目标已经找到实现路径

附录

https://www.youtube.com/watch?v=CcL9RJBljUs&t=336s

https://docs.google.com/presentation/d/1N6aX-GE-kus73vlq-v7D-z2iwUI4N4ss1tiPamfoTi4/edit#slide=id.g1231e3828e8_0_89

https://twitter.com/EthereumCN/status/1588825937629835265

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