DAO:以太坊协议层的七年之变

什么是以太坊

什么是以太坊？一千个人有一千个答案，而本文想探讨的是最为一致的答案，即以太坊的协议是什么？或用更技术地描述——如果要开发以太坊的客户端(PoW链/ETH1)，我需要依照什么规则？

你没法找到一份规范描述以太坊当前的共识规则，因为以太坊的协议是通过增量更新来描述的。以太坊黄皮书描述了创世时的完整协议，而每一次协议变更都称为一次硬分叉(当然，也有人尝试用「网络升级」这个表述)，需要所有的客户端更新代码。简而言之，以太坊通过硬分叉来实现协议层的变化，变化的最小单元被称为以太坊改进提案(EIP,EthereumImprovementProposal)，一次硬分叉包含一组以太坊改进提案。本文将回顾以太坊的历次硬分叉及其中包含的改进提案，试图展现过去的七年中以太坊究竟做了什么

以太坊合并后供应量已增加超1万枚ETH:金色财经报道，据ultrasound.money数据显示，以太坊合并后供应量已增加10,696枚ETH。数据显示，截至发稿时的总供应量为120,531,837枚ETH。[2022/10/3 18:38:14]

历次硬分叉介绍

概况

以太坊的历次硬分叉可以通过此页面查看。自2015年7月30日上线起，共进行了14次硬分叉，包含39个EIP。间隔最近的两次硬分叉是26天，间隔最远的两次则是490天

硬分叉分为「主动升级」和「被动升级」。主动升级指的是开发团队主动对以太坊协议的修正，而被动升级则是「不得不」采取的行动，以应对潜在的安全性风险。被动升级至少包括「DAOFork」、「TangerineWhistle」、「SpuriousDragon」、「MuirGlacier」、「ArrowGlacier」、「GrayGlacier」此外，多次主动升级也包含了推迟难度炸弹的选项

比特大陆新款以太坊矿机E9性能：单台算力3GH/s，单位功耗0.85J/M:4月24日，在2021年新基建区块链峰会中，比特大陆环太区商务负责人高天林在演讲中公布以太坊矿机E9性能，单台算力3GH/s，功耗2556W，单位功耗0.85J/M。[2021/4/24 20:53:56]

硬分叉是如何达成共识的呢？尽管关于硬分叉的协商并无成文规定，而是依照某种社区管理进行，但其流程发生过一次变更，标志性事件是MartinHolstSwende提出了「以EIP为中心的升级」。

代表性硬分叉解读

历次硬分叉背后蕴含着一些代表性事件，颇具戏剧性，包括DAO分叉、上海DOS、双堡奇缘和拆弹危机

DAO分叉

DAO分叉事件是以太坊发展过程中最为深远的一次事件。由于theDAO的智能合约被黑客攻击，约360万ether被黑客盗走，但有28天的冻结时间。在这期间，借助Carbonvote，持币者表达意愿，以太坊基金会决定将这部分资金转移到新的智能合约，允许投资者提款。此次分叉产生了EthereumClassic，也引发了大量的社会争论

StarkWare首席执行官：以太坊第二层可扩展性解决方案仍然需要一些工作:金色财经报道，区块链公司StarkWare联合创始人兼首席执行官Uri Kolodny表示，以太坊第二层可扩展性解决方案仍然需要一些工作。此前以太坊联合创始人Vitalik Buterin在6月1日宣称，以太坊的第二层扩展初始部署“基本上”成功了。Kolodny却称他并不那么坚信。当被问及是什么阻碍了以太坊的第二层可扩展性解决方案时，Kolodny表示，“缺乏与钱包和其他工具的适当集成”是部分原因。此外，开发人员对第二层解决方案缺乏信心。展望未来，Kolodny说，他相信“交易将比我们意识到的更快地进入第二层。”他解释说，以太坊目前的交易费用非常高，这将迫使许多公司转向第二层解决方案，使它们能够感知到更低、更可预测的交易成本。[2020/6/3]

硬分叉决策流程变更

动态 | 以太坊开发社区先驱Greg Colvin 加入Algorand:据区块链协议Algorand官方博客消息，以太坊开发社区的先驱和领导者Greg Colvin 加入了 Algorand 的理论团队，致力于关键的路线图项目。据悉，最近，他参与了架构的改进和以太坊虚拟机性能的改进。除了他的技术创新，他还致力于提高以太坊生态系统中流程的透明度和有效性。[2019/5/29]

硬分叉是如何决定的？实际上以太坊长期缺少成文文档，更多依赖「社会共识」。EIP-233试图规范分叉的正式流程，但并未被接受

尽管本文无法展现以太坊社区对硬分叉决策流程的讨论，但以太坊的硬分叉决定流程显然发生过变化。在Berlin硬分叉之前，开发者首先确定硬分叉的时间，再决定要纳入哪些EIP，确定之后再进行实现和测试

不是改变的改变

值得一提的是，以太坊的区块空间上限(Blockgaslimit)并非共识的一部分。矿工有权更改区块空间上限，每个区块的上限变化最多为0.1%。不去硬编码这个数值主要是为了避免潜在的攻击风险

EIP都在做什么

纳入硬分叉的EIP的类型主要包含计费模型变更、新操作码引入、难度炸弹、经济模型、预编译、安全考虑等

计费模型变更

计费模型变更是数量最多的EIP，共有10个，占25.6%。其通过增减操作码的单价，以平衡gas消耗和实际占用系统资源的不匹配，可消除系统被DOS攻击的隐患，或是有利于特定类型应用的部署。一部分DOS隐患是因为对系统资源的错误估计造成的，EIP-150和EIP-160解决了这个问题；而另一部分DOS隐患则是系统的固有特性，伴随着状态数据增长，访问状态数据的实际资源消耗也随之增长，因此需要定期调整相应操作码的单价，典型的有EIP-1884(我认为写得最好的EIP之一)

由于以太坊的状态表示模型，计费模型必须定期调整，这是特性，而非故障

新操作码引入

共有9个EIP为以太坊虚拟机引入了新的操作码(不含EIP-1884)，占23.08%。其中比较有影响力的包括EIP-7(DELEGATECALL),EIP-1014(CREATE2),EIP-3198(BASEFEE)等

经济模型

有4个EIP对经济模型有影响，2个降低了新区块奖励，1个调整了难度计算模型(EIP-100)，此外引发较多争议的EIP-1559调整了手续费市场

安全考虑

有3个EIP是出于安全考虑的，包括重放攻击保护(EIP-155)，状态前缀树清理(EIP-161)，合约代码大小限制(EIP-170)

其它

其它EIP还包括网络协议改进(EIP-8)，增加交易执行状态接口(EIP-658)，增加新的交易类型(EIP-2718)等。此外，EIP-2包含了Homestead的所有更新，较为复杂

总结

本文介绍了以太坊历史上的历次硬分叉，解读了几次硬分叉背后的代表性事件，并详细描述了以太坊硬分叉决策流程向EIP为中心的转变。文章还深入分析了历次硬分叉中的EIP所发挥的作用

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