以太坊伦敦升级EIP及其潜在影响

以太坊的历史

以太坊有四个发展阶段，分别是 Frontier、Homestead、Metropolis 和 Serenity。 其中Tranquility是以太坊的最后阶段，标志着以太坊已经到了2.0阶段。 以太坊 2.0 与 1.0 版本有很大不同，包括共识机制从 PoW 转向 PoS，区块结构从单链转向多链分片。 这是一条规划已久的发展路线，可以在保证安全的同时，降低挖矿的能源消耗，实现更高的效率。 为了提高系统的可用性，朝着以太坊 2.0 的目标迈进，以太坊网络需要不断升级。 据估计，8月4日区块高度12965000的伦敦硬分叉是一次网络升级。

以太坊的网络升级是通过链下治理实现的。 社区成员提出EIP（Ethereum Improvement Proposal），并就升级使用的EIP内容达成一致。 开发团队更新客户端，最终矿工使用最新版本的以太坊客户端，并通过硬分叉升级。 自2015年诞生以来，以太坊经历了数次升级。 时间和名称如下表所示。 他们帮助以太坊不断完善并走向最后阶段。

表一：历次以太坊硬分叉升级时间及名称

本次伦敦硬分叉升级，共包含5个EIP，主题分别为修改收费规则、修改智能合约运行代码相关内容、延迟难度炸弹等。其中，EIP 1559和EIP 3554 对网络的影响最大。

表 2：伦敦硬分叉升级名称

EIP 1559 的影响

EIP 1559于2019年首次提出，经过多次讨论和代码实现，最终在伦敦分叉后落地应用。 EIP 1559将采用与目前完全不同的gas费收取方式，旨在为以太坊网络赋予更多价值。 在目前的收费规则中，手续费由用户设定，都是矿工的收入。 手续费越高，交易打包到区块的速度就越快。 以太坊资源有限，手续费通过拍卖收取。 当网络拥堵时，手续费会增加，需要确认的交易数量也会增加。

在EIP 1559提出的新规则中，手续费分为基础费和矿工小费两部分。 其中，基础手续费是交易所需的最低费用，由系统直接销毁，小费归矿工所有。 新规则没有规定区块的gas limit，大小可以灵活变化，base fee会根据变化进行调整。 该区块当前的gas limit为1500万。 未来虽然没有gas limit，但目标值为1500万，区块容量可在0-3000万区间波动。 如果区块包含超过 1500 万的 gas，基础费用将增加 12.5%，否则如果低于 1500 万，则减少 12.5%，直到趋于零。 当网络拥塞时，基础费用会成倍增长。 如果区块大小超过目标值近5分钟（约21个区块），用户需要支付的基础手续费将增加10倍，近10分钟增加100倍。 . 用户只能等待区块容量减少来降低基础费用。 这种计费方式看似可以缓解网络拥堵，但治标不治本，还是需要网络扩容来提升性能。

EIP 1559提高了手续费效率，主要体现在用户身上。 过去，用户在支付手续费时，需要根据网络拥堵情况和近期的 gas 价格来估算手续费。 如果太少，等待的时间会变长，如果太多挖以太坊的矿机合并后怎么办，又会造成浪费。 从区块层面来看，EIP 1559方案最多可改变区块间基础手续费12.5%。 根据规则，用户可以预测并支付相对准确的手续费，以提高用户体验。

对于以太坊生态来说，基础手续费的破坏会产生更大的影响，ETH代币的通胀速度会放缓。 现在ETH日产量约13000枚，年通胀率约4%。 Dune Analytics数据显示，如果遵循EIP 1559，预计一年内将销毁2,937,123个以太坊，占增发量的61.9%，可以将通胀率降低至1.5%。 这个值低于比特币1.8%的通货膨胀率，销毁太多通货膨胀率可能会变成负数。 通过销毁基础手续费，可以使网络的使用价值与ETH的价值更深度绑定，从而在一定程度上提升ETH的价值。

相比之下，EIP 1559 的实施必然会损失矿工的收益。 以太坊网络越拥堵，矿工的手续费收入就越高。 手续费收入顶多能占到整体收入的一半以上。 未来矿工主要靠区块奖励。 EIP 1559不会影响矿工的MEV收益。 随着 DeFi 应用的扩展，这部分收入将占据一定比例。

外界对EIP 1559实施的抵制主要有两种猜测，一种是操纵挖以太坊的矿机合并后怎么办，一种是分叉，但这两种实现的可能性很小。 基础费用的定价受区块大小的影响，只有矿工才能操纵基础费用。 但是，由于base fee被彻底销毁，不会归矿工所有，矿工没有动力去操纵区块大小，而且矿工群体是去中心化的组织，不可能实施统一的操纵行为，最终的基础费用将由市场决定。 本次升级以硬分叉的形式进行，存在矿工对此不满而分叉的可能性，但矿工不是整个社区，没有社区的支持很难发生分叉。

EIP 3554 的影响

以太坊2.0将经历Phase 0、Phase 1、Phase 2三个阶段，这三个阶段需要实现的任务是PoS共识、数据分片和交易分片。 以太坊 2.0 的分片结构由信标链和分片链组成。 信标链负责分片链之间的通信，也是整个框架的核心。 目前，以太坊已经上线信标链，开启PoS挖矿。 同时，PoW 挖矿依然存在。 等待以太坊 2.0 做好充分的准备，PoW 就会退出历史舞台。 一般情况下，PoW矿工不会因为已经支付了矿机等硬件设施的费用而主动退出挖矿。 以太坊通过减少区块奖励和设置难度炸弹实现了 PoS 共识转移。

图 1：以太坊 2.0 框架

减少区块奖励可以直接减少矿工的挖矿奖励。 君士坦丁堡升级后，区块奖励从 5 个 ETH 减少到 2 个。 设置难度炸弹的目的是增加挖矿难度，使 PoW 越来越难出块，然后将共识转移到 PoS 网络。 所以，难度炸弹选择的时间点非常重要。 只有在以太坊信标链完全具备承担全网交易能力后才能实施。 早期的爆炸会影响 PoW 网络的安全。 迄今为止，难度炸弹已经推迟了3次。 最后，在920万区块高度的缪尔冰川升级中，难度炸弹推迟了400万区块，将在今年8月爆发。 伦敦硬分叉EIP 3554的内容是将难度炸弹推迟到今年12月。

图2：以太坊的网络难度，红框代表难度炸弹延迟升级

在接下来的上海硬分叉升级中，预计会包括ETH 1和ETH 2的合并，如果能按时完成，难度炸弹会如期出现，但难度炸弹短期内不会造成明显伤害时间。 影响。 矿工成本与币价有很大关系。 从以太坊历史算力的变化来看，算力并没有因为区块奖励的减少或者网络难度的增加而直线下降。 相反，以太坊价格下跌导致全网算力下降。 主要原因。 如果要限制 PoW 挖矿，让矿工自愿退出，则需要长期实施难度炸弹或大幅降低区块奖励。

图3：以太坊网络算力主要受以太坊价格影响

其他生态工业园区的影响

EIP 3198 的实施是为了补充 EIP 1559，添加了 BASEFEE 操作码以返回当前区块的基本费用。 EIP 3541实施后，网络将拒绝以0xEF开头的新智能合约，现有智能合约不受影响。 这是为下一次关于 EVM 对象格式的提案做准备。 如果没有部署下一个提案，这个提案也可以用于其他目的。

EIP 3529修改了某些操作码的gas退款，这将影响Gas Token的使用。 在以太坊的gas pricing中，在清理status和storage slots以及删除带有自毁操作码的合约时，gas fee是负的，也就是会返还gas，最高返还的是消费的一半创建的时间。 根据这个特点，用户可以在gas价格低的时候花费gas创建这些智能合约，在gas价格高的时候清理删除这些智能合约，获得gas再用于其他交易，实现gas费套利。 例如1inch开发的GST1、GST2和CHI就是使用不同机制的Gas Token。 EIP 3529取消了SELFDESTRUCT操作代码的gas返还，降低了SSTORE操作代码的gas返还，会导致Gas Token失效。 减少Gas Token有利于减少不必要的gas使用和对网络资源的占用，也有利于避免返还gas后区块大小发生变化。

思考与总结

在伦敦硬分叉升级之前，以太坊经历了数次硬分叉升级。 下一次上海硬分叉实施后，有望实现以太坊1.0与信标链的合并。 伦敦升级共包含5项EIP内容，其中EIP 1559调整了收费方式，EIP 3554推迟了难度炸弹。

EIP 1559让手续费更高效，提升用户体验，总体上可以提升以太坊网络的生态价值。 但并不能从根本上解决网络拥堵、交易手续费高等问题，需要通过二层扩容或以太坊2.0来实现。 EIP 3554 中难度炸弹的延迟可以让它在信标链 PoS 完全准备好时实施，以鼓励矿工放弃 PoW 链。 此外，伦敦硬分叉也会影响Gas Token的使用。 之后 Gas Token 会失效，但是有利于释放不必要的网络空间。

以太坊网络升级通常采用硬分叉的形式。 硬分叉和软分叉最大的区别在于是否兼容旧版本。 硬分叉可以保证所有节点都升级到最新版本，否则不会被其他升级后的节点接受。 以太坊在升级到2.0阶段变化很大，要求所有节点保持一致，使用同一个版本。 为了防止社区分裂，比特币通常采用软分叉升级，比如隔离见证。 为了避免硬分叉造成的社区分裂，很多公链都采用提案通过后自动升级的方式。 以太坊强大的社区共识阻止了真正的分叉。 一般来说，创始人 Vitalik 支持的提案都会得到社区的支持。 即使伦敦硬分叉中的某些内容会遭到矿工的反对，但造成社区分裂的可能性很小。