中币调研报告2月（下）：以太坊最新动向解析 EIP-1559启动在即

从以太坊正式推出信标链至今已经过去了近三个月的时间，这三个月，以太坊2.0系统进展速度，信标链质押的ETH数量也与日俱增，V神也一直活跃在一线，宣传以太坊的最新进展和项目动态，今天我们就一起看看，这几个月以太坊都发生了什么？

V神更新以太坊路线图，以rollup构建为中心

V神于推特发布“以rollup为中心的以太坊路线图”文件。他表示，以太坊（1.0和2.0）近期和中期的扩容战略以Rollup为中心，目前以太坊的账户，ENS域名、应用等都是在layer 1上，而随着系统的不断完善，这些信息将不得不进行改变，因此在layer 2网络出来之前，layer 1上的重要信息都会迁移到Rollup之上。

以太坊路线图内容显示：

在短期内，主要推进以太坊1.0系统的Rollups方案。以太坊基础层扩展将主要集中在扩展可容纳多少数据块的扩展上，而不是链上计算或IO操作的效率上。在此期间，EIP 2929和EIP 1559等将继续发挥作用。EIP 2929将确保链在当前gas水平下可以安全地抵御DoS攻击；EIP 1559则主要针对ETH销毁和发送区块事务确认。与此同时，以太坊1.0客户端可以重新用作Optimistic Rollup客户端。

另外，以rollup为中心将重设以太坊2.0未来的一些架构，这样就可以做到每个人都可以处理单个高安全性执行碎片，以及可扩展的数据可用性层。

Vitalik Buterin表示：从长远来看，以太坊2.0应该注意四个方面，分别是

第一，错开不同分片上的区块时间；

第二，调整虚拟机EVM，让智能合约更适用于防欺诈验证；

第三，改进和巩固现有的共识算法；

第四，ZK-SNARKing的运行。

以太坊Layer 2方案众多，ZK 和Optimistic备受关注

在Layer 2的众多扩容方案里，被讨论的最多的有 ZK Rollup、Optimistic Rollup、Validium 和 Plasma等。其中Optimistic Rollup一直被认为是最中规中矩的方案，不过近期V神对ZK Rollup青睐有加。

Optimistic Rollup 是一种使用 OVM扩展以太坊通用智能合约的技术。OVM 的功能非常齐全，可以与以太坊虚拟机兼容执行环境。Optimistic Rollup 的构造大量借鉴了 Plasma 和 ZK Rollup 设计。不过 Optimistic Rollup 采用交互式错误证明来确保链下计算的准确性，如果被识别出故意作弊，那将会受到惩罚。相比于 ZK Rollup，Optimistic Rollup 的安全性，Optimistic相对弱一些。

ZK Rollup由以太坊的研究员提出，特点是所有计算过程由链下计算，链上存储，参与计算的明文数据通过 calldata 的形式发送到链上合约，降低存储成本。ZK-rollup具有压缩性，ZK-rollup Layer 2上的交易数据，经过压缩以后返回给Layer 1。ZK-rollup可以为Layer 2提供匿名性，保护Layer 2的数据隐私。

总结一下，Optimistic和ZK Rollup两个方案的对比，ZK rollup 在速度和安全性上有优势，但在智能合约的兼容性上，对开发者不友好；Optimistic Rollup兼容智能合约，利于开发者，不过TPS比较低，效率不高。

以太坊1.0拥堵严重，EIP-1559启动在即

随着以太坊的火爆，以太坊1.0的拥堵问题愈发明显，手续费也再度突破历史新高。2月22日晚间，以太坊价格浮动较大，以太坊GasFee短时飙升，据GasNow显示，如果要在15秒内完成交易，GasFee将高达1220Gwei，这是以太坊有史以来未曾有过的手续费高度。

数据显示，在今年的2月份，以太坊上的矿工收入超过10亿美元。其中交易手续费收入超过5.4亿美元，以太坊网络上交易费用的增加以及本月价格的历史最高涨幅推动了手续费收入的增长。Gas费过高对以太坊造成了一定负面影响，一些基于以太坊的智能项目也在等待以太坊网络畅通。但随着近期以太坊交易费用达到历史最高水平，部分项目也选择了另辟新路。

以太坊的拥堵问题只能通过以太坊2.0系统的分片手段来进行解决，伴随着拥堵问题一起产生的手续费过高的问题，社区已经提出过多种解决方案，包括EIP-1559提案。

以太坊最近舆论的中心都在EIP-1559上，EIP-1559是V神在2019年4月提出的改进以太坊手续费提案，EIP-1559提案中的某些机制已经在FILECOIN网络中被应用，从理论和实践层面都有一定的说服力。

EIP-1559对未来ETH的价值捕获、用户体验、安全性等方面都有着很大的影响。中短期内，EIP-1559提案对ETH的价格冲击力可能仅次于ETH的PoS，不过从长远的角度来看， EIP-1559提案的意义非凡 ，但是以太坊社区对于 EIP-1559方案分歧较多，反对此方案的人大部分为矿工。

什么是EIP-1559？

EIP-1559本质上是关于以太坊网络交易定价机制的解决方案，EIP-1559 将 gasPrice 参数拆分为两个参数：BaseFee + Tip。其中 BaseFee 由系统决定，不需要用户指定。而 Tip（又叫 GasPremium）是用户选择性给予的转账消费，它决定了在相同 BaseFee 的情况下排序的优先权。

BaseFee 由系统计算，这里简单阐述一下其计算逻辑：

虽然BaseFee费用是固定的，但是它会根据网络的拥堵情况，调节每区块的基础费用，计算公式如下：

Ø 每个区块设置的总 GasUsed 的均点为1250万，上限为：2500万；

Ø 当实际区块使用的总ga超过均点时，会提升 BaseFee，低于均点时降低BaseFee。

EIP-1559会根据上一个区块所用的gas和目标gas（gas target，也就是之前的gas limit）来调整。当区块高于目标gas价格，基础费用上升，当区块低于目标gas价格，基础费用下降。我们看一下 Filecoin 的 BaseFee 走势图就会有一些感官认识：

在Tip方面，当网络拥堵时，Tip用于激励矿工将用户交易打包进区块。交易可以指定基础费用和Tip的上限。

EIP-1559提案还包括过渡性方案。区块的一半保留原来的竞价机制，一半采用新的费用机制，并逐渐过渡到新的方案。

EIP-1559方案对以太坊系统的影响？

为什么EIP-1559如此受欢迎，首先我们要看一下以太坊1.0系统现有的挖矿机制，以太坊目前的挖矿机制属于“拍卖机制”，也就是说，用户每一次进行交易时可以自行的选择交易手续费，而矿工优先选择出价最高的交易订单，打包成区块后，写入到以太坊网络之中。这种方式看上去简单且高效，不过确也有一些问题。

例如，在原有的系统中，用户对于手续费没有一个衡量的标准，出价多少很难预估，这样就造成了很多用户会出现超额支付的现象，再加上区块gas limit的限制，每一次交易可能需要再等一些区块才能被统一打包，导致了很多用户即便填写了合适的手续费，仍然无法转账成功的现象。

EIP-1559提案完美的解决了上述的问题，EIP-1559改变了以太坊手续费的付费结构和流向，在 EIP-1559 设计中，BaseFee 部分的手续费是直接销毁的，只有 Tip 的部分奖励给矿工，以抵制以太坊系统的通胀。EIP-1559中，矿工还可以获得新增发的区块奖励，减少了矿工操纵交易费用的动机。 在EIP-1559的设计中，gas费用的变化是根据需求情况进行调整的，其区块之间的费用差异是可预测的。这对于用户体验来说会有提升。

除了用户体验提升，EIP-1559提案还可以提升以太坊的安全性以及解决经济抽象等问题。由于矿工在交易费用中仅仅捕获Tip费用，而BaseFee被协议销毁，因此EIP-1559提案改变了ETH的价值捕获机制。交易费用的多少取决于以太坊上交易规模，随着以太坊交易规模的增大，ETH可以捕获的费用就越多。

同时，在原有的以太坊系统中，很多费用并非一定要使用ETH进行支付。而EIP-1559提案实施之后ETH成为了基本费用，这也在一定程度上解决了所谓的“经济抽象”的问题，就是说用户可以使用其他代币支付手续费。EIP-1559要求消耗特定数量的ETH，会增加经济抽象的难度，保证了原生代币ETH在以太坊系统中的地位。

如果以太坊上的交易规模足够大，被销毁的ETH量就会变得比较大，这会降低ETH的通胀率，有利于ETH的价值支撑。以太坊通过将交易手续费销毁，并将矿工激励通过区块奖励持续运作下去，这是一个更为弹性的机制。由于交易手续费销毁，价值转移到ETH上，以太坊采用ETH区块奖励对矿工进行补贴，这为以太坊安全的长期可持续发展提供了基础。

以太坊2.0硬分叉方案发布

2月中旬，以太坊创始人Vitalik在推特上发布推文，提及以太坊2.0即将推出的硬分叉升级方案，方案名称为“HF1”，在推文中指出：

HF1是信标链的第一个硬叉的暂定代码名称，HF1的主要目标是：

添加轻客户端支持；

修复信标链中的一些无法修复的弊端；

在需要进行较大的更改（分片，合并）之前，以相对较小的更改测试硬分叉机制。

这次硬分叉最大的改变其实是对轻客户端的改变，具体内容包含以下几点：

第一，HF1的拟议共识变更。方案中指出信标链会添加一个随机采样的“同步委员会”。这样做的目的是允许轻量级客户端确定链头（每天至少需要20 kB的开销，而要验证单个块的开销约为500字节），这将使轻客户端实际上可用于移动设备，从而为实现更加信任的钱包生态系统铺平道路。

在每个时间段（约27小时）内，随机选择1024位验证者作为同步委员会的成员。同步委员会中的验证者将发布签名以证明当前的负责人。这些签名将作为对象的一部分进行广播LightClientUpdate，可以帮助轻客户端找到头部，并将其包含在灯塔链中。

第二，会计改革。方案中取代了证明者奖励的计算方式。取缔了原有的存储PendingAttestation对象然后在最后进行处理，而是添加了一个位域，用于存储每个验证器的状态，从而可以实时积累有关谁的数据。位域按“改组顺序”排序，以确保同一委员会中验证者的记录一起显示。更改的目的是简化客户端实现，并使更新的Merkle树费用更低。

方案中对验证器集也进行更改，并且罚款核算只会在64个时段内发生一次，而不是每个单一时段。这样做的目的是大大降低处理“空历元过渡”的复杂性。例如，一条链参与度非常低，其中两个连续的块相隔一千个插槽，它们之间只有空的空间。为了处理这样的链，当前客户需要每个时期重新计算每个验证者的余额一次，以应用不活动的罚款。

第三，方案对不活动泄漏的工作方式进行了两项更改。

每个验证者的不活动泄漏变为二次方。也就是说，如果发生闲置泄漏，在此期间完全脱机的验证程序会损失约10％的余额，则在此期间90％的时间在线的验证程序只会损失约0.1％的余额（相对于〜 1％）。这将处罚重点放在真正行为不当的节点上，并将处罚减少到仅与网络连接不完善的节点。

第二项更改为：静止性泄漏最终会逐渐减慢而不是停止。这样可确保一旦达到最终状态，脱机节点将继续失去平衡一段时间，从而确保在线百分比显着高于2/3，而不是仅稍高于该阈值。

第四，调整罚款常数。方案削弱了验证者罚款方案，更改如下：

l INACTIVITY_PENALTY_QUOTIENT：从2**26（= 67,108,864）减少至3 * 2**24（= 50,331,648）

l PROPORTIONAL_SLASHING_MULTIPLIER：从1增加到2

l MIN_SLASHING_PENALTY_QUOTIENT：从2**7（= 128）减少至2**6（= 64）

第五，通过（块，槽）对选择货叉。在原有的系统中，如果在最近的插槽中没有发布任何块，则出于该插槽期间的LMD GHOST，该计数会被视为支持证明者正在支持的链中的最新块。例如，在下面的这张图中，BLANK上的证明算作A上的证明：

假设m为每个插槽分配了验证器，恶意攻击者控制这些验证器0.34 * m。攻击者也有权发布B插槽n+1。攻击进行如下：攻击者不发布B，也不发布其任何证明。所有证明人都会投票支持他们看到A在插槽中n没有看到插槽中的任何东西的要求，n+1当前，该证明在A中是票数。在插槽中n+2，提议者将C在C之上构建一个块A，诚实的验证者将支持C。这一点，恶意投保人揭示了B和其上作证对于B的两个插槽n+1和n+2。底叉有0.68 * m验证程序支持它，但最上面的叉子只有0.66 * m支持，因此最下面的叉子获胜。

拟议的解决方案是更改分叉选择的工作方式，从而使其对（块，插槽）对的树进行操作，而不是对块树进行操作。因此，插槽中的诚实投票n+1将被计为(BLANK, n+1)上图中的投票，因此它们将正确地计为支持前叉，因此前叉的支持将被1.32 * m击败。

第六，叉子选择平衡攻击修复。分支选择上存在“平衡攻击”，攻击者中有2％的验证者会在插槽结束之前的正确时间发布少量证明，从而说服网络中超过49％的人认为某个区块A是获胜，并且也会有超过 49％的节点认为区块B获胜。如果他们正确地安排了广播的时间，则每个组都会按时看到针对他们的消息，但是没有时间在时隙边界结束之前将消息重新广播到另一组。如果网络环境对于攻击者而言是最佳的，则它们可以无限期地重复。提议的解决方案通过授权下一个插槽的提议者对分叉选择产生暂时但重大的影响，从而将所有验证者的位置决定性地移到一侧或另一侧，从而“打破了对称性”。

以上就是以太坊2.0硬分叉“HF1”所包含的内容。V神在推特上表示：“HF1分叉增加了轻量级的客户端支持，简化了规范，提高了效率，并引入了惩罚性较小的不活动泄漏机制。”

随着信标链的开启，以太坊2.0的质押热度丝毫未减。目前已经质押的以太坊数量超过了324万枚，ETH2.0 Pos年利率也降到了8.8%，以太坊的价格也是不断的突破新高，目前在1700美金左右徘徊。

以太坊双系统的共同运营应该至少还要持续一年以上的时间，市场对于以太坊的关注也是水涨船高，机构的投资力度也明显加大，希望在众多散户和机构的支持下，以太坊能够给予市场更多的惊喜！