GAS:解读以太坊上海升级即将激活的四个 EIP

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

网信办：加强对《区块链信息服务管理规定》等法规规章的宣传解读:金色财经报道，中央网络安全和信息化委员会办公室印发《网信系统法治宣传教育第八个五年规划（2021-2025年）》，其中指出要加强对《关键信息基础设施安全保护条例》《互联网信息服务管理办法》《互联网新闻信息服务管理规定》《区块链信息服务管理规定》等法规规章的宣传解读。[2021/11/18 6:57:19]

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。

动态 | 江卓尔解读甘孜藏族自治州通知：冬天枯水期发电少，挖矿的就不要用了:金色财经报道，就甘孜藏族自治州发布《我州积极做好迎峰度冬保电工作》通知一事，江卓尔发微博称，看标题，翻译一下：虽然我们四川甘孜州，夏天丰水期弃水弃电很多，欢迎你们挖矿来用，增加我们收入，但是现在冬天枯水期了，发电少，你们挖矿的就不要用了，各电站要把大部分电卖给电网，不要自己矿场用光光，不然我们电就不够用了，还要从外面买电。[2019/12/26]

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？

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。

分析 | 币安中签解读：最新中签率显示持仓逐步分散 机构投资者或有一定撤离:据TokenGazer观察BNB最新的中签信息，TokenGazer猜测机构投资者可能已经有一定程度撤离。

本次elrond中签率仅为11.07%，大幅度低于one的30%和matic的58%；

总签数10833，共计锁定978.5万BNB，约占BNB总体供应的10%，远远高于之前锁定2%左右的量，说明BNB的持仓已经有了一定程度的分散。

而币安自6月中宣布在9月隔离美国用户后出现较大幅度的跌幅，时间点上和本次Launchpad抽签时间段重合，可能说明机构投资者对监管有所顾虑已经出现一定程度撤离。[2019/7/2]

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。

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。

动态 | 媒体：蚂蚁金服成立区块链公司只是事务性公司 不要过度解读:据上海黄埔2月25日报道，蚂蚁金服旗下蚂蚁区块链科技（上海）有限公司在黄浦区正式揭牌成立。据了解，除蚂蚁区块链科技（上海）有限公司之外，蚂蚁金服旗下另一创新企业蚂蚁双链科技（上海）有限公司也在同期成立。消息人士称，蚂蚁金服旗下的子公司众多，而这些子公司往往跟注册地有关，跟实际负责业务关联不大。而成立这两家公司只是属于事务性的，为了当地办事方便，不必做过分解读。（财经网）[2019/2/26]

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？

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。

证券时报发文解读比特币价格暴力拉升的背后原因: 证券时报发文称，这次拉升从各交易所分钟级时间差来看，是从Bitfinex开始拉，然后被套利交易者迅速扩散到了其他平台上。据币圈一位专业投资者介绍，由于Bitfinex自己发行了USDT，然后用自己发行的USDT买入BTC，短时间内拉升比特币价格，同时平台上的空仓悉数爆仓，从而获得大量BTC，接着再以BTC交换海量增发出去的USDT进而回收大部分的增发，并盈余大量BTC。[2018/4/15]

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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