ETH上半年開發重心：前有上海 后有坎昆_ODE

原文：CurrentEthereum

作者：@LuozhuZhang

翻譯：Franci,ECN

文章概述了以太坊目前開發工作的重心，并整理出了關鍵升級的路線圖和時間線。

譯者注：本文撰寫于2022年12月31日，文章基于第151?次ACD會議確定的工作計劃展開，因此與目前的路線圖有出入。

需要注意的是，在2023年1月5日進行的第152次ACD會議中確定，EOF相關的EIP被移出上海升級。更多關于#152ACD會議的中文筆記請看ECN的整理：#152以太坊核心開發者會議筆記。

上海升級的規范請看此處：

https://github.com/ethereum/execution-specs/blob/master/network-upgrades/mainnet-upgrades/shanghai.md#eips-considered-for-inclusion。

特別感謝proto.eth的幫助和寶貴意見。

目錄

背景

升級的主要內容

信標鏈提款

EOF

EIP-4844

其他EIPs

路線圖和時間線

時間線

Shanghai+Capella升級

下一個升級：坎昆升級

總結

一、背景

我受到CC和Vitalik的啟發而撰寫了此文。

他們一致認為，學習以太坊的最好方法是觀看核心開發者會議(AllCoreDevs)，閱讀相關的會議記錄，查看hackmd文檔、issue、PR以及EIP，直到你弄清楚以太坊當前的路線圖狀態、核心開發者的關注點和擔憂點以及每個升級/EIP的作用是什么…

除此之外，我還受到了社區的啟發。

以太坊有著優秀的開源文化，你可以在EFYouTube上看到所有的會議視頻，以及在?ethereum/pm查看未來討論的議程(還可以看Tim和Kim的筆記)。以太坊的開發者們正在盡最大的努力讓社區了解以太坊目前的升級和其改進提案。

Placeholder合伙人：ETH將會是元宇宙的“國庫券”:10月27日消息，前Ark Invest加密負責人、現Placeholder VC合伙人Chris Burniske在社交媒體對BTC、ATOM、SOL和ETH做出評論，他表示BTC是加密貨幣的OG，是美聯儲濫發美元的一種“數字平衡”，2100萬枚BTC是流動性的一面鏡子；ATOM將主權區域和無限定制較好地結合在一起；SOL是最務實、最進取的一個加密貨幣，而ETH則代表了樂觀主義和理想主義，許多加密貨幣信徒和建設者可能沒有想到它能有如此大的成績，ETH將會是元宇宙的“國庫券”。[2022/10/27 11:47:34]

所以我認為撰寫這類文章對社區是非常有價值的！

二、升級的主要內容

2022年9月15日，以太坊成功合并后便將其注意力轉到后續的改進提案中：執行層上的上海升級；共識層上的Capella升級?。

主要有以下幾點

????信標鏈提款

????EOF

????EIP-4844

????其他EIP

他們扮演著不同的角色。信標鏈提款是上海升級的核心，而EOF只有在提款不會受到影響而延遲的情況下才會被納入到上海升級中。(譯者注：最新的ACD中確定EOF從上海升級中移除)

此外，由于EIP-4844可能會影響提款的推進時間，它已經被移出了上海升級的范圍(譯者注：EOF也是這個原因而被移出上海升級)。但是我們都知道EIP-4844是以太坊的一個重要改進提案，所以它將是下一次升級(坎昆升級)的重心。

以防讀者們是首次了解上海升級，我將在本文中單獨解釋相關的術語和EIP。

信標鏈提款

理解“提款”需要對信標鏈的歷史和演變有一些基本的認知。

信標鏈還沒推出

在信標鏈推出之前，以太坊是一條完整的單一型區塊鏈，它的共識引擎(PoW)和執行引擎(EVM)在一起工作，沒有耦合和分離。

信標鏈ETH2合約地址質押數超1442萬枚ETH:10月24日消息，根據Tokenview鏈上數據監測，當前信標鏈ETH2 合約地址質押存款為14,421,020枚ETH。信標鏈活躍驗證者數達449,079。[2022/10/24 16:36:48]

階段0

信標鏈在階段0(2020年12月)推出。

自此，以太坊由單一型區塊鏈轉變為兩條平行鏈的結合(即信標鏈和執行鏈)。

在它們之間通信的唯一方式就是存款合約，存入并鎖定32個ETH以成為一名驗證者(這個角色類似于PoW機制下的礦工)。

?Altair升級

很快，信標鏈在上線兩周內迎來了首次硬分叉，也就是Altair升級。這次升級做了一些簡單的修復(共識層升級以星星的名字命名)。

Bellatrix升級

第二次硬分叉升級是Bellatrix，合并就是在此次升級進行的：信標鏈與執行鏈合并。

合并后，以太坊從兩條平行鏈變成一條鏈，但還是由兩層組成，即共識層和執行層。這兩層通過引擎?API通信。

在終結總難度值(TTD)58750000000000000000000?中，Bellatrix升級(在共識層發生)和Paris升級?(在執行層發生)同時推出。通過EIP-3675和EIP-4399，以太坊成功從PoW共識過渡至PoS共識！

?Capella升級

這是信標鏈的第三次硬分叉升級(以Capella星星命名)，它會與上海升級(執行層)同時進行。通過EIP-4895，實現從信標鏈提款至EVM的功能。

這也是目前共識層和各個客戶端團隊的主要工作。升級完成后，所有驗證者都可以提出他們的ETH。信標鏈的總存款已經超過了15,741,431ETH，驗證者能夠動態變化對于以太坊經濟層來說非常重要。

38萬枚ETH已質押至以太坊2.0測試網 距離啟動還需14萬枚:數據顯示，7月30日，已有381504枚ETH被質押到以太坊2.0測試網中，距離啟動還需4462個驗證者（142784枚ETH）。此前報道，以太坊多客戶端測試網Medalla將于北京時間8月4日下午21點啟動，屆時將需要不少于16384個驗證節點，即存入524,288枚ETH。[2020/7/30]

EVM對象格式(EOF)

作為EVM的超級愛好者，我相信很多人對EOF期待已久。幾年前，就有關于“以太坊賬戶版本化”的討論和改進提案。直到現在，EOF就要成為現實，確定納入到上海升級的范圍內(實際上，EVM自創世區塊以來就沒有改變多少)。

(譯者注：最新的ACD中確定EOF從上海升級中移除)

簡單地說，目前的EVM只有一套解釋和驗證規則來處理所有現有的合約(我們將它們稱為“舊式合約”)。

EOF(包含5個EIP)引入了一種新的智能合約格式，即“EOF合約”。而客戶端/EVM解釋器也有相應的更新。

所以我們現在有兩套EVM解釋和驗證規則，并且它們是平行存在的。EVM將能夠同時處理舊式合約和EOF合約(在更長遠的未來，我們可能會用EOF合約取代所有的舊式合約)。

為什么需要EOF，它有什么好處？

?EVM版本化。這使得引入或移除功能變得更容易，防止EVM變得越來越復雜和不優雅。現在移除EVM的功能非常困難，因為龐大的生態系統/應用層依賴某個特定的EVM行為，所以移除可能會導致應用層的不兼容性問題。所以如果向EVM添加某個功能，我們需要默認它可能會永遠存在。

?增加新的控制流操作，完全放棄動態跳轉和運行時的JUMPDEST分析，性價比更高。(并使代碼轉換更容易，等等。)

?將EVM在運行時驗證的內容(e.g.堆棧underflow,overflow)轉移到部署時間。這使得EVM的開銷降低，并使合約代碼更加安全(潛在的錯誤不會被部署在以太坊上)。

?代碼和數據分離。我們將有一個可執行但不可讀的代碼部分，以及一個可讀但不可執行的數據部分。

動態 | 過去一小時推特討論量：BTC排名第一，ETH、XRP排名二三位:CoinTrendz.com數據顯示，過去一小時推特討論量排行中，BTC憑借105的討論量排名第一。 ETH、XRP排名二、三位，其討論量分別為60和53。討論量排名四至十位的分別為：NEO（53）、LTC（28）、EOS（27）、WAVES（22）、TRX（21）、ADA（20）、XLM（17）。[2018/12/23]

此外，EOF主要由5個EIP組成，我將簡單介紹每個EIP的作用。如果讀者想了解更多關于EOF的信息，我建議大家去看過去的討論，比如“EVM封裝格式”和“關于EVM的一切”，以及這五個EIP(這里有一個統一的規范)。這些資料都非常有幫助！

?EIP-3540:EVM對象格式(EOF)v1(EVMObjectFormat,EOFv1)

這個EIP引入了EOF“container”并規定了所有包含在EOF合約中的字段(在這里可以查看完整的字段)。此外，它依賴于EIP-3541，這個EIP確保EOF格式的合約部署在上海升級前會被拒絕。

?EIP-3670:EOF–代碼驗證(EOF–CodeValidation)

這個EIP在EIP-3540的基礎上，為EOF合約添加更多的驗證規則。無效的EOF代碼無法被部署，在這里查看所有代碼驗證規則。

?EIP-4200:EOF–靜態相對跳轉(EOF–Staticrelativejumps)

這個EIP?引入了一些新的跳轉指令–RJUMP、RJUMPI?和RJUMV，它們被用來指向已執行代碼的相對位置。通過這個EIP，我們可以初步刪除JUMPDEST分析(動態跳轉?JUMP?和JUMPI)。

?EIP-4750:EOF–引入函數(EOF–Functions)

這個EIP?在4200的基礎上更進一步，它引入了“EVM函數”的概念(這是一個獨立的子程序)，并且引入了CALLF?和RETF?來調用&返回EVM函數。通過EIP-4750?和EIP-4200,我們可以完全拋棄JUMPDEST分析(動態跳轉?JUMP?和JUMPI)。

?EIP-5450:EOF–堆棧驗證(EOF–StackValidation)

分析 | 金色盤面：ETH/USD 箱體運行，高拋低吸:金色盤面綜合分析： ETH/USD 價格在一個箱體內運行，短線看維持上升趨勢不變，如果做多應該等回踩通道下軌，低吸高拋，不宜追漲殺跌。[2018/8/18]

這個EIP?添加了更多驗證規則，并將堆棧underflow/overflow、inefficientgas等從運行時檢查轉移到部署時檢查。這可以進一步減少EVM的開銷(目前的underflow/overflow?是由EVM解釋器在運行合約代碼時檢查)。

我個人認為，EOF對EVM來說是一個重大的改進，所以我希望在上海升級中能部署EOF(在不影響提款推進的前提下)。

至于EOF路線圖，我們將在初期同時保留舊式合約和EOF合約，然后將現有的舊式合約轉換成EOF合約(顯然后者不會是我們優先考慮的)。但這可能會對zkEVM產生一些影響。

?取決于EOF合約的數量。如果大部分合約是舊格式的，現有的zkEVM不需要做太多修改就可以與EOF兼容。

?如果所有現有的合約都轉換為EOF合約，我們需要在所有電路中增加與EOF相關的約束條件(比如數據和代碼的分離，這可能會改變現有的字節碼電路)。

?對于操作碼來說，JUMP?和JUMPI?可能會被廢棄，因為EOF禁用了動態跳轉。而根據Vitalik的提案，CODECOPY?和CODESIZE?也可能在未來被拋棄。另外，我們需要為新的操作碼編寫約束(例如RJUMP、RJUMI、RJUMV、CALLF、RETF?等等)。

但總的來說，zkEVM總是需要隨著EVM的變化而變化(zkEVM服務于EVM)，而當zkEVM用于Layer1(類型一zkEVM)，每次EVM升級也會把zkEVM考慮在內，并且同時升級(EVM+zkEVM)是有可能的。所以我認為保持zkEVM更新不是什么大問題。

至于EOF。未來還有許多改進，比如考慮禁止EOF代碼被CODECOPY、CODESIZE、EXTCODECOPY、EXTCODESIZE?和EXTCODEHASH?直接讀取，并實現EVM版本的自動-強制轉換(版本n的代碼可以自動轉換為版本n+1)。EVM代碼甚至可以轉換為其他VM代碼的等價物。

如果我們將來決定從EVM轉變為其他VM(例如WASM、Cairo等)，就有可能自動將EVM的代碼轉變為具有同等功能的新虛擬機的代碼。

EIP-4844

EIP-4844完全是為Rollup設計的，以進一步降低數據提交和驗證的開銷(根據L2fee，L2的交易費已經比L1便宜4-20倍)。

Proto-danksharding來自proto.eth在ETHDenver中對完整版Danksharding的簡單實現。它比完整版的Danksharding更容易實現，這對以太坊擴容來說非常重要。

雖然EIP-4844已經足夠簡單了，但是它的實現仍廣泛涉及以下幾個方面。

????EIP本身?(已完成)

????共識規范?(正在進行,大概完成)

????引擎API規范?(已完成)

????客戶端實現?(正在進行，參考?Geth和?Prysm)

????KZG儀式?(已完成，在這里參加)

????工具、開發者測試網(正在進行,大概完成)

????測試?(正在進行)

雖然EIP-4844的進展非常快，但仍有許多工作要做(包括客戶端實現和大量測試)。以防4844的推進會使得提款的進程延遲，在ACD#151中開發者們決定將EIP-4844移除出上海升級(但PéterSzilágyi和DankradFeist對此表示反對)。

EIP-4844是以太坊的下一個關鍵改進，我們都知道它的重要性。這也是為什么上海升級之后的下一次升級中(坎昆升級)將以EIP-4844為重心。

其他EIP

除了提款和EOF，上海升級還會部署三個獨立的EIP

?EIP-3651:WarmCOINBASE(降低訪問?COINBASE?地址的gas開銷)

這個EIP?作為EIP-2929?的補充，為交易執行的開始增加了一個COINBASE?地址。

?EIP-3855:PUSH0instruction(新增操作碼?``PUSH0`)

這個EIP引入了一個新的指令PUSH0?，用來把常量?0?值壓入堆棧中。

?EIP-3860:Limitandmeterinitcode(對initcode的大小設限并引入gas計量)

這個EIP擴展了EIP-170。它限制了initcode的大小上限在49152?的位置，并為initcode引入每32字節2gas的開銷。

三、路線圖和時間線

作者LuoZhu對路線圖和時間線的最新補充：

?EOF從上海升級中移除，會不會在坎昆升級部署需要看1月19日的ACD會議

?EOF可能不會推進的這么快，比如配合EOFv2和一個比較完整的路線圖

時間線

基于12月8日ACD#151會議，確定的以太坊升級時間表大致是這樣的

一月

在1月5日(下一次ACD會議#152)前完成EOF的客戶端實現和測試，在1月12日為上海升級進行影子分叉，在1月19日(第153次ACD會議)前完成EOF的跨客戶端互操作。

二月

2月份將進行更多的測試，以確保EOF和提款足夠穩定。并在公共測試網(Sepolia、Goerli等)上部署提款功能。

三月

發布上海升級(主網上的信標鏈提款！)。

四月

重點轉移到下一次的坎昆升級(以EIP-4844為中心)，全面測試EIP-4844。如多個主網影子分叉，并使EIP-4844進入公共測試網。

五月

發布坎昆升級(EIP-4844上主網!)

Shanghai+Capella升級

這次升級的核心是信標鏈提款。為了避免任何阻礙提款的可能性，EIP-4844從上海升級中移除(你可以在這里看到完整的上海升級規范)。

而EOF的開發進展需要嚴格遵守上述時間線，否則將被移除。兩個比較重要的時間點是：2023年1月5日(ACD#152，EOF需要完成客戶端的實現和測試)?和2023年1月19日(ACD#153，完成EOF跨客戶端的互操作)。

上海升級預計將在3月發生(共識層和執行層同時升級)。如果一切順利，我們將很快在主網上看到EOF和提款!

下一次升級：坎昆升級

由于EIP-4844被移除出上海升級，我們把它作為下一次升級的重心(你可以在這里看到坎昆升級的規范)。

預計EIP-4844的實現和測試將在2023年4月完成，并部署在公共測試網上。然后坎昆升級可以在5-6月啟動，將EIP-4844部署到主網上。

總結

今天是2022年的最后一天，在這一年里我們看到了許多重大的技術進步。例如：成功合并、完成EIP-4844的規范、rollup崛起、zkp涌現了許多創新，以及zkevm也有許多進展。

我很高興能見證這一年。也為以太坊協議出現這些底層的改進感到興奮。

明年，我們會有更加關鍵的升級：它們是上海+Capella(提款和EOF)，坎昆+Deneb(EIP-4844)，以及Prague+Electra(待定)。

明年仍然會是很值得期待的一年，有很多工作等著我們去做。我們將看到更多的基礎性想法和研究，所以我認為用這篇文章來開啟2023年是非常合適的。

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