简介以太坊 Constantinople 升级更新 — 提升网络表现、EIPs、难度炸弹与减少区块奖励

以太坊(Ethereum)将会在 10 月进行名为 Constantinople(君士坦丁堡)的网络系统更新。虽然未知市场会对此次大型更新产生什么情绪,但总会为以太坊网络带来新景象。在其更新前,《币讯》为大家简单介绍一下。

以太坊提升表现详情

Constantinople 出现的目的,是提升以太坊网络表现,包括解决难度炸弹(difficulty bomb)及矿工奖励(Block reward)问题。

不少其他区块链或加密货币平台,如 NEO、EOS 都有更具效率的交易处理,每秒能处理的交易可达千宗以上已成基本。为追上交易处理速度,以太币的开发人员需要提升专责处理智能合约的“以太虚拟机”(Ethereum virtual machine,简称 EVM)。

以太币的更新被称为 Ethereum Improvement Proposals(EIP),而这次的主要的改动分别是 EIP-145,EIP1052 及 EIP1234。先介绍 EIP-145,它会引入位元移位(Bitwise shifting),可以令执行智能合约时,减少 Gas 用量,从而降低行使智能合约时的成本。另外,EIP-145 亦可以提升 EVM 的处理能力。

其次,EIP-1052 是一个全新的运算码(opcode),可以令智能合约检查其他智能合约的代码时会更具效率。以前验证是需要检查代码,但这个 EIP-1052 可以检查哈希(Hash),而不需要检查代码,令 EVM 效能提升。其实 Hash 也像指模一样,每个都与众不同,因此,不可能被伪造,提高安全性。

EIP-145 和 EIP-1052 都能提升 EVM 的效能,同时令开发智能合约的成本降低,以 NEO 为例,NEO 的智能合约需要 500 Gas,以 6 美元计,则需要 3,000 美元,是有一定成本的作业。

除了提升性能外,EIP-1014 将增加一项功能,名为状态通道(state channels),其功能类似于比特币的闪电网络(lightning network),令部分交易暂时不写在主链上,因此,再次提升以太币交易速度。详细可参考币讯的闪电网络

最后亦是重点之一的 EIP-1234。EIP-1234 是用于推迟难度炸弹,及减少区块奖励。

著名开发者 Péter Szilágyi 七月曾经表示,大部份 EIPs 经已准备完成。

为何减少区块奖励

在讲述难度炸弹前,先解释以太坊的区块奖励现况。现时以太币矿工如挖掘出新区块的话,将会获得 3 个以太币。这就是区块奖励。而每大约 15 秒就会出现一个新区块,屈指一算,一天会有 5 千至 6 千个新区块加到主链上。因此,一天就会产生 1 万 5 千至 1 万 8 千个新的以太币。加上,以太币没有发行上限,因此,聪明的读者必定想到过多的以太币流入市场,会引致以太币的价格受压,这亦是以太币面临的问题。因为如果物件是稀有,价格就会上升,相反亦然。

如果以太币价值下降,币民亦会趋向沽出以太币,这是骨牌效应。因此,减少发行是一种最有效的方法来减低以太币的通货膨涨,从而有机会令以太币价值上升,同时,亦会吸引新投资者。因此,减少区块奖励是非常合理的政策。

以比特币为例,其自动机制会每 210,000 个区块(约四年)减少一半区块奖励。其目的是增加稀有度。因此,有人提议以太币区块奖励由 3 个以太币减至 1 个或更少。当然,这个方法可以推高以太币价格,但可见风险是以太币矿工收益严重减少。

如矿工收入减少,他们便会挖掘其他虚拟货币,甚至“离场”。结果,就是缺乏矿工保护以太币网络,令其网络易受攻击。因此,一个较温和的政策来减少区块奖励以降低对矿工利益的损害,而令以太矿工不会大量“离场”。

再者,EIP-1234 亦会推迟难度炸弹,两个方案令以太币网络可以慢慢由 PoW 转成 PoS 协议。

有关 PoS 和 PoW 的解说,可以细阅【币讯教室】的以太坊“Casper”到底是什么?(一)。因为如果完全成为 PoS 协议的话,以太矿工就会“失业”,因此,当以太币最终升级到 PoS 的前一刻,矿工可以抗议,并维持旧协议,从而产生硬分叉(hard fork)。

难度炸弹杜绝矿工作乱

硬分叉亦曾经出现在以太币网络上,分出来的分支叫以太经典(Ethereum Classic)。但由于以太币开发人员不希望矿工“造反”导致硬分叉事件再出现,因此,他们加入了难度炸弹到以太币协议中。其独特机制是令挖掘新区块的难度,除了按照区块产生时间,以及既有区块难度两个因素调整外,还新增了以指数上升的“难度因子”,这个亦正是难度炸弹的威力重心。

到了某时间,由于挖矿难度已经达致矿工完全无法应付的高水平,自然而然地矿工就无法再挖出新区块,以太币网络亦会暂停,这亦称为以太币冰河时期(Ethereum Ice Age)。其方案于 2015 年 9 月 7 日加到以太币协议中。

难度炸弹旨在达成两个目标。第一,增加开发人员压力以加快速度更新协议。因为如果讨论得太慢就会赶不上“爆炸”限期,网络就会进入冰河时期。第二,强迫矿工接受更新。因为即使矿工们沿用旧协议,矿工们最终都要承受超高难度的结局,倒头来亦不会得到任何利益。因此为保住利益,矿工自然不会维持旧协议,硬分叉也自然不会出现。

难度炸弹本身是一个优秀的建议。协议在 2015 年 9 月加入后,如按照计划,炸弹就会在“计时”起 1 年左右“爆炸”,以太币网络就会瘫痪,其时亦应是 PoS 协议推出的理想日子。不过,上述事情最终也没有发生,因为以太币开发人员不急于推出 Casper,他们只想一切都是在准确无误的情况下才推出。至于 Casper 就是以太币推行 PoS 的最终协议,详情可参阅 Casper 是什么()、()。

难度炸弹已经推迟过数次,今次的 Constantinople 亦无例外,但耳闻炸弹的“威能”亦足以令以太矿工添上不少压力 —— 最新说法是,明年冬天才会有“炸弹”来临。

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