以太坊上海升級即將激活的四個EIP_GAS:TOGASHI幣

以太坊巴黎升級（合并，共識轉POS）之后又一重大更新即將到來——上海升級！目前有著上千專業開發者的以太坊核心社區，從15年走來已經歷經15次主網升級，而這一次上海升級將為鏈上鎖定著的230億美金的POS質押ETH提供解鎖能力，還伴隨有對GAS優化的諸多EIP融入。

來深入了解即將主網激活的那些EIP提案的作用、原理、應用方向吧

1、背景

以太坊在2015年提出4大階段：前沿、宅基地、大都會、寧靜。眾所周知的是”寧靜”階段的標志也正是2個月前以太坊共識算法從POW算力挖礦全面轉為POS權益質押挖礦，如今的他是即節能又安全且足夠去中心化的首席公鏈

每次主網升級其命名都是柏林、巴黎、上海這樣的地名，歷史上還有多次主網升級帶來巨大變革

1.2 回顧2021年8月5日-倫敦升級

在區塊高度 12,965,000，以太坊完成代號為“倫敦”的硬分叉升級，共涉及五項提案

最有影響的是啟動了 EIP-1559，他由以太坊創始人Vitalik·Buterin提出 ，從此以太坊上的每筆交易都將燃燒基本gas費用，這會自動減少ETH的流通供應量，使以太坊代幣從此進入通縮時代

數據：以太坊上的DeFi TVL自周日以來已減少35.5億美元:金色財經報道，IntoTheBlock數據顯示，自上周日以來，以太坊上DeFi的鎖定總價值(TVL)已下降近8%。這種下降可能是由Curve被攻擊后的不確定性引發的，代表著急劇下降。在此背景下，減少的金額為35.5億美元，而Curve在ETH上的TVL僅占此數字的一小部分。[2023/8/1 16:12:20]

舉個栗子

EIP-1559改變了價高者得的Gas fee計算邏輯，之前用戶為了讓礦工及時打包自己的交易，需要加價支付礦工費，出價越高，被優先打包的概率越大，在一定程度上會造成Gas fee的無限增長

升級后，交易手續費分成了基礎費和小費，小費給礦工激勵競價出塊，基礎費會銷毀。雖然依舊有競價出塊的部分，但礦工收益大約下降20%，而經濟模型也轉為通縮式

本質上，1559的設計發揮了次高價競價模式（second price auction）的優勢，最終會讓同一區塊內所有交易支付的價格基本一致，對用戶更公平（即因為支付base價格的交易總是會打包的，區分了緊急交易需求和常規交易需求）

為何如此急迫？

以太坊、Solana和BNB Chain的鏈上每日交易量相比歷史高點下降13.7%、18.1%、58.2%:7月18日消息，CoinMarketCap統計數據顯示，截至7月11日，自2021年11月實現歷史最高記錄以來，以太坊、BNB Chain和Solana的鏈上活動都出現了顯著下降，其每日交易量比其最高值下降了58.2%，而Solana和以太坊分別下降了18.1%和13.7%。此外鏈上的每日活躍地址數量方面，BNB Chain和以太坊自2021年11月以來分別下降了68.8%和27.2%，而Solana的每日活躍地址則增長了20.4%。[2022/7/18 2:20:16]

在過往，一兩年才進行一次重大升級是常事，合并共識轉換這樣的重量級升級都會提前測試網穩定運行1-2年后才會真正步入主網升級，那為什么這次上海升級如此急迫呢？僅僅2月后就基本定案要囊括的EIP呢？

核心因素是，合并后以太坊網絡上的所有交易將不再由能源密集型的“礦工”驗證，而是由已存入或質押大量ETH的個體和組織“驗證者”進行驗證。那對于驗證者而言，他們質押的ETH可以生成和收集新的ETH，這些所謂的“新ETH”就是他們證明驗證交易和保護網絡的獎勵。

當前以太坊未確認交易數為185179筆:Etherscan.io數據顯示，以太坊未確認交易數185179筆。當前挖礦難度5829.30 TH，目前平均Gas費為183 Gwei。[2021/3/21 19:04:05]

但目前的以太坊，只能存入ETH但不能提取ETH，質押總價值接近 235 億美元，都被“被困”在以太坊網絡上。

如果不盡快開放解除質押功能，則質押ETH的吸引力將大打折扣，后續也就不會有那么多人進入以太坊網絡，這無疑會對以太坊的未來發展和網絡安全產生巨大影響。

3. 詳情解讀

根據10-28號最新github提交的上海升級記錄

https://github.com/ethereum/execution-specs/blob/master/network-upgrades/mainnet-upgrades/shanghai.md

https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-3651

以太坊未確認交易為91,145筆:金色財經消息，據OKLink數據顯示，以太坊未確認交易91,145筆，當前全網算力為241.09TH/s，全網難度為3.26P，當前持幣地址為48,205,705個，同比增加162,590個，24h鏈上交易量為1,777,747.28ETH，當前平均出塊時間為12s。[2020/10/4]

這標題的翻譯確實很讓人迷惑，這里的COINBASE并不是交易所的那家公司，而是來自比特幣的概念，即區塊中的第一筆交易是筆特殊交易，稱為創幣交易或者coinbase交易，這種交易早期設計用于礦工打包收集挖礦的gas小費收入。

溫暖的和寒冷的，其實指的是此執行此交易時候是否有預先加載，影響礦工打包coinbase交易的gas費

如果無預先加載，是寒冷的，則gas費更高

如果有預先加載，是溫暖的，則gas費更低

現在礦工打包的交易可能可以用作更多用途，比如ERC-4337中用于收集用戶簽名后，批量實現交易，其次也可以用同類原理來實現多種代幣結合邏輯的元交易支付等。

在EIP-3651之前，更激勵用ETH的支付方式

在EIP-3651之后，更激勵用ERC20的支付方式

穩定幣將以太坊的交易數量推高至2019年7月以來的最高水平:5月4日消息，根據Coin Metrics的數據，4月30日，以太坊區塊鏈上已確認交易總數的7天移動平均數升至845,400，達到自2019年7月1日以來的最高水平。截至周日，平均數為837,100。Coin Metrics數據顯示，過去兩個月來，主要穩定幣的市值從35億美元上升至超過70億美元。此外，根據加密貨幣投資者和Mythos Capital Ryan Sean Adam的創始人稱，截至4月21日，在以太坊區塊鏈上運營的所有穩定幣的市值均超過90億美元。 對穩定幣的需求和發行量的增加恰好與冠狀病引起的美元短缺影響了全球經濟。 一些觀察家認為，這場危機增強了穩定幣作為鏈上轉移價值的波動性較小的工具的吸引力。（CoinDesk）[2020/5/5]

總之，是一個影響激勵的交易類型的提案

https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-3855

對于EVM即以太坊虛擬機（執行合約代碼的系統）中，設計有多種指令，但是之前缺少設計了push0即針對0這個數值的壓入堆棧的操作指令，

而此EIP則新增了PUSH0( 0x5f) 指令，它將常量值 0 壓入堆棧，該指令的需要 2 gas

原先沒有push0時導致的是，有一些依賴于0做偏移量的操作，比如遠程call調用與返回，則有很多參數是0，原先要操作0，只能使用指令PUSH1 0（即壓入一個數字，數字為0），這個操作要消耗3個gas，其次push1 和0各占一個初始化代碼的字節存儲，導致的是部署此合約的成本也高了2*200gas

該EIP還統計了因此的gas損失：在現有賬戶戶中，有 340,557,331 字節浪費在PUSH1 00指令上，意味著部署損耗達68,111,466,200 gas

總之，是一個降低無意義的GAS消耗的提案

https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-3860

合約部署時候，有個初始化代碼的大小，基于EIP170是限制了initcode大小為24576，而如今則是將 initcode 的最大大小限制提升為 49152即翻倍，并為每 32 字節的 initcode 塊應用 2 的額外氣體成本

顯然，更大的代碼容量，可以讓智能合約系統做更多的事情，目前代碼僅24kb的規模導致很難用一個合約去實現系統，原先的臨時解決方案都是分多個合約部署，然后互相相互調用，但顯然跨合約引用是個高gas成本的事情。

總之，是一個提高智能合約系統上限以及降低gas消耗的提案

https://eips.ethereum.org/EIPS/eip-4895

可以說，這是本次上海升級的核心。從結果上講，實現的是質押的ETH提款操作，而實現方式是引入了系統級的指令withdrawal基于信標鏈（共識層）的信息，無條件地直接控制指定地址的ETH余額。

執行提現操作的方法有很多種，本次的提現操作的特點如下

本身是由系統來發起，而不是用某個用戶發起，更簡潔易于審查

無gas費消耗，系統發起受到共識層提款限額的控制，無需再用gas來做抗dos防護

直接更新執行層的余額，無EVM執行過程，采用最簡實現策略。

別忘了，現在還有1400W個，合計價值 235 億美元的 ETH被質押“困在”以太坊信標鏈里。

4 后續以太坊的重心在哪？

下圖是近期以太坊創始人VitalikButerin發布的最新路線圖，圖中綠色部分代表推進的進度，可以看到還有大量圍繞性能、安全隱患、隱私、賬戶體系AA（基于4337）的目標已經找到實現路徑

附錄

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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