一文全面梳理以太坊发展脉络（推荐收藏）
作者：徐坤
去年12月，ETH2.0信标链已经顺利起航，EIP-1559也于前日被正式纳入今年7月的伦敦硬分叉中。POW向POS的转型以及gas费模式的改变，从全局来看，ETH的利益分配将更多的倾向于持币人，而从局部来看，矿工的收入结构将发生变化，关于以太坊是否会走向分裂，行业中有不同的声音。鉴古知今，我重新梳理了以太坊的发展脉络，也是一份学习笔记，分享给大家。
一、以太坊的诞生与1.0阶段
2013年12月31日，以太坊创始人 Vitalik Buterin 发布了以太坊初版白皮书，启动了项目。
2014年4月，Gavin Wood发表了以太坊黄皮书，将以太坊虚拟机（EVM）等重要技术规格化。
2014年7月24日起，以太坊进行了为期 42 天的以太币预售，募集到31,591个比特币，当时价值 18,439,086 美元。
2015年7月20日，以太坊创世块被挖出，标志着以太坊区块链正式启动运行。
2015年7月30日，以太坊开始【Frontier（前沿）】阶段，开发者开始在以太坊上编写智能合约和去中心化应用以部署在以太坊实时网络上。
- 区块奖励：当矿工们在以太坊区块链上成功挖到一个区块时，他们将收到以 ETH 发放的奖励。在 Frontier 阶段，矿工的区块奖励是每区块 5 ETH。
- Gas：在 Frontier 发布后的初期，每个区块的 Gas 上限被硬编码为 5000gas。说白了，这就意味着网络上不会有什么大动作。这样就留出了一段缓冲期，以便矿工开始在以太坊上工作，并让早期用户安装客户端。几天后，该 Gas 上限自动解除，网络可以按照计划开始处理交易和智能合约。
- Canary 合约：Canary 合约被纳入了 Frontier ，用以告知用户哪些链已遭受或易遭受攻击。Canary 合约被会赋予 0 或 1 的值。如果合约被赋值 1，客户端就能识别出这是一条出错的链，并在挖矿时避开这条无效链。本质上来说，Canary 合约的这些功能使得以太坊核心开发团队在网络出现问题时能够停止操作或交易。在以太坊早期阶段，Canary 合约是一个极度中心化却又不可或缺的保护机制。
- 可用性：所有开发者的操作均通过命令行来执行，因为没有图形用户界面。
2016年3月14日，以太坊发布第二阶段【Homestead（家园）】，主要包括对以太坊的三大重要改进措施：
- 首先，它移除了 Canary 合约，去除了网络中的中心化部分。
- 其次，它在以太坊的合约编程语言 Solidity 中引入了新代码。
- 最后，它引入了 Mist 钱包，让用户能持有/交易 ETH 并编写/部署智能合约。
2016年7月20日，以太坊成功实施硬分叉，形成了两条链，一条为原链（以太坊经典，ETC），一条为新的分叉链（ETH），各自代表不同的社区共识以及价值观。
2017年10月16日，以太坊主网在区块高度4370000处完成Byzantium拜占庭硬分叉升级，标志着第三阶段【Metropolis（大都会）】开启。在拜占庭硬分叉中，EIP-649提案将难度炸弹（也称冰河世纪）推迟一年，此外，区块奖励也从 5 ETH 降至 3 ETH。
“以太坊难度炸弹” 指的是以太坊所用的工作量证明算法难度调整机制中的一部分。而难度炸弹则为挖矿难度加入了一个只随区块高度增加而增加、不随出块时间改变而改变的值。该值每 10 万个区块增加一次，永不下降。一开始难度炸弹增加的难度量很小，因此对出块时间没有明显影响；而且这部分难度量的上升也很缓慢，但它的增长接近指数型增长。所以到了一定时机，它会使网络难度突然增加，出块速度骤减，直到难度达到不可能挖出新的区块为止。这就是我们所谓的 “冰河期（Ice Age）”。难度炸弹最初于 2015 年 9 月被纳入以太坊网络，旨在帮助以太坊网络从 PoW 转型为 PoS。一旦实行了 PoS 机制，矿工们从理论上来说依然可以选择支持旧的 PoW 链，这就会导致社区分裂并产生两条独立的链——一条由权益所有者（staker）维护，另一条由矿工维护。为了防止这种情况发生，难度炸弹机制应运而生，它会让挖矿效率变得越来越低，最终确保整个网络完成向 PoS 机制的过渡，而不会出现硬分叉的情况。
2019年1月16日，以太坊将进行Constantinople（君士坦丁堡）的硬分叉升级（区块高度7080000）。1月16日，因安全漏洞推迟升级。1月17日,高度位于7080000的区块已被挖出。2019年3月1日，以太坊区块高度达到7280000，君士坦丁堡及圣彼得堡（Constantinople & St. Petersburg）升级启动，以太坊硬分叉成功。此次分叉的一个重要提案为EIP-1234，减少区块奖励以及暂缓难度炸弹。
- 区块奖励减少：矿工得到的出块奖励从每区块 3 ETH 降至 2 ETH。这一举措被称为 “1/3 奖励削减（Thirdening）”。
- 难度炸弹暂缓：EIP 1234 将难度炸弹的激活再次推迟了十二个月，届时将再一次进行投票。
2019年12月8日，以太坊主网在区块高度9069000处完成”伊斯坦布尔“硬分叉升级。主要升级内容包括：
- 根据计算开销以及提升拒绝服务攻击抗性的需要重新分配一些操作码的 Gas 耗用量；
- 使基于 SNARKs 和 STARKs 的 Layer-2 方案性能更佳；
- 使以太坊和 Zcash 能够互操作。
- 让合约能够引入更有创造性的功能。
2020年1月2日，以太坊在区块高度9200000处完成“缪尔冰川”硬分叉升级。“缪尔冰川” 将包含 EIP-2384 以推迟难度炸弹。该 EIP 提议将难度炸弹再推迟 400 万个区块，约 611 天。
二、以太坊2.0
ETH2.0的主要目标有两个：
- 一是提升整体性能，为应用层的发展提供更强大的基础设施；
- 二是优化代币经济模型，新增发的以太坊将依赖于质押的ETH，使ETH成为生态中的重要经济资源。
具体而言，从POW机制转向POS机制，以太坊2.0将会分4个阶段进行。
Phase 0
引入信标链，将其作为整个以太坊 2.0 网络的 “命令和控制” 中心。信标链会将验证者组织到一起，并将他们分配到不同的分片链上处理交易；一段时间之后，所有验证者都会被重新 “洗牌” 并随机分配到另一条分片链上。
初期阶段的目标是实施信标链，引入PoS机制，并存储和管理验证者的交易。在这一阶段，1.0的PoW网络将与2.0的信标链同时运行，以确保过渡的连续性。
2020年11月4日，ETH发布主网存款合同地址；11月24日，达到16384个验证人，总计锁定524,288ETH的目标；12月1日开启Pos挖矿，截至3月3日，累积锁仓3,351,554 ETH。
Phase 1
计划于2021年推出，部署目标是分片链。即有关分片的各种设计开始部署， PoS 共识机制的参与者（“验证者”）开始要被分配到不同分片上出块并把分片的一些信息提交到信标链上。
Phase 1.5
预计在2022年，将以太坊主网升级为POS，并使其成为2.0的一个分片。
Phase 2
为分片链添加执行引擎，使分片具有执行交易的功能，可以像现在的以太坊一样部署合约。
三、EIP-1559
EIP-1559旨在改变现有gas的模式，具体来讲，会把目前的区块 Gas Limit 提高一倍，通过基础费 (Basefee) 的调节使区块利用率围绕 50% 波动。当交易需求激增时，区块利用率的波动可以（部分）吸收交易费波动。基础费在新机制中起交易税作用，每笔交易都需要缴纳。交易税不奖励给矿工，而是被烧掉，受益者是全体 ETH 持有者。
基础费根据上一区块的基础费和利用率计算。当利用率高于 50%，基础费升高；当利用率低于 50%，基础费降低。每个块的基础费改变不超过 1/8。
基础费能够被钱包软件准确预测，并且它的波动也比较平滑。用户发起交易除了需要支付基础费，还需要支付一笔小费（Tip）。小费的作用是补偿矿工因把交易纳入区块所增加的叔块风险。预计小费会形成约定俗成的固定值，例如 1GWei。
V神在社区里表示，“EIP-1559更大的意义是让每个交易可以在1-2个区块之内被确认，如果一些矿工走了，还有新的再来，如果被矿工进行51%攻击，那就尽快全部转移到PoS上。矿工似乎的确是被牺牲的一方，矿工们目前主要的收入都来源于以太坊上的用户，流失了用户也就流失了收益，而对于用户而言矿工却是可替代的，同意EIP-1559提案的以太坊网络上还会有新的矿工。”
从全局来看，EIP-1559更重要的意义是利益分配。基础费销毁将为ETH引入通缩机制，使ETH的价值更有支撑。同时，这也意味着链上生态的繁荣、活跃的交易将会使所有持币人受益，而不只是由矿工独享收益。
从局部来看，矿工的收入结构中的一部分会发生变化。加密货币研究员Hasu和Georgios Konstantopoulos分析认为，矿工的收入来源主要有三部分：
1.每区块2 ETH的区块补贴，以及对叔块的额外奖励；
2.用户为其交易纳入区块空间而进行竞价的费用（不管这些交易在区块中的最终位置如何）；
3.难以量化，但价值极高的矿工可提取价值（简称MEV，是指矿工（或验证者、排序器等）通过在其生产的区块内任意包含、排除或重排序交易等能力所获得利润的一种度量），目前大多数矿工将这部分收入“外包”给抢跑和套利机器人，后者在mempool中相互竞价以争夺这些收入机会（注：同时也导致网络费用升高，从而提高矿工收入）。
EIP-1559将会影响矿工收入来源中的第2部分，也就是gas收入，但无论gas收入还是MEV，都是来自于用户，都是依赖于强大的以太坊开发者生态，如果没有开发者、没有如Uniswap、Compound这样优秀的应用，矿工不可能获得如此可观的gas收入。而矿工如果选择与开发者社区对抗，另起炉灶，不仅短期内难以培养起活跃的应用生态与用户群体，新代币的价值也难以获得市场的认可。
Hasu在文章中详尽地分析了五种矿工可选择的路径，他们同样认为，所有反对EIP-1559提案的尝试（包括各种分叉方式），都会对矿工产生不利影响，因此矿工的最佳策略是支持部署EIP-1559，大家感兴趣也可以阅读。公
链大航海时代，真正的宝藏是优质的开发者，只有与开发者紧密绑定，不断推出好的应用，才能吸引用户和资金源源不断进入到链上生态中，公链也才能够真正的生生不息发展。
