Ethereum London 升级 EIP 及其潜在影响

以太坊的历史进程

以太坊有四个发展阶段，分别是 Frontier、Homestead、Metropolis 和 Serenity。宁静是以太坊的最后阶段，标志着以太坊已经到了2.0阶段。以太坊 2.0 和 1.0 版本有很大不同，包括从 PoW 到 PoS 的共识机制，从单链到多链分片的区块结构等等。这是一个长期规划的发展路线，可以在保证安全的同时，降低挖矿的能耗，实现更高的效率。为了提高系统的可用性，朝着以太坊2.0的目标迈进，以太坊网络需要不断升级，8月4日12965000区块高度的伦敦硬分叉有望成网升级。

以太坊的网络升级是通过链下治理实现的。社区成员提出 EIP（Ethereum Improvement Proposal），并同意 EIP 的内容用于升级。开发团队更新客户端。最后，矿工使用最新版本的以太坊客户端并通过硬分叉升级。自 2015 年诞生以来，以太坊经历了多次升级以太坊升级，时间和名称如下表所示，它们帮助以太坊不断完善，走向最后阶段。

表 1：以往以太坊硬分叉和升级的时间和名称

本次伦敦硬分叉升级，一共包含5个EIP，主题有修改收费规则、修改智能合约操作码相关内容、延迟难度炸弹等。其中，EIP 1559和EIP 3554 对网络的影响最大。

表 2：伦敦硬分叉升级名称

EIP 1559 的影响

EIP 1559 于 2019 年首次发布于 Proposed，经过多次讨论和代码实现，最终将在伦敦分叉后应用。 EIP 1559 将采用与现在完全不同的 Gas 费收取方式，旨在为以太坊网络带来更多价值。在目前的收费规则中，手续费是由用户自己设定的，都是矿工的收入，手续费高的交易会更快的打包进区块。以太坊资源有限，通过拍卖收取手续费。当网络拥塞时，手续费会上涨，待确认的交易数量也会增加。

在 EIP 1559 提出的新规则中，费用分为基础费用和矿工小费两部分。其中，基础费是交易所需的最低成本，由系统直接销毁，小费属于矿工。新规则没有规定区块的gas限制，大小可以灵活变化，基础费用根据变化进行调整。当前的区块 Gas 上限为 1500 万。虽然未来没有gas limit限制，但目标值为1500万，区块容量可以在0到3000万的范围内波动。如果区块中包含的gas超过1500万，基础费用将增加12.5%，如果低于1500万，基础费用将减少12.5%，直到接近零。当网络拥塞时，基本费用将成倍增加。如果区块大小超过目标值近 5 分钟（约 21 个区块），用户需要支付的基本费用将增加 10 倍，近 10 分钟将增加 100 倍。 用户只能等待区块容量减少以降低基础费用。这种计费方式看似可以缓解网络拥塞，但还是需要网络扩容来提升性能。

EIP 1559 提高手续费效率，主要是在用户端。过去，用户在支付费用时，需要根据网络拥塞情况和最近的 Gas 价格来估算费用。如果等待时间太短，等待时间会变长，太多会造成浪费。从区块层面来看，EIP 1559 方案的基本费用在每个区块之间变化高达 12.5%。根据规则，用户可以预测并支付相对准确的手续费，提升用户体验。

对于以太坊生态来说，基础费用的破坏会产生更大的影响，ETH 代币的通胀率将会放缓。现在ETH的产量约为每天13000枚，年通胀率约为4%。根据 Dune Analytics 的数据，如果按照 EIP 1559 预计一年内销毁 2,937,123 个以太坊，占增发的 61.9%，通胀率可降至 1.5 %。这个值低于比特币通胀率1.8%，如果破坏太多，通胀率可能会变为负值。通过销毁基础费用，网络的使用价值可以更深入地与ETH的价值绑定，一定程度上会提升ETH的价值。

相比之下，EIP 1559 的实施必然会损失矿工的收入。以太坊网络越拥塞，矿工的手续费收入就越高。手续费收入最多可以占到总收入的一半以上。未来，矿工将主要依靠区块奖励。 EIP 1559不会影响矿工的MEV收益。随着DeFi应用的扩大，这部分收入会占据一定比例。

关于EIP 1559实施阻力的猜测主要有两个以太坊升级，一个是操纵问题，一个是分叉问题，但两者都实现的可能性很小。基础费用的定价受区块大小的影响，只有矿工才能操纵基础费用。但是，由于基础费用被彻底销毁，不会为矿工所有，矿工没有动力去操纵区块大小，而矿工群体是去中心化的组织，不可能实现统一的操纵行为，最终的基本费用将由市场决定。本次升级以硬分叉的形式进行，存在矿工对本次分叉不满的可能，但矿工不是社区的整体，没有社区支持很难发生分叉。

EIP 3554 的作用

以太坊2.0经历了3个阶段，阶段0、1、2。这三个阶段需要实现的任务是PoS共识、数据分片和交易分片。以太坊2.0的分片结构由信标链和分片链组成。信标链负责分片链之间的通信，也是整个框架的核心。目前，以太坊已经上线了信标链，并开启了PoS挖矿。同时，PoW 挖矿依然存在。当以太坊 2.0 准备充分时，PoW 将退出历史舞台。在正常情况下，PoW矿工不会主动退出挖矿，因为他们已经支付了矿机等硬件设施的费用。以太坊通过减少区块奖励和设置难度炸弹来改变 PoS 共识。

图1：以太坊框架2.0

减少区块奖励可以直接减少矿工的挖矿奖励，君士坦丁堡升级后区块奖励从原来的5 ETH减少到2。难度炸弹的目的是增加挖矿难度，让PoW越来越难出块，然后将共识转移到PoS网络。因此，难度炸弹选择的时间点非常重要。需要在以太坊信标链能够完全承担全网交易后实施。提前爆发会影响 PoW 网络的安全性。难度炸弹至今已延迟3次，最终在920万区块高度的缪尔冰川升级中，难度炸弹延迟了400万区块，将于今年8月爆炸。本次伦敦硬分叉EIP 3554的内容是将难度炸弹推迟到今年12月。

图2：以太坊网络难度，红框代表难度炸弹升级延迟

在接下来的上海硬分叉升级中，预计会包括ETH 1和ETH 2的合并，如果能按时完成，难度炸弹会在预定时间出现，但难度炸弹短时间内不会造成重大影响。矿工的成本与币价有很大关系。从以太坊历史算力的变化来看，算力并没有因为出块奖励的减少或者网络难度的增加而暴跌。相反，以太坊价格的下跌导致全网算力下降。主要原因。如果要限制PoW挖矿，让矿工自愿退出，则需要长时间实施难度炸弹或大幅降低出块奖励。

图3：以太坊网络算力，主要受以太坊价格影响

受其他 EIP 的影响

EIP 3198 被实施以补充 EIP 1559，添加了 BASEFEE 操作码以返回当前区块的基本费用。 EIP 3541 实施后，网络将拒绝以 0xEF 开头的新智能合约，现有智能合约不受影响。这是为EVM对象格式的下一个提案做准备，如果下一个提案没有部署，这个方案也可以用于其他目的。

EIP 3529 修改了某些操作码的 gas 退款，这会影响 Gas Token 的使用。在以太坊的gas定价中，当涉及到清除状态和存储槽，以及删除操作码自毁的合约时，gas费用为负数，即会有gas退款，最高退款金额的一半创作时的消费。根据这个特性，用户可以在gas价格低的时候花费gas来创建这些智能合约，在价格高的时候清理并删除它们以获得gas，然后用于其他交易，从而实现gas费套利例如，1inch 开发的 GST1、GST2 和 CHI 是使用不同机制的 Gas Token。 EIP 3529取消了SELFDESTRUCT操作码的gas退款，减少了SSTORE操作码的gas退款，这将导致Gas Token失效。减少 Gas Token 有利于减少不必要的 Gas 使用量和网络资源占用，也有利于避免 Gas 返还后区块大小的变化。

思考与总结

在伦敦硬分叉升级之前，以太坊已经经历了几次硬分叉升级。下一次上海硬分叉实施后，有望实现以太坊1.0与信标链的合并。伦敦升级共包含5个EIP内容，其中EIP 1559调整了收费方式，EIP 3554对延迟难度炸弹的影响更大。

EIP 1559 让手续费更高效，提升用户体验，普遍提升以太坊网络的生态价值。但它并不能从根本上解决网络拥塞、手续费高的问题，需要通过二层扩容或者以太坊2.0来实现。 EIP 3554 推迟难度炸弹可能允许它在信标链 PoS 完全准备好提示矿工放弃 PoW 链时实施。此外，伦敦硬分叉也会影响 Gas Token 的使用，之后 Gas Token 会失效，但有利于释放不必要的网络空间。

以太坊网络升级通常采用硬分叉的形式。与软分叉相比，硬分叉最大的区别在于是否兼容旧版本。硬分叉可以保证所有节点都升级到最新版本，否则不会被其他升级的节点接受。以太坊在升级到2.0阶段变化很大，所有节点都需要保持一致，使用相同的版本。为了防止社区分裂，比特币通常使用软分叉进行升级，例如隔离见证。为了避免硬分叉造成的社区分裂，很多公链采用提案通过后自动升级的方式。以太坊强大的社区共识阻止了真正的分叉，总的来说，创始人 Vitalik 支持的提案将得到社区的支持。即使伦敦硬分叉中的某些东西会遭到矿工的反对，分裂社区的可能性也很小。