ETH:科普：一文了解以太坊上海升級的“前世今生”與未來走向

作者：Hashkey Group 

前言：以太坊已在北京時間4月13日上午成功完成了 Shapella 升級，截至 8:35 已提取 1.735 萬枚以太坊，存入 128 枚，待提取數量為 31.9 萬枚 ETH（約合 5.63 億美元），當前質押中的以太坊的數量為 1796 萬枚 ETH。

文章發布于2月

你聽過以太坊上海升級嗎？了解此次重大升級的具體內容嗎？以太坊上海升級是繼以太坊合并 (Ethereum Merge) 以來，以太坊區塊鏈發展的又一重大事件。2022 年 9 月的以太坊合并，讓區塊鏈網絡完成過渡到權益證明 (PoS) 共識機制。這次的上海升級，重點之一就是開放讓以太幣 (ETH) 質押者可以提取其以太幣。以下將為你詳細介紹：以太坊升級的主要內容、具體實施時間，以及可能是最多人關心的問題：以太坊上海升級可能對投資者與市場帶來什么影響？

以太坊上海升級是什么？

作為以太坊區塊鏈的重大更新，以太坊上海升級的主要目標之一，是讓已質押在以太坊信標鏈 (Beacon Chain) 智能合約的以太幣 (ETH)，可以開放提取。2022 年實施的以太坊合并，讓以太幣持有者可以將以太幣鎖定在以太坊信標鏈的智能合約中。以太坊順利完成上海升級，如此大量的以太幣就可以解鎖，對區塊鏈發展、以及市場的影響值得關注，絕對是年度重大事件。 

背景：以太坊合并與權益證明機制

動態 | 報告：區塊鏈等熱點詞促使童書科普百科類成交額同比增速最高:近日，京東圖書與艾瑞咨詢聯合發布了《2019中國圖書市場報告》。報告指出，AI、5G、區塊鏈、機器人、VR、智能家居、AR這些熱點詞，不斷點燃科技熱潮，科技在改變大眾生活的同時，也吸引了越來越多家長的關注，從小培養孩子對科技的興趣和熱愛。因此童書中科普百科類成交額同比增速最高，占比將近40%。[2020/1/8]

去年完成的以太坊合并 (The Ethereum Merge) ，是以太坊社群經過數年開發與測試、成功實施的重大升級。在 2020 年，以太坊推出采用權益證明共識機制的信標鏈 (Beacon Chain)，信標鏈開始與以太坊主鏈并行運作。所謂 “權益證明”(Proof-of-Stake) 共識機制，即是讓區塊鏈網絡毋須透過礦工挖礦、而是改為由網絡節點鎖定加密貨幣的方式，達到維持網絡正常運作、處理交易的效果。

信標鏈成功運作一段時間后，以太坊區塊鏈順利合并。簡單來說，以太坊合并即是將以太坊原本的執行層 (execution layer)，與新的權益證明共識層（即“信標鏈”）結合起來。 

在以太坊權益證明機制下，要成為以太坊網絡的驗證交易、生產區塊的節點，門檻之一是要通過以太坊智能合約鎖定（ 又稱“質押”）至少 32 個以太幣 (ETH)。另一方面，市場上亦有多家質押服務提供商出現，接受用戶將他們的以太幣委托到服務商鎖定、并提供獎勵。在權益證明機制下，驗證節點便負責驗證交易、保護以太坊區塊鏈正常運作。此設計讓區塊鏈網絡毋須倚賴需要大量能源進行的“工作量證明” (Proof-of-Work) 挖礦模式，旨在使以太坊能源損耗降低 99.9% 以上。

動態 | 人民日報官方微博科普區塊鏈 強調區塊鏈不等于比特幣:人民日報官方微博今早發表9圖科普區塊鏈。其中涉及區塊鏈的特點有：1、安全；2、不可篡改；3、可訪問；4、無第三方。區塊鏈對未來的影響：1、不需繁瑣個人證明；2、看病避免反復檢查；3、旅行消費更加便捷；4、交易無需第三方。同時強調，區塊鏈不等于比特幣。比特幣只是區塊鏈技術的一種應用，區塊鏈還有醫療衛生、食品安全、版權保護等諸多應用領域。[2019/10/28]

以太坊合并的技術難度甚大、堪比為持續飛行中的火箭更換引擎。在 2022 年 9 月 15 日，以太坊順利實行合并。完成后，以太坊就迎來下一個重大更新：上海升級 (Shanghai Upgrade)，主要旨在讓已質押的以太幣可以開放提幣。 

Proof of Stake: The Making of Ethereum and the Philosophy of Blockchains，作者：Vitalik Buterin。

上海升級歷史：以太坊創辦人 Vitalik Buterin 與 HashKey 董事長肖風博士

以太坊區塊鏈下一次重大升級，以 “上海”為代號，顯示出以太坊與上海這個城市也有深厚淵源。

作為關于以太坊區塊鏈升級的背景，自 2015 年推出以來，以太坊區塊鏈已經實施了以下多個重大升級：拜占庭 (2017年)、君士坦丁堡 (2019年)、圣彼德堡 (2019年)、伊斯坦布爾 (2019年)、柏林 (2021年) 和倫敦升級 (2021年)。

動態 | 美國演說家Anthony Robbins開始科普什么是比特幣:美國演說家安東尼·羅賓（Anthony Robbins）在自己的網站上發布了一篇比特幣的科普文章，并在推特上向自己的粉絲介紹什么是比特幣，目前他的推特賬戶共有粉絲304萬人。[2019/1/1]

這些升級的代號都是以以太坊基金會舉辦年度大會 DevCon 的城市命名。至于下一個重大升級的代號，如同 HashKey 集團董事長肖風博士指出，自然是來自于 2016 年的上海 DevCon 大會、以及當年發生的一段歷史。在上海 DevCon 大會發生前一年 (2015年)，HashKey 集團通過附屬公司投資以太坊、成為以太坊的早期投資者之一。

HashKey 集團董事長肖風博士，早前獲邀為書籍 The Infinite Machine 的中文版本撰寫序言，就提到他與以太坊聯合創辦人 Vitalik Buterin 合作的經歷。2015 年 4 月，Vitalik 來到上海，二人首次見面。

HashKey 集團董事長肖風博士

在以太坊發展的早期階段，肖風博士已經與 Vitalik Buterin 就如何加速推動區塊鏈技術在中國的應用進行深入討論。在 2015 年，肖風博士就以萬向區塊鏈實驗室的名義，向以太坊資助 50 萬美元。此項投資實際地協助以太坊在區塊鏈的發展路向上重回正軌。此后，Vitalik Buterin 與肖風博士持續緊密合作，包括積極參與一年一度的萬向全球區塊鏈峰會和 2016 年的上海 DevCon 大會。

聲音 | 中科院姚建銓：要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普 培訓:據新華網消息，日前，在區塊鏈與物聯網融合發展峰會上，中國科學院院士姚建銓說，關注區塊鏈技術里面的大數據，跟區塊鏈技術結合起來進行測量和檢測，能更好地提升激光清洗技術。姚建銓建議，無錫今后要加快推進區塊鏈與物聯網融合的科普、培訓，正確引導廣大人民群眾對技術的認知；同時，建立專業、權威，但又普適、成套的理論體系和標準，以此切入區塊鏈的實際應用。[2018/9/18]

肖風博士在《點對萬物：以太坊與未來數字金融》的序言提出：“The Merge 不僅是以太坊發展史上的重要時刻，也注定是區塊鏈技術發展史上的重要時刻！”

“在 The Merge 之后，以太坊在性能、可擴展性方面也可以為大規模應用提供支持。按照以太坊基金會的說法，10年時間內，以太坊將能達到1000萬次/秒的事務處理量（TPS）。根據我個人的觀察，類比互聯網協議的發展過程，未來幾年時間，區塊鏈協議也會逐步被市場的力量推向集成為統一的協議堆棧；而以太坊之外的其他公鏈，可能會成為以太坊的子鏈、側鏈，或者分片、分區，從而達到一個區塊鏈世界互聯互通的理想世界。” -- HashKey 集團董事長肖風博士。

以太坊上海升級：對質押者、投資者有什么影響？

以太坊上海升級的重點，是讓質押者可以提取已質押的以太幣(ETH)。

隨著以太坊實施權益證明 (PoS) 共識機制，該機制下以太幣持有者可以通過質押一定數量的以太幣，獲得參與以太坊網絡驗證的資格。

聲音 | 火星人朋友圈科普RAM:火星人在朋友圈發文稱，“什么是RAM？簡單來說就是EOS這個國家的土地，所有的經濟行為都離不開土地。只要EOS的BP們能投票形成一個穩定的供給預期，并且不改變目前的Bancor算法，那么RAM后續的價格有可能會像北上廣深的房價走勢。房價下跌不行，房價過快上漲也不行，EOS的生態越來越像某國了，真有意思。”[2018/7/6]

而自 2020 年上線以來，以太坊信標鏈 (Beacon Chain) 已經開始接受以太幣質押。

2022 年，以太坊開發者為了更加聚焦技術重點，就沒有在以太坊合并當中包括提取已質押以太幣的功能。因此，信標鏈的以太幣質押者，尚未能提取到以太幣或相關的代幣獎勵。

質押在信標鏈的以太幣數量、質押者的數量，都出現倍數級的迅速增長。

以太坊上海升級的質押 ETH 提取限制

假設以太坊完成上海升級后，會否出現大量質押者提走以太幣的情況？截至撰文之時，已質押在信標鏈的以太幣 (ETH)，占以太幣總供應量的 13% 以上。既然以太坊上海升級就是以開放質押以太幣提取功能為重點，隨著實施日期逐漸接近，市場自然密切關注以太幣投資者和相關市場人士、可能發生的拋售活動。確認可以提取已質押以太幣后，想要解除質押、轉投其他機會者，終于可以選擇提走以太幣。對于持有以太幣但沒有質押的市場人士來說，市場走勢的不確定性也可能令他們作出相應的操作。

當質押在以太坊信標鏈的以太幣，一下子全部容許開放提走，會否直接造成大規模市場波動？答案是不太可能的。因為以太坊上海升級包含了提幣限制及排隊機制。以太坊將為質押在以太坊信標鏈的以太幣作出提取限額機制，在每個 epoch 即約每 6.4 分鐘，只能有 6 個驗證節點可以提取質押的以太幣。以此估算，在上海升級后以太坊每天只會容許大約 43,200 以太幣被提取。

根據估算，如果所有信標鏈質押者都提取他們質押的 ETH 代幣，而新質押者數目為零的話，過程將需要 300 天左右。

而且根據以太坊基金會，提取的速率限制將會根據質押的 ETH 總量而調整。

以太坊上海升級會在什么時間實施？

根據以太坊開發者的計劃，以太坊上海升級將在以太坊合并之后的 6 至 12 個月內啟動。為確保將延遲和潛在技術問題縮減至最少，以太坊開發者決定將開放解除以太幣質押列為上海升級的優先處理功能，這即是以太坊改進提議 “EIP-4895: Beacon Chain Push Withdrawals as Operations”。

以下是根據公開資料整理而成的以太坊上海升級開發歷程:

2022 年 10 月: 為準備以太坊上海升級，以太坊開發者啟動代號“Shandong”(山東) 的測試網絡以查找錯誤和潛在問題。

2022 年 12 月: 以太坊開發者暫定 2023 年 3 月在以太坊主網實施上海升級。

2023 年 1 月: 在以太坊核心開發者會議上，以太坊開發者確認上海升級將會以推出解除以太幣質押為優先重點，計劃在 2 月底前發布上海升級的公共測試網絡。

以太坊上海升級后的技術路線：分片（Sharding）？

以太坊區塊鏈升級計劃與路線圖。來源：@trent_vanepps.

實際上，以太坊上海升級除了解鎖信標鏈以太幣質押以外，原本還考慮包含了其他改進提議。但是為了降低延誤的機會，以太坊開發者決定上海升級不會納入這些提議。

這些提議包括稱為“proto-danksharding”的改進提議 (EIP-4844)，即是以太坊區塊鏈分兩階段實施分片 (sharding) 架構的第一步。在以太坊上海升級順利完成后，上述的 proto-danksharding 提議有望在 2023 年內稍后正式發布詳情。若以太坊升級進展按計劃進行，下一個重大升級的主題就是實現數據分片升級。

簡單而言，實現數據分片升級，旨在將以太坊的部份工作重擔，分散到同時協作的較小型區塊鏈上。分片有望為以太坊帶來更多儲存及存取數據的容量，讓以太坊區塊鏈更快、可擴展性 (scalability) 更大。同時，分片有望使二層網絡 (Layer-2) 技術方案的交易費用更低，又能保持采用以太坊區塊鏈安全保障的優勢。

以太坊區塊鏈的分片升級，有望在 2023 年和 2024 年推出。

結語

以太坊上海升級將是以太坊區塊鏈發展的重要時刻。這次升級既以中國城市上海命名，自然反映出上海在以太坊發展早期的淵源與角色。以太坊上海升級的主要目標是開放質押在以太坊信標鏈的以太幣得以提取，為質押者提供解鎖提幣的選擇。以太坊上海升級是以太坊區塊鏈提升可擴展性和去中心化建設的又一大步，勢將成為以太坊發展歷程上的重大事件。

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