天机阁：全面解析即将到来的ETH硬分叉

核心观点：

1、ETH硬分叉是实现从POW到POS共识机制的过渡；

2. ETH硬分叉不会产生新币；

3、区块链社区的分歧是绝对的，共识是相对的；

4、分叉体现了区块链的分布式思维和共识思维。

2018年12月7日，ETH开发团队在核心开发者会议上达成共识，君士坦丁堡升级将在区块高度7,080,000进行，用户可以选择是否更改代码和升级区块链。 如果选择升级区块链，则只要区块被挖出，升级就会生效。 据ETH开发者Afri Schoeden称，该区块预计将于2019年1月16日开始开采。BCH分叉之战如火如荼，两大矿工集团也水火不容。 现在以太坊硬分叉后,形成了eth和什么，ETH又要“分叉”了吗？ 区块链行业真的陷入危机了吗？ 社区共识崩塌了吗？ 投资者还有信心吗？ 基于以上问题，本文帮您梳理一下ETH分叉或升级的来龙去脉，以及区块链技术的演进、共识的本质，以及一系列“分叉”背后所体现的区块链思维内涵BTC、ETH 和 BCH。

一、升级背景

首先我们先从目前距离最近也是最火热的ETH君士坦丁堡的升级说起。

ETH完整的发展路线分为四个阶段，分别是“Frontier”、“Homestead”、“Metropolis”和“Serenity”。 ETH“大都会”分为两个子阶段：“拜占庭”和“君士坦丁堡”。 “拜占庭是第一阶段，已于2017年10月完成。” ETH“君士坦丁堡”是指通过硬分叉升级进入“大都会”的最后阶段。 因此，从发展阶段来看，本次事件是ETH生态发展的正常技术迭代，而非社区共识被打破的“黑天鹅”事件。 ETH一直采用POW机制，即将到来的“君士坦丁堡”将首次引入POS机制，为第四阶段的全POS机制做铺垫，这会降低矿工的收益。 直到最后的“安静”阶段，POW机制将被彻底抛弃，ETH网络将不再需要矿工挖矿。

2.升级原因

本次升级属于“大都会”二期，在ETH生态中已经有规划，水到渠成，与BCH分叉导致两大矿工集团针锋相对的明显不同-达。

从技术角度来看，随着ETH挖矿难度的增加，验证速度会越来越慢，网络上的活动也会变得不活跃。 这被称为 ETH 难度炸弹或 ETH 冰河时代。 ETH网络硬分叉的主要原因之一是引入了POS共识机制，延迟了ETH冰河时代的到来。 君士坦丁堡，更具体地说，EIP 1234，将冰河时代的到来推迟了 12 个月。 此外，还有其他技术改进。

三、主要升级内容

(1) EIP 145：由两位ETH开发者Alex Beregszaszi和Pawel Bylica编写的技术升级，EIP 145详细描述了一种更高效的ETH信息处理方案，称为bitwise shifting；

(2) EIP 1052：由 ETHcore 开发者 Nick Johnson 和 Bylica 编写，1052 提供了一种优化 ETH 网络上大规模代码执行的方法。

(3) EIP 1283：由 Johnson 撰写，基于 EIP 1087，该提案主要为数据存储变更引入了更公平的定价方式，可以使智能合约开发者受益。

(4) EIP 1014：由ETH创始人Vitalik Buterin亲自创建，此次升级的目的是更好地促进基于状态通道和链下交易的扩展解决方案。

(5) EIP 1234：由ETH的主要客户端Parity的发布经理Afri Schoedon倡导，这也是本次ETH升级中最具争议的部分。 它将 ETH 网络的区块奖励从 3ETH 减少到 2ETH。 延迟难度炸弹12个月。

4.升级可能带来的影响

（1）ETH首次引入POS共识机制，在不久的将来，ETH将保持POW和POS共识机制的混合模式；

(2) 改进开发人员处理时间的代码优化；

(2) 智能合约数据更公平的定价结构变化；

(3) 部分代码的改进可以使得状态通道等二层网络扩展方案更容易在ETH上发生；

(4) 以及对 ETH 经济政策的修订。

5. ETH硬分叉会产生新币吗？

ETH硬分叉能否产生新币，关键在于是否形成了两个利益完全相反的矿工阵营，独立稳定地挖矿出块。 在社区共识层面，君士坦丁堡的升级是ETH生态规划中的“意料之中”，并不是因为“黑天鹅”事件的临时处理，得到了社区的一致同意，没有分裂，所以不会有对立的利益阵营。 从技术角度来看，与BTC不同以太坊硬分叉后,形成了eth和什么，ETH有一个限制矿工的难度炸弹，防止矿工在POW转POS的过程中联合起来抵抗，从而分叉出两条ETH区块链。 因此，矿工维护老链在收益上是没有任何好处的。 因此，不会创建新硬币。

6.共识机制变为POS+POW

ETH这次升级带来的最大变化就是共识机制会发生变化，而共识机制是社区维持共识的基本前提。 如果处理不当，可能会导致社区分裂，形成利益对立的几个群体。 ETH之所以坚持将最终的共识机制改为POS，是为了避免POW消耗大量能量的劣势，一开始并没有采用POS共识机制，就是为了避免大家对这种共识机制的不认可。 因此，采用从POW逐步过渡到POS的发展思路。

为了实现POS，ETH将采用Casper共识算法。 一开始会是一个POW和POS并存的系统。 得出的结论是，这将带来以下好处：（1）降低系统的整体能源成本，（2）没有 ASIC 优势，（3）51% 攻击变得更加困难，（4）没有恶意验证者，（5）创建区域块， (6) 可扩展性。

POS 权益证明需要大量的 ETH 保证金来代替计算机算力来实现验证者的功能，从而形成非常大的加密经济安全边际。

7、为什么要降低出块奖励？

说到区块奖励，就不得不说说ETH的代币流通机制。 与比特币 2100 万的供应上限不同，ETH 选择不对加密货币的总供应量设置上限，并且总供应量每年都在持续增加。 今年6月，ETH流通量首次突破1亿枚，年增长率约为10%。 从货币的角度来看，如果将ETH代币作为整个生态系统的货币，那么每年10%左右的涨幅显然不利于整个代币价值的稳定和经济体系的健康发展，而且随着POS机制的引入，出块的速度会更快，所以如果区块奖励不减少，ETH的上涨速度会加快，这无疑会加重本已很高的通货膨胀率，所以减少区块奖励遏制更高的通胀率是非常必要的，因此得到了社会各界的一致认同。

但是，即使保持稳定的低通胀率，仍然不难保证整个生态的“汇率稳定”。 由于2017年ICO的快速发展导致ETH代币价值大幅上涨，市场对ETH代币的投机需求非常旺盛。 2018年市场降温，ETH遭遇巨大卖压，导致币值大幅上涨。 现阶段，资本对币值的影响很大。 此外，即使类比于现实世界的货币政策，央行根据市场动态调整通胀，试图依靠固定增长率显然是不够的。

8、Vitalik反复强调的Casper共识算法是什么？

Casper是一个基于安全存款的经济共识协议（security-dePOSit based economic consensus protocol）。 协议中的节点作为锁定押金的“绑定验证者”，必须先支付押金（这一步称为锁定押金，“绑定”）才能参与区块生成和共识形成。 Casper 共识协议通过直接控制这些存款来约束验证者的行为。 保证金的引入解决了“无风险”的问题，即经典POS协议中做坏事的成本低。

Casper共识算法最显着的特点是可以激励诚实的矿工，惩罚不诚实的矿工。 对于尝试验证恶意区块的节点，其权益将被扣除。

9、让矿工“胆战心惊”的难度炸弹是什么？

“难度炸弹”存在于 ETH 基金会执行的原始 ETH 协议中。 在设计之初，ETH 决定采用权益证明（POS）来维护交易的安全性，以取代效率较低且资源密集型的工作量证明（POW）。 除了因算力增加导致挖矿难度增加外，还有一个难度系数呈指数级增长，这就是难度炸弹（Difficulty Bomb）。

ETH区块难度主要通过难度炸弹来提升，每诞生10万个区块难度就会急剧增加。

随着Casper的上线，挖矿难度将呈几何级数增长。 难度炸弹仿佛是一把达莫里斯之剑，架在矿工头上，也是保证ETH从POW向POS过渡的一大杀器。 难度炸弹导致挖矿成本飙升。 当挖矿需要更高的成本时，矿工无法生成大量区块。 出块时间会变长，叠加的区块数量会减少，导致矿工收益降低。

10.分歧是绝对的，共识是相对的

下表总结了BTC、BCH、ETH不同阶段硬分叉的基本情况：

表1 BTC、BCH、ETH硬分叉基本情况

加密货币的发展总是离不开分叉这个话题。 我们不禁反思，分叉是否是加密货币设计的先天缺陷？ 还是缺乏社区治理？ 还是有一小撮分裂分子在蓄意破坏社区共识？ 或者从根本上说，加密货币的共识是脆弱的。

分叉真的是一件坏事吗？ 共识真的会在一个又一个的分叉中消失吗？

加密货币的共识机制是整个社区的灵魂。 从最早的POW到后来的POS、DPOS、PBFT，它还在不断的进化。 POW 具有去中心化和安全的优点，也有耗能大、算力垄断的缺点。 POS和DPOS具有效率较高、无能源消耗等优点，也有中心化程度高、容易形成财阀统治的缺点。 目前还没有成熟的共识机制可以被广泛认可，也没有成熟的公链可以广泛应用于各行业的发展。 因此，分叉是特定共识机制的产物，也是技术更新迭代的正常过程。 不同的共识机制和每一次分叉都伴随着共识的重塑和异化。

共识是共同的理解。 在多元化的社会或社区中，不同的人有不同的认知水平和思维方式。 所谓加密货币社区中的共识，是指一个社区在某个发展阶段对币种形成一致的发展力量。 ，共识主要体现在技术方案、矿工挖矿、链上治理的迭代上。 区块链技术仍处于非常早期的阶段。 从开发理念到基础设施，都在快速迭代，从业者的认知也在不断进化。 因此，共识具有一定的时间和空间界限。

BTC在2013年和2015年都有硬分叉，前一次是因为不同节点的区块格式不同，后来是因为不同节点的交易格式不同。 技术迭代会产生分歧，但在矿工群体的利益权衡下，最终选出一条链，形成新的共识。 后来发生的 BTC 硬分叉产生了 BTC 和 BCH，因为不同的矿工群体对是否扩容区块存在分歧。 由此可见，分叉并没有结束BTC的生命，相反，分叉之后迎来了行业的爆发式发展。

从以上事件可以看出，BTC虽然设计精巧，但其应用场景非常有限。 随着BTC或区块链技术逐渐从小众极客圈走向大众进而服务于行业，技术的更新迭代在所难免。 社区中具有不同发展理念或利益诉求的群体逐渐从原有的统一共识中分离出来，形成新的共识。 不管BTC分叉成BTC和BCH，还是BCH分叉成BCH和BSV，笔者认为共识不存在“分裂”，因为共识本身是动态发展的。 我们倡导的共识不应该是统一不变的“基本教义”，而是能够适应区块链技术发展，满足不同发展阶段和行业需求的动态共识。 如果说旧的共识已经不能满足技术发展的需要，那么所谓的共识“分裂”只是一种正常的蜕变，技术的新陈代谢。

图1 BTC、BCH、ETH分叉过程示意图

将共识提升到另一个层次，大到贸易战等国际冲突，小到企业间的合作与竞争，人类社会无处不在体现着共识，而且始终处在“打破”和重塑共识的过程中。 丘吉尔用帕默斯顿首相的名言“大英帝国没有永远的朋友，也没有永远的敌人，只有永远的利益”来形容国与国之间的关系，并指出国际社会的共识只是演进的外在表现的利益。

11.分叉背后的区块链思维

传统互联网有典型的用户思维、流量思维、大数据思维、平台思维、跨界思维等，而区块链思维主要包括分布式思维、编码思维、共识思维等。

区块链的发展没有一个中心化的组织来协调，因此决策效率低于传统的商业组织，但更能体现公平的特点。 每一次分叉都伴随着社区的热烈讨论甚至激烈交锋，深刻体现了区块链的分布式思维，其本质是权利和责任的去中心化。 某条链的分叉等重大决策，并不是传统中心化世界中美联储、董事会等​​中心化中心决定的，而是社区各方利益集团最终博弈的结果。 即使ETH社区中有Vitalik这样的“灵魂领袖”人物，一旦他的行为不被社区认可，最终也可能被抛弃。 这就是分布式思维的体现。

每一次分叉都伴随着对旧共识的挑战。 在旧系统达成的共识中，各利益相关者达成了共识。 分叉会对旧的利益格局产生冲击，导致旧的共识分裂重组，最终形成新的共识。 不同于互联网从用户角度设计产品，与用户需求达成共识，在区块链世界中，先与社区成员达成共识，再形成产品和服务，类似于按需生产。 这深刻体现了区块链的共识思维。

参考：

1、

2,)

3.

4.

5.

6.

7.

8,

9、

天机馆简介：LD Research成立于2018年7月2日，是一家以人类发展为驱动，致力于探索科技未知领域，以“解决现实问题的BASE研究”为目标的研究所。

天机馆以BASE战略为核心，深度聚焦区块链、人工智能（AI）、信息安全（Security）等领域的基础技术和创新研究，打造服务未来生活的应用生态系统（Ecosystem）。 天机阁以产学研转型为抓手，在全球设立了多个研发机构。 其团队成员来自加州大学、UIUC、浙江大学、谷歌、华为、高盛、魅族等国内外顶尖大学和科技公司，具有科研和工程能力。