邁向以太坊2.0：伊斯坦布爾升級將帶來哪些改變？
文| 林帥
審| 於百程
2019年12月，區塊鏈領域最先受到關注的事件莫過於以太坊的伊斯坦布爾升級。伊斯坦布爾升級是以太坊的第八次網絡升級，最近一次以太坊升級代號“君士坦丁堡”。
二級標題
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以太坊正式上線之後，歷經了數次升級。按照其創始團隊的規劃，以太坊的發展路線分為四個階段，即：Frontier（前沿）、Homestead（家園）、Metropolis（大都會） 和Serenity（寧靜）。每個階段都會通過硬分叉的方式來進行升級過渡，而每個階段的升級都是為了引入更多的特性和修復問題。
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資料來源：網絡公開資料整理，01區塊鏈
第一階段：前沿（Frontier）
以太坊進入第一階段——前沿（Frontier）開始於2015年7月30日，這一階段主要是將挖礦和交易所交易運行起來，從而社區可以運行挖礦設備，同時還建立了一個測試分佈式應用（DApps）的環境。這一階段的以太坊只有命令行界面，沒有圖形界面，需要非常精通整個以太坊模型，對工具的掌握非常好才能進行開發使用。從這一階段開始就可以挖出真正的以太幣，但每個區塊的獎勵只有正常獎勵的10%，即每個區塊獎勵是0.59個ETH。然而，由於這一階段的以太坊版本非常複雜，一般礦工難以參與挖礦，更多參與挖礦的是開發者。
第二階段：家園（Homestead）
2016年3月14日，以太坊在主網區塊高度1150000時進入第二階段——家園（Homestead）。這次升級主要包括幾個協議的改變：EIP-2（主要的硬分叉改變）、EIP-7（以太坊虛擬機更新）、EIP-8（devp2p向前兼容性）。
以太坊優化協議後，系統更加穩定、更易使用，普通用戶也可以開始參與挖礦。挖礦的獎勵也從“前沿”階段的10%恢復到正常獎勵水平，即每個區塊獎勵5個ETH。
第三階段：大都會（Metropolis）
這一階段主要包含兩次硬分叉升級：拜占庭（Byzantium）和君士坦丁堡（Constantinople）。這個階段被認為是從PoW機製到PoS機制的過渡階段，以太坊的底層協議將發生重要改變。
拜占庭硬分叉升級已按原定計劃於第4730000個區塊高度完成升級。拜占庭升級在以太坊網絡中引入了大量新特性，主要包括zk-Snarks、“revert功能和returndata指令”（智能合約的靈活性），以及抽象賬戶等。
2019年3月，以太坊君士坦丁堡分叉升級完成，本次升級在性能和安全上的改變主要有：智能合約執行性能優化、為合約更新時提供更廉價的存儲、為狀態通道等二層網絡擴容方案做鋪墊、修改了以太坊經濟政策。
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二、以太坊2.0：寧靜將至
1、如何升級？
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三、以太坊2.0會產生什麼變化？
在2018年11月的DevCon大會上，以太坊研究員Danny Ryan羅列了五個以太坊2.0的設計目標，包括去中心化、系統恢復能力、安全性、簡潔性、持久性。
總體來說，以太坊2.0將使以太坊網絡實現更高程度的擴展性和去中心化，最重要的變化在於完成共識機制從PoW到PoS的轉換。
現在以太坊採用的是PoW，亦即工作量證明共識機制，通俗來講，就是多勞多得制度，付出的計算工作量越高，就越有可能得到獎勵。這一機制存在的缺陷就是處理交易的速度太慢。而升級之後的POS機制則可以提高交易處理速度，同時節省很多算力消耗。
在具體操作方面，根據以太坊伊斯坦布爾升級公告，對於以太坊用戶或者Ether持有者來說，不需要進行任何手動操作，除非交易所或者錢包服務商等提示需要採取額外的操作。而節點運營者、礦工以及其他開發人員則需要進行以太坊客戶端的更新操作。
另外，上次以太坊君士坦丁堡升級決定將難度炸彈延緩一年，而經過公開討論後，以太坊網絡難度炸彈將被再次推遲。
難度炸彈一直是以太坊網絡中飽受爭議的地方。所謂難度炸彈是指計算挖礦難度時，除了根據出塊時間和上一個區塊難度進行調整外，加上了一個每十萬個區塊呈指數型增長的難度因子。
根據這一計算規則，隨著以太坊區塊高度的增加，出塊難度也將大大增加，礦工將難以挖出新的區塊。而挖礦難度越來越難，到最後礦工幾乎無法通過挖礦產生新的區塊，這時就到了被稱作“冰川時代”的階段。
之所以加入難度炸彈，是為了防止礦工聯合抵制PoW向PoS的轉換過程。加入難度炸彈後，會使礦工在挖礦過程中逐漸發現轉移到PoS機制對自己更加有利，於是會逐漸擯棄PoW，完成整個網絡共識機制的“溫和“過渡。
但現實情況卻是，整個轉換過程遠比開發者最初設想的要長。目前，PoW仍然是以太坊的主要挖礦機制，而且由於難度炸彈的存在，挖礦難度持續快速增加。為了保證網絡通暢和系統的穩定，在正式上線PoS機制之前，難度炸彈只能被一次次延遲。
