以太坊升级旅游图：一文梳理升级历史及未来规划

详细统计以太坊8次升级的历史和未来规划，以及每次升级的影响。

以太坊在历史上经历了 8 次网络升级。 当我们尝试将每个历史分叉的区块高度映射到线性时间轴上时，我们会发现以太坊网络升级的频率在逐渐降低，甚至在 2018 年都没有升级。 本文不去探究以太坊升级频率下降的原因，但最直观的猜测可能是因为以太坊基金会需要将部分工程师的精力投入到2.0的开发中，也可能是因为随着平台的成熟，不需要高频分叉。 毕竟对于运行网络的节点来说很麻烦，客户端还需要升级。

最新一次硬分叉升级于北京时间12月8日8时左右完成，代号“伊斯坦布尔”，激活6个EIP提案升级网络。 以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 表示，此次升级后，普通交易每秒（TPS）将提升约 5% 至 10%，而对于 Layer 2 技术 Rollup，可提升约 4 倍。

众所周知，以太坊整个项目分四个阶段逐步推进，分为：Frontier、Homestead、Metropolis和Serenity。 前三个阶段可以称为以太坊1.0，Tranquility可以称为以太坊2.0。 由于2.0是一个跨越数年的非常大的工程，使用工作量证明机制的1.0和升级为权益证明的2.0很可能会长期共存，各自发展。

下一次代号为“Berlin”的硬分叉升级计划引入ProgPoW挖矿算法，削弱专用挖矿设备ASIC对网络的影响。 由于1.X和2.0可能会并行演进数年，对于1.X网络来说，挖矿算法的公平性仍然是一个值得探讨的话题。 当然，随着2.0的逐步完善，原本植入网络的“难度炸弹”还会继续发挥作用。 当以太坊进入“冰河时代”，1.X矿工难以产生新区块时，用户将不得不切换到2.0的“Serenity”。

当然，2.0的核心技术是分片技术，可以大大提高以太坊分布式系统的效率。 不过2.0也安排了一些其他重要的技术，可以进一步提升网络的性能，比如eWASM。 因此，这种技术也可能在2.0全面上线之前，在1.X链上测试一些特性。

本文整理了以太坊官方文档中的路线图页面，试图标出历史上每一次升级的影响。 当然，由于大多数升级最重要的意义在于提升网络的基础技术能力或性能，因此这部分的内容不再详细展开。

一些值得注意的事情：

以太坊并没有在主网上线时埋下“难度炸弹”； 植入难度炸弹后，已实施两次硬分叉推迟难度炸弹，第三次硬分叉推迟难度炸弹将在本月内尽快进行；以太坊尚未进行网络升级2018; 伊斯坦布尔之后，以太坊的升级代码将按照Devcon召开的先后顺序命名； 未来的发展周期会以EIP为中心，只有EIP足够成熟才会考虑Merged升级。 Frontier：2015年7月30日进入第一阶段，这是以太坊创世块的生成日期，也是以太坊第一阶段开始的日期。

以太坊“前沿”，去中心化软件平台

前沿解冻（Frontier Thawing）：埋下难度炸弹 2015年9月7日，本次升级后（即区块高度200,000），引入难度调整机制，又称“难度炸弹”。 算力难度在一年左右会呈指数级增长，所以可以肯定的是，以太坊在接下来的一年内会再经历一次硬分叉。

引入难度炸弹的目的是为网络从 PoW 迁移到 PoS 提供一种机制。 当算力高到矿工无法挖出任何区块时，将是网络转向 PoS 的最佳时机。

Homestead：进入第二阶段，终于有了图形界面钱包 2016年3月14日（π日），这是以太坊的第一次硬分叉，也是第二阶段路线图开始的日期。 此版本中最重要的功能是智能合约的优化和智能合约语言 Solidity 的全新代码的引入。 此外，该版本还发布了桌面钱包Mist，用户可以通过Mist持有资产或使用智能合约。 随后，Mist 项目宣布于 2019 年初终止。

以太坊“家园”是一个区块链应用平台

DAO 分叉（DAO Fork）：ETC 和 ETH 的诞生 这就是以太坊有两个网络的原因。 2016 年，一个名为 The DAO 的去中心化自治组织项目通过发行代币筹集了 1.5 亿美元。 6月，The DAO的合约被黑客利用，价值数千万美元的ETH被不明黑客盗走。 这起事件的后续发展还有很多细节。 总而言之，大多数社区成员认为应该进行硬分叉以从黑客手中取回被盗资金。 于是在2016年7月20日，进行了一次名为“DAO Fork”的硬分叉。 也有很多社区成员不赞成这种行为。 他们认为，去中心化的区块链平台不应进行任何人为干预，已经发生的交易无法撤销。 分裂的社区在硬分叉后产生了两个网络，一个是黑客仍然持有资金的以太坊经典，另一个是被盗资金已返还给投资者的以太坊。 橘子哨子：缓解DoS攻击 自2016年9月18日以来，以太坊网络遭到个人或团队的攻击，网络被大量未完成的交易阻塞，类似于拒绝服务攻击（DoS）。 因此，以太坊基金会计划进行两次硬分叉，彻底解决此类攻击。 第一个硬分叉将专注于解决最紧迫的网络健康问题，即定价过低的操作码。 第二次硬分叉将专注于次要优先级问题，例如攻击者充斥大量空账户，这可能会不必要地增加区块链账本的大小。

2016 年 10 月 18 日的第一次硬分叉增加了以太坊虚拟机 (EVM) 操作代码 (opcode) 的成本，这意味着在链上执行此类计算的成本将会提高。 这些操作码是防止垃圾邮件攻击的基础，本次更新对它们进行了调整以减轻此类攻击的影响。

伪龙：彻底解决攻击 时隔一个月为什么以太坊有这么多版本，2016年11月22日进行了第二次硬分叉，希望彻底解决自9月以来引发的一系列攻击问题。 将共同解决四项提案，即：增加对重度攻击的防护、增加EXP操作码的成本、清理状态树、调整智能合约的最大字节限制。 拜占庭：进入第三阶段，难度炸弹首次推迟 2017 年 10 月 16 日，本次硬分叉包含 9 项改进建议。 除了与操作码、智能合约等相关的低级更新为什么以太坊有这么多版本，“难度炸弹”推迟到一年半后，区块奖励从 5 ETH 减少到 3 ETH。 在拆除难度炸弹之前，块生成时间接近 30 秒。

Paleolio王朝时期拜占庭帝国的领土，公元1265年左右

君士坦丁堡：双重硬分叉&难度炸弹再次推迟 经过一年多的沉寂，以太坊基金会将于2019年2月28日迈出“Metropolis”的最后一步，也就是所谓的Metropolis。君士坦丁堡”，共包含 6 项改进。 有趣的是，此次升级中还有一个名为“圣彼得堡”（Petersburg）的硬分叉，它将移除君士坦丁堡之前的一个改进提案（EIP-1283）。

在这五次大更新中，除了技术上的调整外，难度炸弹再次延期12个月，出块奖励从3 ETH降为2 ETH。

奥斯曼帝国时期的君士坦丁堡，1572 年

伊斯坦布尔：性能优化 以太坊 2.0 计划在 2020 年推出第一阶段（phase 0）。在 2.0 全面推出之前，大部分用户和开发者可能主要使用以太坊 1.X，因此后续 1.X 的更新也很重要。 这个伊斯坦布尔硬分叉于 12 月 8 日启动，它包括 6 项改进、性能改进和一些操作码优化。 以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 表示，此次升级后，普通交易每秒（TPS）将提升约 5% 至 10%，而对于 Layer 2 技术 Rollup，可提升约 4 倍。

从博斯普鲁斯海峡和马尔马拉海的交汇处看到的伊斯坦布尔全景

缪尔冰川（Muir Glacier）：难度炸弹再次推迟。 用户和开发者发现，近期以太坊的区块生成间隔略有增加，这将导致以太坊网络的TPS下降。 以太坊开发者讨论，有人提议在区块高度9,200,000进行代号“Muir Glacier”的硬分叉，以移除难度炸弹，预计在2019年12月31日左右发生。根据讨论中开发者的数据组，以太坊的出块时间会持续增加，直到难度炸弹被移除，可能在1月6日左右达到25到30秒。

弗兰克·拉罗什 (Frank La Roche) 于 1897 年左右拍摄的缪尔冰川

Berlin（柏林）：开始以 Devcon 的城市命名 从这个版本开始，升级代码将按照以太坊开发者大会 Devcon 的顺序进行，第一届 Devcon 0 在柏林举行。 事实上，之前为“伊斯坦布尔”计划了很多改进，但由于种种原因，一些没来得及放在伊斯坦布尔的改进提案将被移至“柏林”，其中有8个EIP暂时搁置公认。

第一个 (Devcon 0) 在柏林，中间是 Vitalik Buterin 和 Gavin Wood

London（伦敦）和Shanghai（上海）目前在官方文档中，提到了这两次的升级代码，其他任何信息都没有谈及。 不过官方提到，未来的开发周期会以EIP为中心，只有EIP足够成熟才会考虑合并到升级中。 并将优先考虑“准时”和“小”而不是“延迟”和“大”。

第三届（Devcon 2）在上海