分析上海升级的技术细节和潜在影响：为什么重要？

为什么上海升级很重要。 因为实际上，ETH在15年发布的路线图中的四个阶段：边境、宅基地、大都市、宁静已经经历了**15次升级**，而且都在上一次巴黎升级中完成。 不幸的是，但总体而言，它比预期的要好得多。

ETH2.0 新时代路线图的一大特点是更新频繁，在eth1.0 阶段。 只能启动每次重大更新之间间隔 1 到 2 年的测试。 在 ETH2.0 中，似乎每六个月就会有一次重大升级。

上海升级是新路线图六个阶段的第一次升级，其负担不言而喻。 就像四年前看eth路线图感觉小偷在画蛋糕一样，现在我们带着这种梦幻的感觉看新路线图。 梦想要多少年才能在现实中体现？

说白了，在可预见的未来，市场马上就会开始炒作，能够赶上这次上海升级概念的代币。

所以来回答这个低俗的问题。 我们的文章将分为三个部分。

一、ETH2.0的新格局

二、上海升级的具体内容

3.上海升级，潜在后续影响

**ETH2.0的新格局，这是属于MEV的时代**

*** 在ETH2.0中，“验证者”取代了之前“矿工”的角色。 MEV 收入取代了原来 GAS 费的作用。 Liquid pool、staking pool、cex staking三种类型的矿池已经取代了之前pow矿池的作用。 ***

1. 验证者取代矿工

ETH2.0主网合并后，以太坊网络上的所有交易将不再由能源密集型“矿工”进行验证，而是由存放或质押大量ETH的个人和组织“验证者”进行验证。 任何人只需质押32ETH以上即可满足最低要求，验证节点成为**“验证者”。 **

2. MEV收入替代GAS费

*MEV是web3.0从业者必须尽快普及的概念。 我们可以这样解释，ETH1.0是围绕pow的gas分配游戏，而ETH2.0是围绕MEV*的套利gas消耗游戏

MEV（Miner Extractable Value），即矿工可提取的价值，又译为Max Extractable Value，由Phil Daian在Flash Boys 2.0论文中首次提出。

我们都知道链上的所有动作都以“交易”的形式存在，用户发起的所有交易都会进入“内存池”等待矿工打包。 基于利润最大化的原则，矿工将打包的顺序由手续费的高低决定，这是MEV出现的基本条件，也催生了链上机器人的出现。 他们使用高 gas 设置 (PGA) 来抢占池中的交易以进行套利。

这样白白放在地上的利润，自然是很多人的目标。 据统计，2020年以来，全网累计捕获MEV金额高达6.8亿美元。 这也导致了新一代明星的崛起——Flashbot，一款帮助节点抓取MEV的工具。 在 MEV 捕获赛道上还有许多花哨的竞争对手，包括但不限于：KeeperDAO、ArcherDAO、Automata、mistX、BackRunMe

MEV产生的巨额利润，一直困在链上矿工和机器人的圈子里。 最早作为矿池的一种灰色收益，被民间戏称为“贿选节点收益”、“最小51%攻击”。

套利者发现套利机会，贿赂“验证者”，操纵交易打包顺序进行套利。 在这里，套利者与验证者之间的分利过程“既是一种合作关系，也是一种博弈关系，本文在此不做过多展开。

直到2022年伦敦升级和以太坊合并，这种情况才会改变。

伦敦升级通过的EIP1559大大改变了矿工的收入结构

从之前的full gas fee到burn + tipping模式，而以太坊的合并也标志着它向POS共识机制的彻底转变，“验证者”取代原来佛系的“矿工”参与MEV价值共享， ETH2.0成为更具竞争力和生态丰富的MEV乐园。 这也大大增加了 Flashbot 客户端的数量，截至目前，近 90% 的以太坊验证器都在运行其 MEV-boost 客户端。

此后，MEV完全取代gas费成为以太坊“验证者”的主要收入，gas费被用来燃烧，造成了ETH的长期通缩预期。 根据目前的数据，由于 MEV-boost 的引入，以太坊“验证者”的收入已经从 3% 左右增长到接近 10% 的水平。 在 ETH 通缩的前提下以太坊上海升级开放提款，“节点”收益在减半前甚至没有损失，为 ETH 网络的稳定奠定了基础，与其他 pos 链形成天然屏障。

三、新时代的矿池

虽然如前所述，在eth2.0中只需要30多个eth就可以成为验证者，但对于平均每两个月成功获得奖励的个人验证者来说，还是非常困难的。 尤其是现在涉及mev-boost等需要经常维护的技术活动，个人验证者总是捉襟见肘。 因此，除了极少数的巨鲸和孤独的勇者，加入矿池仍然是主流方案。 目前矿池分为三种：Liquid pool、staking pool、cex staking

市场份额如下：

1、流动性矿池：

中心化程度适中，商业模式以市占率88.67%的丽都为例。 在丽都质押的挖矿收益以steth的形式给出。 所有挖矿奖励分为三部分，90%给质押ETH的用户，节点运营商和Lido金库各瓜分5%，矿池也会奖励用户和金库$Lido挖矿奖励，用户存证为stETH，因为stETH是流动性的，所以称为流动性池。 维持stETH-ETH交易对的流动性和$LDO代币的激励是这类矿池的主要竞争力壁垒。

2.交易所矿池

中心化程度较高，矿池收益、管理费、甚至抵押ETH的来源等具体分配方案都比较不透明。 优势是交易所强大的业务背书和业务团队。

3、矿池

中心化程度极低，基本是去中心化，模型是没有模型。 免费抵押，公平分配，管理费相对透明。

缺点是在上海升级之前，由于ETH2.0的阶段性限制，目前锁定的ETH处于牢狱状态，无法赎回。 可以预见，此类矿池将成为上海升级后的主要受益者。

基于上述新的经济模型，验证者可以通过质押 ETH 来生成和收集新的 ETH（MEV）。 这些所谓的“新 ETH”是他们验证交易和保护网络的奖励。

但在目前的以太坊中，ETH只能存不能取，质押总价值接近235亿美元，全部“套牢”在以太坊网络上。

如果不尽快开放取消质押功能，质押ETH的吸引力将大大降低，未来也不会有那么多人进入以太坊网络，这无疑对以太坊未来的发展产生巨大的影响。以太坊和网络安全。 在 POS 世界中，POS 的抵押量是正义的，维护抵押量是维护区块安全的第一共识。

而本次上海升级将为锁定在链上的235亿美元POS质押ETH提供解锁能力，同时也将伴随整合众多针对GAS优化的EIP。

上海升级的具体内容

遗憾的是，在上海升级中非常重要的EIP-4844，最终还是被确定延期。 这是ETH分片的第一步，可以大大降低eth的gas成本。 有些操作可以节省 100 倍的气体。

剩下的十二个提案中只有九个最终确认更新。 其中，第八条关于ETH解锁的具体方案最为重要。

1. EIP-3540：EVM 对象格式 (EOF) v1

EOF优化

该 EIP 为 EVM 引入了一种用于可扩展和版本化容器的保留格式。 这种保留格式具有代码和数据分离的优势，便于将来引入更改。 此更改依赖于 EIP-3541 引入的保留格式。

目前链上部署的 EVM 代码不包含保留格式。 每次客户端运行前，通常都需要对代码进行JUMPDEST分析验证，造成额外的消耗，不利于代码的更新迭代。 本 EIP 中描述的创新引入了一种简单、可扩展的预留格式，具有相对较低的客户端和编码要求。 这种保留格式提供了识别和分离代码和数据的能力。 这种分离能力特别有利于链上代码验证器，例如 Optimism 等第二层扩展工具所使用的验证器。

2. EIP-3651：温暖的COINBASE

节省与ERC20相关的无意义的gas消耗

EIP-3651 于 2021 年 7 月 12 日由 William Morriss (wjmelements) 提出。 该提案已通过，将纳入上海升级。 这是一项影响激励交易类型的提案。 该提案中提到的 COINBASE 不是大型交易所 Coinbase，而是矿工用来在网络上获取新币的软件名称。 这个概念最初起源于比特币。 区块中的第一笔交易称为创建交易或 COINBASE 交易。 这是矿工打包收集gas tip进行挖矿的特殊交易。 在执行事务之前是否有预加载被定义为“暖”或“冷”。 在EIP-2929中，当目标不在accessed_addresses中时，会收取冷账户访问费用（COLD_ACCOUNT_ACCESS_COST）。 此时第一笔交易不预加载（冷），收取的gas费会很高，而预加载（warm）交易后，gas费会降低。

William Morris 在提案中提出，现阶段平台上的每笔新交易都必须与 COINBASE 软件进行多次交互。 由于软件需要“预热”，所以第一次gas成本会更高。 随着交互次数的增加，gas费会逐渐降低。 Williams Morriss 在 EIP-3651 中提出，COINBASE 软件可以从一开始就保持“温暖”（预加载），COINBASE 返回的地址（0x41）包含在 accessed_addresses 中，从而改变矿工费插入的第一笔交易的 gas，并激励 ERC20 代币的支付方式。 这个提案的好处是在EIP-3651上线后，矿工打包的交易可以有更多的用途，gas费成本也会降低。 同时，EIP-3651上线前更倾向于使用ETH进行支付，上线后将鼓励使用ERC 20支付方式。 上海升级通过的另一个提案，EIP-3855，也是一个减少无意义gas消耗的提案。 两项提案的实施将大大降低以太坊 gas 费用的成本。

3. EIP-3670：EOF——代码验证

EOF优化

使用 EIP-3540 创建合约时引入代码验证。 拒绝未定义指令的合约。 这样就可以在创建合约的时候引入代码校验。 拒绝包含截断的 PUSH 数据或未定义指令的合约。

4. EIP-3855：增加PUSH0指令

减少无意义的gas消耗的提案

对于EVM，也就是以太坊虚拟机（执行合约代码的系统）来说，设计的指令有很多种，但是之前push0的设计是将0的值压入栈的操作指令，而这个EIP增加了PUSH0(0x5f)指令，将常量值0压入栈中，需要2个gas

本来没有push0的时候，有一些依赖0作为偏移量的操作，比如远程调用，return，很多参数都是0。本来要操作0，只能用指令PUSH1 0（也就是去push一个数字，数字为0），这个操作会消耗3个gas，然后push1和0各自占用初始化代码的一个字节存储，导致部署这个合约的成本高了2*200gas

EIP还统计了由此产生的gas损失：在现有账户中，PUSH1 00指令浪费了340,557,331字节，也就是说部署损失为68,111,466,200 gas

5. EIP-3860: Limit and meter initcode

提高智能合约系统上限，减少gas

通过引入对 initcode 最大大小的限制来扩展 EIP-170 (MAX_INITCODE_SIZE = 2 * MAX_CODE_SIZE = 49152)。 initcode 的最大大小限制将从 24576 增加到 49152，即增加一倍。 同时每32个字节的initcode chunk引入2个gas fee来代表jumpdest-analysis的成本。

目的：在合约创建过程中，客户端在执行initcode之前必须对初始化代码进行jumpdest-analysis。 执行的工作与 initcode 的大小成线性比例。 基于EIP170，initcode大小限制为24576，但现在initcode的最大大小限制增加到49152。原来的临时解决方案是部署多个合约，然后互相调用，但显然跨合约引用是一个高gas成本。 显然，更大的代码容量意味着合约规模可以翻倍，合约开发者可以部署更丰富的功能。 简而言之，EIP-3860 的目的是支持更大的 Dapp。

6. EIP-4200: EOF - 静态相对跳转

优化 EOF 以节省 gas。

引入了三个新的 EVM 跳转指令（RJUMP、RJUMPI 和 RJUMPV），它们将目标编码为带符号的立即值。 这些在大多数（但不是全部）用例中都很有用，并且可以降低成本。

7. EIP-4750：EOF - 函数

优化 EOF 以节省 gas。

引入了两个新的操作码 CALLF 和 RETF 来调用这些函数并从中返回。 此外，还引入了 JUMPF 指令来执行函数跳转。 不允许动态跳转指令。

EIP-4200 引入了静态跳转指令，它消除了大多数动态跳转用例的需要，但并不是所有的事情都可以用它们来解决。

这个 EIP 旨在消除和禁止动态跳转，因为它提供了最重要的功能：调用和返回函数。

此外，它旨在通过对每个给定函数的输入和输出数量进行编码并隔离每个函数的堆栈（即函数无法读取调用者/被调用者堆栈）来提高分析机会。

8. EIP-4895：信标链推送提现操作

本次上海升级的核心：支持验证者通过全新的“系统级”操作方式从信标链中提取资金到EVM

本次EIP将引入一个系统级的“操作”，支持提现从信标链“推送”到EVM。 目前信标链上质押了约1400万个ETH。 本次提现操作的运行将意味着以太坊信标链的质押提现功能将被激活。

目的：本EIP为信标链上的验证者提供一种将资金提取到EVM中的途径，从而实现质押ETH的提取操作。 实现方式基于信标链的共识信息，系统无条件直接控制指定地址的ETH余额。 这种方式下没有gas费消耗，也不需要用gas来防dos攻击**。 总而言之，EIP-4895的目的是实现质押退出功能。

ETH上海升级解锁质押计划

流失极限商数

根据社区最新提案，验证人可以进行部分提现和全额提现，出于安全考虑，将对验证人的提现额度和提现率进行限制。 每个Epoch最大可提现次数设置为512，根据现有验证人数量，4天可提现一次奖励（验证人总数/（512*225）。根据当前验证人数，近33.9 ETH 以以太坊市场平均余额计算，以太坊市场每天**最大**面临的平均卖压为230,000 ETH，4天累计量为921,000。

其中，所有提现中的提现率都会受到限制。 退出机制引入了“流失限制商数”。 ETH提现限额为每天X/ETH，其中X为验证者总数/65536。目前每个Epoch只能激活7个验证者并允许退出，即每天1575个验证者（225个Epoch）。 如果每个验证者持有 32 个 ETH，则每天流出的 ETH 将超过 50,000 个。 当然提现率也会根据质押的ETH总量进行调整，以防止资金大量外流和攻击者的slashing攻击。 部分提款没有具体的提款次数限制。

需要注意的是，验证人的有效质押余额必须在32 ETH以上。 如果低于这个数额，您将无法获得所有质押奖励，或者如果余额低于 16 ETH，您将被驱逐出验证者行列。 目前，验证人未定的退出方案分为部分退出质押和全部退出质押。 部分撤回允许验证者撤回超过32个ETH，完全撤回允许验证者撤回所有质押并退出质押行列。

不过最近开发者Potuz提出了一个可以取消取款队列的新方案

即取消区块内全部和部分提现队列的逻辑。 建议使用验证器索引来解决这个问题。 原因是以太坊上的每个验证器在信标链上激活时都会分配一个编号。 在不使用上述排队出口的情况下，信标链可以按照一个区块来处理取款限额。 Number 扫描验证者，然后按照验证者索引号从小到大的顺序处理每个验证者的提现请求。 目前，开发人员正在研究此解决方案作为替代方案。

9. EIP-5450：EOF - 堆栈验证

EOF优化

引入代码段的扩展验证，保证验证合约执行过程中不发生栈下溢

当前现有的 EVM 实现对每条执行的指令执行大量有效性检查，例如检查堆栈溢出/下溢、是否有足够的 GAS 等。此更改旨在通过在运行时进行验证来最大程度地减少运行时所需的此类检查次数部署时间 - 没有异常情况发生的时间，并防止代码被部署到它可以部署的地方。

特别是，这种扩展代码验证消除了对每条执行指令进行 EVM 堆栈下溢检查的需要。 它还可以防止部署可以静态证明需要超过 1024 个堆栈项的代码以太坊上海升级开放提款，但在某些情况下仍有可能超过该限制，因此无法完全消除溢出检查。

~~EIP-4844：分片 Blob 交易~~

~~EIP-1153：瞬态存储操作码~~

~~EIP-2537：BLS12-381曲线操作预编译~~

后续影响：

我们可以看到，本次升级的主要目的是优化EOF的细节，减少gas，释放信标链锁定的ETH。 不在这条主线上的EIP-4844、1153、2537虽然很重要，但都被推迟了。

1、那么长期的直接收益就是那些被gas卡住的复杂合约轨道。 ETH 的 POS 抵押品最终会大幅增长。

2、中期收益是以验证人规模为中心，与一些mevs相关的整个生态链，尤其是传统矿池。

3.为了短期的利益，不知道一些能抓住“上海”概念的表情包有没有偷鸡的机会。 随着ETH抵押贷款的放开，一些已经入狱数年的ETH可能会对市场产生一些潜在的短期抛售压力。

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作者：星爵、CryptoMaid、木木、CryptoJJ、Crypto_Quinine、Bella_research

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