imToken 首席科学家陈昶吾与 HashKey Capital 高级技术研究员 Zeqing Guo 硬核解读上海升级的背景、目的、技术路线及其对以太坊生态的潜在影响。

主持人：Siya（HashKey Capital），嘉宾：陈昶吾（imToken 首席科学家）、Zeqing Guo（HashKey Capital 高级技术研究员）

整理：Peng SUN，Foresight News

4 月 12 日，HashKey 首期播客节目《Hash Out 42》邀请 imToken 首席科学家陈昶吾和 HashKey Capital 高级技术研究员 Zeqing Guo 围绕上海升级，探讨此次升级的背景、目的和技术路线，并进一步思考上海升级可能会对以太坊生态带来的影响。

Siya：请问 4 月 12 号上海升级的时间确定吗？

陈昶吾：大概在 Epoch 194048 ，上海时间 4 月 13 日上午 9:30（升级确切时间为 2023 年 4 月 13 日 06:27），这不同于以前的 PoW，PoW 出块时间不确定，可能 20 秒、可能 10 秒。切换到 PoS 后，出块时间基本上都是固定的 12 秒，所以就不会像以前一样，达到一个区块高度可能会有不一致的时间，但是现在基本是固定的。

Siya：为什么这次升级叫上海升级，以太坊与上海有什么渊源？这个问题的话请一下郭老师来回答。

Zeqing Guo：上海升级与 HashKey、万向的关系比较紧密。Vitalik 去中国做社区、找投资，然后学会了讲中文。当时，他通过分布式资本的沈波找到万向的肖总。我记得很清楚，整个以太坊社区在 2016 年缺乏资金进行开发，社区有些担心会不会做不完以太坊，肖总得知这件事后说可以为以太坊提供 50 万美元的赞助。从那时起，HashKey 与以太坊的联系就逐渐建立起来了。之后，肖总和以太坊基金会在 2016 年在上海举办了一次黑客松，当时出现了很多项目，其中 imToken 是当时崭露头角的项目。因为大家合作得比较愉快，所以以太坊第三次开发者大会就在上海北外滩茂悦酒店举办，这是一次正式的以太坊开发者大会。因为以太坊的大版本升级都是跟开会地址有关，所以这也是上海升级的命名方式，当时在上海举办了 Devcon。所以，上海升级与 HashKey、imToken 之间有很多渊源。

Siya：两位认为上海升级是否能够顺利进行呢？我们听说之前以太坊测试网进行上海升级时出现一个意外，其中发生了什么波折？

Zeqing Guo：以太坊上海升级的测试网实际上出现了一些意外。当时大家按照到某一个区块开始升级，但是到了那个区块之后，升级并没有顺利进行。主要原因是当时整个测试网上很多的客户端没有升级到最新的版本。结果就是有的版本客户端在这个区块进行升级，但有的版本客户端并未升级，导致测试网升级失败。但我个人认为，在主网上不太会发生这种情况。因为在主网上运行节点时，假设客户端没有升级到最新的版本，那么整个验证效率就会更低。也就是说每天进行 PoS 质押收益会更少。在这种情况下，主网上的客户端紧跟着版本升级的比例比测试网要高很多。主网上的上海升级应该是 4 月 13 日，我认为能够顺利进行。

陈昶吾：我认为主网上海升级是可以顺利进行的。过去一段时间在测试网，其实原本应该在某个 Epoch 的时间，在后面其实在四、五个 Epoch 之后才完成分叉，具体原因就是整个 PoW 共识通过投票才有效。譬如要超过 2/3，这个 Epoch 才有效，连续两个 Epoch 都获得 2/3 以上的投票之后，才真正能够确定下来。这跟共识一样，每次软件升级当部分客户端版本没有升级时，它们相当于在运行另外一个版本，而新的客户端就在运行最新的根据分叉后所设定的版本。当旧的客户端没有完成升级时，就无法参与 Epoch 投票，因此也无法获得 2/3 以上的投票，导致整个升级的时间会往后延长。不过，这跟 PoW 不同，PoS 主网上设有惩罚机制，这种经济模型会促使客户端更积极地进行升级。否则当客户端疏漏一些 Epoch 或投票时，它们会受到惩罚。所以，我认为 4 月 13 日上海升级应该能够顺利进行。不过这也提醒我们不管是过去的 PoW 还是 PoS，所有的客户端都要记得升级。我们要有一些新的工具或在 Etherscan 等上设置倒计时来提醒大家完成升级。

Zeqing Guo：在使用 PoW 共识机制时，曾经出现过客户端不及时升级导致 PoW 硬分叉失败的情况吗？

陈昶吾：按照我之前在交易所的经验，每次完成 PoW 后，当网络到达新的区块高度时，我们不会立即认定该网络已经完成了硬分叉。因为我们会观察它的算力。我们会根据网络当前的出块时间和难度值回推整体算力的水平。譬如，如果原先几个 TH/s 的算力突然掉了 20% 或 30%，我们认为整体算力下降了。从 PoW 的角度来看，该网络实际上处于一个脆弱期。因为原本是 51% 攻击，如果算力下降了三成，就很容易进行硬分叉攻击。在交易所时，我们通常会观察整体高度过了之后，算力都回到原来的 90%，然后我们才会开始交易。否则，就很容易出现一些攻击手段。

Zeqing Guo：以太坊转向 PoS 之后，网络实际上稳定了很多。

陈昶吾：没错，因为这些验证节点当下验证的 Epoch 已经预先被选出来，它们质押的 ETH 不会因为分叉前或分叉后而导致数量不一致。相较于过去的 PoW 网络，我认为现在 PoS 网络更稳定。

Siya：以太坊上海升级的内容有哪些？除了 EIP-4895 允许提币外，还有哪些值得关注的亮点？

陈昶吾：这次硬分叉叫作 Shapella，Shapella 由两个字结合而成，包括 Shanghai 与 Capella。Shanghai 代表了在执行层共识机制的改良，Capella 指的是在共识层的一些改动。当我们提上海升级的时候，主要指的是执行层的改动，包括几个 EIP。

譬如，EIP-3651（Warm Coinbase） 指的是对 Coinbase 地址进行预热，Coinbase 地址是矿工挖矿奖励的接收地址。目前 Coinbase 地址没有预热，每次存取该地址都需要 2600 Gas 的开销。经过预热，用户第一次存取地址后，再次存取只需 100 Gas，这样就可以节省 2500 Gas 的费用。现在 Coinbase 允许 conditional payment，由于某些 MEV 机器人或出块奖励会涉及到在矿工或验证节点之间的分配问题，因此 Coinbase 预热变得非常重要。它可以帮助节省大量的 Gas 费用，这也包含在 EIP-3651 中。

EIP-3855 引入 PUSH0 操作指令，过去有 PUSH1 到 PUSH32 32 个 Opcode 用来将数值 0 存入 EVM 的 Stack 中，但 PUSH1 解码应该是 6000，占了两个字节，一个字节是 200 Gas，两个字节就是 400 Gas。具体来讲，每次合约在调用或部署时，PUSH0 出现频率比较高，而 PUSH1（0x00） 会导致非常多的开销。开发者在计算统计时发现，过去没有为 PUSH0 这个特殊指令做的动作，竟然在网络上耗费近 40% 的 Gas 开销，所以后来就引入 PUSH0 来节省 Gas。

EIP-3860 指的就是一些 Gas 的调整，譬如在合约这方面 calldata 的大小限制。

EIP-4895 可能是上海升级最重要的，它引入了在信标链上可以提款的协议规则。该规则可以看成两个部分，其一是完全提款（full withdrawals），如果是验证节点，可以将 32 枚 ETH 以及更多的 ETH 提现；其二，在这次的提款中，引入了一个半自动化的部分提款（partial withdrawal），这指的是一开始质押了 32 枚 ETH，但由于每一段时间会收到奖励或出块得到交易的手续费，质押收益累积的 ETH 会大于 32 枚，这部分未来会处理 16 个提款请求。最终，每次处理到的时候，就会把每个验证节点的账户余额扣掉 32 枚 ETH 后，剩下的余额会自动退换到验证节点所设置的提款地址中。32 枚 ETH 就是本金，这是用来参与 PoS 共识机制的，剩下的奖励每隔 5 天会退还到提款地址中，这主要就是 EIP-4895 的改变。

最后一个是 EIP-6049，之前有一个叫作「self-distruct」的 Opcode，可以销毁当初所建立账户。这个 Opcode 在过去一段时间里已经很少，基本都被弃用了，这一次的 EIP 并不是消除这个功能，只是加上了一些警告性字眼。也就是说，新的 Opcode 在没有新的修正功能之前，开发者要小心，不要使用到这个 Opcode。这个 Opcode 在未来的修正估计要到下一次的硬分叉或之后。因为我已经看到下一次硬分叉已经有提到是否要增加「self-distruct」的新用途。就此次而言，我认为这不是一个真正改动的功能。

以上就是本次上海升级在 EIP 方面的主要改动。

Siya：除了上述的 EOF 之外，郭老师还有其他想要补充的亮点吗？

Zeqing Guo：我补充一个小故事。譬如，为什么会有 EIP-6049，这其中有一个很长的故事。之前有一个团队，在黑客松上发现了一个指令，即在某个时间点销毁之前创建的合约，并删除其中存储的数据，之后返回一部分 Gas，减少 Gas 消耗。后来在一次黑客松上，有人发现它有一个很好的用处，在链上 Gas 费很低的时候，大量地生成一些带有销毁指令的合约。在 Gas 费很高的时候，可以调用这些指令将其销毁，这样就会返回一部分 Gas。这也就意味着，在 Gas 费很低的时候买了期权，在 Gas 费很高的时候将其卖出，这样在 Gas 费很高情况下，就可以省钱。这在 MEV 套利中被广泛使用，造成的后果是整个网络上变得更加拥堵，因为有很多人会在 Gas 费较低的时候生成大量智能合约，随后在 Gas 费高的时候销毁掉，导致链上产生很多垃圾信息，给节点造成一定负担。

其次，还带来了一些神奇的攻击。譬如，Argent 在 2020 年开放给用户使用时有一个功能，即补贴手续费，所有 Gas 费会从官方钱包中进行垫付。这里有一个漏洞利用，通过垫付的手续费去调用一个合约，并用这个合约生成一些具有销毁功能的智能合约，其实是用 Argent 的资金从事这一活动，这些合约可以发成 ERC-20 代币，这些币可以直接卖出，也就意味着 Argent 补贴费被套利套出来。1inch 也发生过类似问题，团队曾和矿工进行补贴，这些交易也可以被利用生成一些具有销毁功能的合约，通过发成 ERC-20 代币卖出。后来出现过很多攻击事件，但随着不鼓励使用这个 Opcode 而逐渐消失。

Siya：此次以太坊上海升级的一个亮点是允许质押者提币，你们认为代币解禁会导致质押者解锁抛售吗？大量质押者解锁是否会影响网络整体的稳定性？

Zeqing Guo：我认为不太可能抛售，原因有几点。过去两年时间的质押者可以分为两类，一类是在 2020 年到 2021 年初参与质押的，他们肯定不会抛售，因为他们是在牛市或牛市的最高峰的这个时间去质押的，他们可能抱着几年之内拿不出来的决心，他们肯定是非常标准意义上的 HODL，对以太坊非常有信仰。这部分代币占比约 20%，他们在牛市都不打算卖，我不相信在熊市他们愿意抛售这些币。

其次，除此之外，还有一大部分是通过各种质押服务去质押，例如 Lido、Coinbase，这应该是链上质押服务最多的一部分。这批质押者是有想法去抛售的。但是这里有一个问题，在 Lido 和 Coinbase 中，他们实际上发行了一个质押的流动性代币，例如 Lido 的 LSD 代币是 stETH，Coinbase 的 LSD 代币叫 cbETH。你可以直接将 stETH 卖成 ETH，然后将 ETH 卖成美元，通过这种方式可以直接退出流动性质押。如果有一些机构或个人想在上海升级解锁跑路，如果他们用的是 stETH，那么很可能在上海升级之前就先跑掉了。也就是说，市场上应该已经开始出现所有 stETH 和 cbETH 的抛售情况，但从不到 1% 的折价率可以看出，这一部分抛售在市场上的影响也不大。

从这两点来说，一部分 HODL 牛市不卖、熊市也不会卖，另一部分可能已经从 stETH 这个渠道跑掉，这两部分应该都不会有太大的抛售。除此之外，还有一个很关键的点就是以太坊每一个区块能够解锁、取消质押的代币的数量是有限制的。大概来说，可能每天只有 1800 个节点可以解除质押，对应到以太坊的数量，可能每天有 57,600 枚左右 ETH 可以提出来，实际上不是很多。对于以太坊上的链上抛压，大家可以对比一下比特币每天的挖矿产出。

最后一点，因为整个 LSD 会变成可以双向交换的东西，那么我认为上海升级之后会有各种各样的 DeFi 玩法，这种玩法在某种程度上会把一些外界之前不感兴趣的给锁进去。过去很多大户不太敢锁币，因为锁住了不知道何时能够提出。其次，锁住后的收益可能相比其他的一些协议没有高太多，现在可能是 4.5% 左右的一个收益，但是当可以提款后，这上面可能有很多 DeFi 新玩法与各种套娃方式。首先它的收益会变得更高，其次大户会觉得可以随时退出，可能很多之前不敢质押的大户会冲进去质押，这些质押的比例也会抽调一部分能够解除质押退出来的比例。

综上所述，我认为抛压不会太大，这可能是一个对价格而言不会有太大负面影响的比例。

陈昶吾：其实我的观点跟郭老师很像，但是我认为以太坊上海升级之后支持提币，对于所有质押者的风险相对比较小。因为大家会认为 PoS 网络的共识协议已经进入稳定的状态并且已经可以提币，因此对于整个质押生息机制相对会比较认可，从长期来看会吸引更多的用户愿意将更多的 ETH 质押在以太坊内。

至于在上海升级之后，会不会因为可以提币导致更多人去抛售，我补充另外几个看法。其一，我同意刚刚郭老师讲的，想跑的早就通过 stETH 降低风险。其二，我认为跟现在的中心化交易所相关，因为现在中心化交易所也有很多给小散户的质押代币，所以基本上他们就是代表这些小散户去做质押。也就是说，我收了你的 ETH，凑了 32 枚，再把它放进去质押。这部分可能会有一些问题，原因在于美国 SEC 会针对 Coinbase 等大型中心化交易所提出涉及合约监管的问题，它们可能会把 ETH 认为是质押生息，并当成是一种证券代币。这样的观点或主张未来会不会持续或者会不会对整体有什么风险，我们并不知晓。

至于大量解锁会不会影响以太坊网络的稳定性，我的看法跟郭老师很像。整体来讲，Withdrawal 有数量上的限制，如果有大量解锁，那就代表少数质押者的整体 API 收益是高的。从经济模型上来讲，也可以吸引更多人进来做质押。从长期来看，我认为还是有大量的质押者会进入。从中短期来看，或许会有部分人在这一段时间去解锁，但是我不知道会不会抛售。总体来说，我认为不太会影响到以太坊网络的稳定性。

Siya：机构投资者是否会因为上海升级支持提款而更愿意参与质押？

Zeqing Guo：我觉得是，因为机构需要对他的钱高度负责，举个最简单的例子，之前硅谷银行倒闭导致很多的机构钱取不出来，让机构会很紧张。因为机构投资者的钱可能是别人给他的，它需要高度保证这个钱的流动性安全。假设在某一个时间点，出资方急需这个钱去用，但是退不出钱，在这种情况下就会很尴尬。

上海升级之前的以太坊就有同样的问题。如果说机构要存以太坊，负责这个项目的责任人肯定要去回答老板的一个问题，即何时能把钱取出来，如果我不能把钱取出来，机构的封闭期都已经过掉了，那么就可能会出现很大的一个问题。对机构投资者来说，上海升级之后可以取出钱来对他们是一个具有高度确定性的事情。投进去的钱在想取出来的时候能够把钱给取出来，这对于机构投资者的吸引力相当大。我觉得在上海升级之后，会有很多大户和机构投资者愿意去参与这件事。这是比较顺理成章的事情。

陈昶吾：我也同意。从机构方来看，如果我们现在有很多的 ETH，想要把 ETH 的仓位提升，这个时候你就要去想在整体的市场上有没有好的投资策略，可以让我们做这些事情。投资策略肯定有的，接下来要考虑的就是投资该项目的风险，又或者会不会因为投资这个项目导致我的币暂时提不出、有流动性风险，这几件事情结合起来都可以看到过去这一两年 FTX、Luna、硅谷银行等事件的影子。回头来看，如果 PoS 网络的控制协议是成功的、稳定的，有固定的生息（约 4% 的年化），那也就是说基本上什么事都不做，或者要把 ETH 质押在这，就有一个稳定的收益，这对于长期看好 ETH 的机构或投资者，从风险方面来讲会是很多人可以接受的。

Siya：因为这个质押有点像传统金融的固定收益类工具，所以理解成本与风险都更低，对机构投资人来说是比较有吸引力的。