在最近一次 AllCoreDevs 电话会议上,客户端团队就上海 / Capella 升级的最终范围达成了共识。
欢迎阅读有关 AllCoreDevs 在 2022 年的最后一次更新。
长话短说:
在最近一次 AllCoreDevs 电话会议上,客户端团队就上海 / Capella 升级的最终范围达成了共识。虽然升级的名称可能仍有争议,但团队们已经清楚了升级的范围,这次升级的主要任务是为质押者引入信标链提款。尽快解决这个问题是客户端团队的目标,因此升级中的其他功能需要同时准备好,或者有可能会被移除。
上海 EL 规范列出了所有包含的 EIP:
虽然列表很长,但我们可以将它们分为三个不同的部分:小改进、EVM 对象格式以及提款。让我们来逐一分析:
该 EIP 修复了 EIP-2929 中的一个疏忽,该疏忽根据客户端是否已将数据字段存储在内存中(WARM)或需要从磁盘中检索它们(COLD)来更改访问某些数据字段的 gas 成本。
EIP-2929 在每个事务开始时,将客户端内存中的两段数据设置为 WARM:发送地址和接收地址。EIP-3651 在这个列表中添加了第三个地址,即 COINBASE 地址(又名 feeRecipient),因为它也是客户端在处理区块交易时在内存中的地址。
顾名思义,EIP-3855 引入了一个将值 0 推入堆栈的操作码。Pushing 0 经常用于填充 EVM 中的值,此操作码将提供一种更有效、更便宜的方法来实现这一点。
该 EIP 增加了 initcode的最大大小,并引入了基于其长度的 gas 计量。 大小限制为 EVM 添加了一个不变量,这将使推理和提出更改变得更容易。
引入了一个2 gas/32 字节的initcode 开销,以说明客户端在执行之前必须执行的 jumpdest 分析,这在以前的 gas 计划中并没有被考虑到。
上海升级包括的大多数 EIP 都是单一功能的一部分 : EVM 对象格式(EOF)。这项升级工作被分解为 5 个不同的 EIP,以帮助客户端开发人员单独地解释每个更改,但为了提供更高层次的概述,本周发布了一个统一的规范。这 5个 EOF EIP 分别是:
1、EIP-3540: EVM 对象格式(EOF) v1
2、EIP-3670: EOF -代码验证
3、EIP-4200: EOF -静态相对跳转
4、EIP-4750: EOF -函数
5、EIP-5450: EOF -堆栈验证
值得注意的是,EOF 的第一步是在伦敦升级中使用 EIP-3541,它为 EOF 合约保留了 0xEF00 前缀。在过去的几个月里,上海 EOF 升级的范围也发生了变化。
2 月份,客户端团队同意为上海升级考虑两个最小的 EOF EIP:EIP 3540 和 EIP 3670。它们将充当构建块,但如果不引入 EIP 4200、EIP 4750 以及 EIP 5450 将无法提供全部功能。虽然有可能 扩展 EOF,但向后不兼容的扩展可能需要一次版本升级。 由于具有特定版本的前 EOF 或 EOF 合约必须始终可执行,因此每个新的 EOF 版本都意味着客户端开发人员必须维护一组与旧规则并行的新 EVM 执行规则。
在 EOF 之前,客户端一次只维护一组 EVM 规则。代码库还支持历史 EVM 规则,这些规则可以改变每次网络升级,但一旦它们到达链的顶端,就只能应用最新的规则。而使用 EOF,客户端将维护两个并行的 EVM 规则集,因此它们可以在 EOF 和非 EOF 合约中执行代码。换句话说,EOF 版本bumps 增加了并行的数量,而不是顺序的,必须维护的 EVM 规则集。
出于这个原因,在过去的几个月里,客户端团队开始更喜欢一种“大 EOF” 方法。 这样,虽然他们必须实施更大的变更集,但 EOF 版本将保持更长时间,从而减少要维护的“并行 EVM”的数量。因此,“大 EOF”被考虑并最终纳入到接下来的上海升级中。
也就是说,更大的功能显然更难以实施和测试,而客户端团队们并不希望看到 EOF 显着延迟信标链提款。 因此,客户端团队们同意,如果到明年 1 月, EOF 实施不完整且相互之间无法快速互操作,则将 EOF 从上海移除。
在这个背景下,现在让我们简单地介绍一下各种 EOF EIP:
该 EIP 为 EOF 合约引入了“容器”。 它在合约中添加了区分代码和数据部分的标记,并防止部署不符合格式的 EOF 合约。 这保证了任何链上 EOF 合约都将遵循有效的布局,从而简化了与这些合约的交互以及对它们的静态分析。
EIP-3670 建立在 EIP-3540 引入的容器之上,确保合约 EOF 中的代码有效,或阻止其部署。
这意味着未定义的操作码无法在 EOF 合约中部署,这具有减少所需的 EOF 版本更新数量的额外好处。 如果添加了新的操作码,只需更改验证规则即可启用它,并且可以保证没有 EOF 部署的合约在其代码部分引用它。
EIP-4200 引入了第一个 EOF 专用操作码:RJUMP、RJUMPI 和 RJUMPV,它们将目标编码为带符号的即时值。编译器可以使用这些新的 JUMP 操作码来优化 gas 成本,因为它们消除了对现有 JUMP 和 JUMPI 操作码所需的运行时 jumpdest 分析的需要。
EIP-4750 比 EIP-4200 的功能更进一步:它不允许 JUMP 和 JUMPI 操作码,并为 RJUMP、RJUMPI 和 RJUMPV 无法复制的函数添加了替代方案。它通过在 EOF 字节码中引入特定的函数部分来实现这一点,这些函数部分可以分别使用新的 JUMPF、CALLF 和 RETF 操作码跳转到、调用以及返回。
最后,EIP-5450 为 EOF 合约添加了另一个验证检查,这次是围绕堆栈进行的。该 EIP 可防止 EOF 合约部署可能导致堆栈下溢,以及某些溢出情况的代码。 有了这个,客户端可以减少它们在执行 EOF 合约期间进行的验证检查的数量,因为它们可以更好地保证与堆栈相关的异常。
作为一名非 EVM 专家,以上就是我能带你走的最远的地方! 如果你想深入了解 EOF,我推荐你们阅读 Geth 的 lightclients 或 Solidity 的 Leo 的帖子。
最后但同样重要的是,“Shapella”的主要组成部分是信标链提款。这一变化在共识层规范以及 EIP-4895 中都有规定。现在稍微有点过时的元规范将这些联系在了一起。
下面简单说说提款的工作原理:
当提出一个区块时,验证器通过验证器索引线性扫描,找到前 16 个具有 0x01 凭据的验证器,这些验证器要么:
根据这些,验证器将创建一个提款列表,以包含在他们的 ExecutionPayload 中。 该列表中的每一项都包含以下内容:
在构建或处理区块时,EL 客户端将在交易执行后应用这些提款。换句话说,处理提款类似于工作量证明奖励的记入方式,并且不会与用户交易争夺区块空间。
还有一些值得注意的细节:
在处理提款时,“全部”和“部分”提款在优先级/顺序方面没有区别。 一旦验证器离开退出队列,就会发生完全提款,当对验证器集的线性扫描到达验证器的索引时,部分提款会定期发生。
为了处理提款,验证器必须使用 0x01 凭证,它代表一个 ETH 地址。 在信标链启动时,只允许使用 BLS 密钥对的 0x00 凭据。 为了启用提款,具有 0x00 凭证的验证器将需要签署 BLSToExecutionChange 消息。 这些将作为 Capella 升级的一部分启用。 验证者可以期待多种工具的支持和教程来签署此消息。
对验证器集的扫描以每个区块为界。 如果在扫描验证器集的一个子集后,没有 16 个提款需要处理,验证器将停止扫描,下一个将从上次扫描的验证器索引中提取。
与往常一样,将有几个开发者测试网(devnet)和测试网(甚至可能是一些新的!)供验证者运行整个过程,并在主网上线之前解决所有问题。
不过,上海/Capella 升级并不是唯一取得进展的升级! 开发团队们也一直在期待下一个升级。
上海升级的内容已定,但很多 CFI 的 EIP 没有被纳入,客户端团队开始讨论下一次 Cancun 升级应该考虑纳入什么 🏝️
在 CL 方面,EIP-4844 已被指定为 capella 后的第一个升级。 EL 尚未支持这种布局规范,但 EL 团队同意遵循类似的路径,并将下一次升级围绕 EIP-4844 进行。
按照使用 devcon 城市名称进行升级的惯例,开发者创建了 cancun.md,并正式将 EIP-4844 包含在这次升级当中。
这个决定是在 2022 AllCoreDevs 电话会议的最后几分钟做出的,所以没有时间讨论其他提案。那些在上海升级获得 CFI ,但没有入选的 EIP,已被转移到 Cancun 的 CFI 名单上,以太坊魔术师论坛已创建了帖子来讨论 Cancun 候选 EIP。明年初,关于 Cancun 范围的讨论将正式开始。
另一件与 Cancun 升级相关的事情是 KZG 仪式🕯️,这是 EIP-4844 的一项要求。
仪式将生成验证 blob 数据有效性所需的随机性。 要使它被认为是安全的,必须只有一个参与者诚实地参与。
从明年 1 月开始,这个仪式将向所有人开放几个月。 目标是获得 10,000 名贡献者,这计划成为迄今为止规模最大的此类仪式! 如果你想确保自己不错过它,请关注 Trent Van Epps!
正如之前的更新中提到的,合并后的一个大的待办事项是在 EL 和 CL 中协调以太坊的升级过程。 EL 使用黄皮书和 EIP 来指定更改,而 CL 使用可执行的 Python 规范。
EL 流程的优势在于 EIP 被社区所熟知,并且其格式能够清楚地呈现提案背后的原因。 大量数学的黄皮书与 EIP 相结合,并且需要将规范置于 EIP 的上下文中,这使得执行层规范既难以理解又难以扩展。
CL 方面有相反的问题:它有一个清晰易懂的规范,存在于一个单一的存储库中,但是更改不能明确地识别,并且提案被隐藏在存储库中的其他开放 PR 中。
随着以太坊执行层规范的引入,我们有望弥合 EL 方面的差距。 而且,通过一些流程争论,我们也许能够将 EIP 作为 CL 流程的一部分引入……!
也就是说,随着上海升级范围的讨论和最终确定,很明显这个过程中可能会缺少另一个“部分”:让社区表达他们对更改的相对偏好,参与关于升级整体范围的讨论(而不是单个 EIP),并将其纳入 AllCoreDevs 和 CL 电话会议的决策中。
目前还不太清楚这是什么样子的——我很乐意提供建议! - 但随着积极参与协议更改的利益相关者数量以及 L1 变更对两者影响的领域数量的增长,显然需要一些东西。
幸运的是,我们并不是从头开始:以太坊魔术师论坛已经存在多年,其 IRL 聚会以及临时分组讨论室或社区电话会议可能是扩展的良好起点。
期待 2023 年初,有关于这方面的更多更新!
2022 年就这样结束了,多棒的一年啊!三个月前,我们甚至还没有合并 ! 而现在,以太坊正在后台默默地运行权益证明(PoS),重点已经转移到即将发生的事情上。
随着一月份假期的结束,你可以期待:
谢谢阅读!感谢在过去一年中花时间努力改进以太坊的每个人-我们做了很多工作。希望你们都有一个应得的假期🎄。
2023 年见👋!