以太坊君士坦丁堡硬分叉介紹

2019年3月1日凌晨3時(shí)52分，以太坊區(qū)塊高度7280000，此前一再延期的“君士坦丁堡”與“圣彼得堡”兩大硬分叉終于成功在主網(wǎng)啟動(dòng)。目前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)轉(zhuǎn)正常，最受人們關(guān)注的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)已降低為兩個(gè)ETH，沒有產(chǎn)生新鏈。

可以認(rèn)為，君士坦丁堡硬分叉已經(jīng)成功。

屢屢延期的硬分叉

由于開發(fā)人員遇到的眾多障礙短期內(nèi)無(wú)法克服，原定于去年10月份進(jìn)行的“君士坦丁堡硬分叉”一再延期。先是從10月8日推遲到10月14日，后因?yàn)楣沧R(shí)問題，14日的硬分叉升級(jí)再次落空，經(jīng)過漫長(zhǎng)的討論和會(huì)議后，以太坊開發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)而把硬分叉的時(shí)間定在了2019年的1月16日。

然而，時(shí)間在臨近1月16日之前，又傳出了關(guān)于以太坊升級(jí)可能存在隱患的消息，當(dāng)時(shí)我們的文章“君士坦丁堡分叉，是否會(huì)重蹈“the DAO”覆轍？”對(duì)此做出了分析。果不其然，以太坊不愿冒著風(fēng)險(xiǎn)強(qiáng)行硬分叉，升級(jí)時(shí)間被再次延后到了今天（3月1日）凌晨。

作為區(qū)塊鏈行業(yè)的明星項(xiàng)目，以太坊力推的“君士坦丁堡硬分叉”吸引了外界廣泛的關(guān)注。最初，人們認(rèn)為，憑以太坊社區(qū)的技術(shù)，升級(jí)本應(yīng)不在話下，而現(xiàn)實(shí)卻是以太坊社區(qū)將升級(jí)之日一再推后。很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，這種爽約行為給以太坊帶來了負(fù)面的影響，受到了一些非議和指摘。

然而，即便一再食言，以太坊也要保證“君士坦丁堡硬分叉”安全穩(wěn)定的實(shí)施，因?yàn)檫@對(duì)以太坊的影響將會(huì)非常深遠(yuǎn)，很大程度上關(guān)乎著以太坊共識(shí)機(jī)制能否順利的改變。

可插拔架構(gòu)的作用

眾所周知，共識(shí)算法是區(qū)塊鏈的核心。有一種說法是，共識(shí)算法就是區(qū)塊鏈?zhǔn)澜绲姆桑鼪Q定了區(qū)塊鏈的主要特性和功能。雖然現(xiàn)在共識(shí)算法較多，如PoW，PoS，DPoS，PBTF等，但這些共識(shí)算法也是各有優(yōu)缺點(diǎn)，沒有一種共識(shí)算法能夠適應(yīng)所有的需求，也就是所謂的“FLP不可能原理”。

“FLP不可能原理”：即便在網(wǎng)絡(luò)通信可靠的情況下，一個(gè)可擴(kuò)展的分布式系統(tǒng)的共識(shí)問題通用解法的下限是——沒有下限即無(wú)解。

就拿以太坊來說。最初以太坊在共識(shí)機(jī)制上，采用的是和比特幣一樣的PoW機(jī)制。隨著算力競(jìng)爭(zhēng)的加劇，人們發(fā)現(xiàn)，PoW的挖礦行為不僅會(huì)消耗大量的能源，算力還會(huì)被少數(shù)礦場(chǎng)所壟斷，給去中心化造成威脅。因此，以太坊想要把共識(shí)機(jī)制更改為PoS。

而“君士坦丁堡硬分叉”的一個(gè)重要項(xiàng)目（EIP-1234）就是將出塊獎(jiǎng)勵(lì)從3ETH減少到2ETH，通過減少礦工獎(jiǎng)勵(lì)，間接減少礦工數(shù)量，為日后的正式更改共識(shí)機(jī)制減少阻力。

另外，從辯證的角度來看，共識(shí)算法也在不斷的發(fā)展，總會(huì)有更好的算法出現(xiàn)或?qū)σ延兴惴ㄟM(jìn)行完善或改進(jìn)。因此，保證共識(shí)算法的可插拔，對(duì)維持項(xiàng)目的發(fā)展就顯得非常重要。

可插拔現(xiàn)狀和Trias的方案

理論上講，共識(shí)算法保證了節(jié)點(diǎn)間形成統(tǒng)一的過程，它可以與數(shù)據(jù)本身無(wú)關(guān)。但具體到區(qū)塊鏈上，因?yàn)槊糠N共識(shí)算法達(dá)成共識(shí)需要多個(gè)各自不同的邏輯過程，邏輯過程與共識(shí)算法密不可分，不能簡(jiǎn)單解耦，這給區(qū)塊鏈項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)可插拔帶來極大的困難。

雖然目前共識(shí)算法完全替換難度很大，但對(duì)工作流程相近的共識(shí)算法而言，找出以單個(gè)塊為共識(shí)對(duì)象的算法，這些算法的替換是可以實(shí)現(xiàn)的。

在Trias的構(gòu)想中，共識(shí)算法的可插拔架構(gòu)被設(shè)計(jì)為三層，頂層功能主要包括智能合約、虛擬機(jī)等，第二層是共識(shí)算法框架單元，不同的共識(shí)算法作為獨(dú)立的單元，分別提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的接口給主框架調(diào)用。第三層是共識(shí)算法的可組合有機(jī)組合功能模塊，如gossip模塊、共識(shí)對(duì)象校驗(yàn)?zāi)K等。

頂層主系統(tǒng)和第二層的可插拔的算法兼容支持，借鑒Tendermint-ABCI實(shí)現(xiàn)，根據(jù)配置調(diào)用不同的共識(shí)算法，共識(shí)算法再調(diào)用自己所需的功能模塊。

在Trias設(shè)計(jì)中，可插拔架構(gòu)主要包括以下要點(diǎn)：

①支持世界時(shí)間同步，因?yàn)椴糠峙判蛩惴ㄊ菑?qiáng)時(shí)間敏感類型；

②雙鏈結(jié)構(gòu)，一個(gè)主業(yè)務(wù)鏈，另一個(gè)為配置鏈，每次動(dòng)態(tài)修改組合方案都在配置鏈產(chǎn)生新的塊作為起點(diǎn)，新添加的變更功能模塊需通過配置鏈進(jìn)行同步。

③雙共識(shí)機(jī)制，配置鏈目前默認(rèn)使用基于TEE的PBFT。

綜上所述，雖然目前可插拔架構(gòu)技術(shù)尚需要進(jìn)一步開發(fā)和完善，但其方便易用，降低成本和便于維護(hù)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)初步顯現(xiàn)出來，這是未來公鏈需要可插拔架構(gòu)的三個(gè)最主要的原因。