以太坊改过算法吗？一次从工作量证明到权益证明的史诗级蜕变

当我们谈论“以太坊改过算法吗？”这个问题时，答案并非简单的“是”或“否”，它触及了以太坊这个全球第二大加密货币网络最核心、最深刻的一次变革，以太坊确实彻底改变了其赖以运行的底层共识算法，但这并非一次简单的“打补丁”，而是一次颠覆性的、从0到1的重新构建。

要理解这次变革,我们必须先回顾以太坊的“前算法时代”——工作量证明。

昔日的王者：工作量证明

在2022年9月“合并”（The Merge）事件之前，以太坊与比特币一样，采用的是工作量证明（Proof of Work, PoW）算法。

• 工作原理：你可以把它想象成一个全球性的、公开的数学竞赛，网络中的“矿工”们（Miners）投入巨大的计算能力（即“工作”），去争夺解决一个极其复杂的数学难题的权利，第一个解决问题的矿工，将获得记账权（即“出块”），并获得新铸造的以太币和交易手续费作为奖励。
• 优点：PoW以其极高的安全性而闻名，攻击者需要掌控超过全网51%的计算能力，才有可能篡改账本，这在经济上几乎是不可能的。
• 致命缺点：能耗巨大，PoW机制导致全球的矿工们消耗着惊人的电力，其能耗一度可以媲美一个中等规模的国家，这与全球日益增长的可持续发展理念背道而驰，也成为以太坊发展的最大瓶颈。

以太坊的开发社区很早就规划了一条摆脱PoW、迈向更高效、更环保的未来的道路，这条道路的终点，就是权益证明。

新的纪元：权益证明

“合并”的发生，标志着以太坊正式从PoW转向了权益证明（Proof of Stake, PoS）算法，这次变革，不是对旧算法的修补，而是用一套全新的规则替换了旧规则。

• 工作原理：PoS的核心逻辑从“拼算力”变成了“拼资本”，在PoS中，不再有“矿工”，取而代之的是“验证者”（Validators），任何希望参与网络共识的以太坊持有者，只需将至少32个ETH锁定在一个特定的智能合约中（这个过程称为“质押”），就有资格成为验证者。
  • 网络会根据质押的ETH数量、质押时间等因素，按照特定的算法随机选择一个验证者来创建新的区块。
  • 如果验证者诚实地履行职责（正确验证交易、不出块），他们将获得相应的ETH奖励。
  • 但如果他们行为不端（例如试图攻击网络），他们质押的一部分ETH将被罚没，这被称为“削减”（Slashing）。
• 优点：
  1. 能耗极低：PoS不再需要消耗大量电力进行哈希运算，其能耗相比PoW降低了超过99.95%，使其成为一个极其环保的区块链网络。
  2. 更高的可扩展性：PoS为未来分片等提升交易速度的技术铺平了道路，理论上可以大大提高网络的吞吐量。
  3. 更去中心化的准入：参与PoS的门槛（32个ETH）虽然不低，但远低于购买和维护专业矿机的PoW门槛，使得更多普通用户有机会参与网络的安全维护。

除了合并，以太坊还“改”过什么？

除了这次史诗级的算法更迭,以太坊在发展过程中，还进行过其他几次重要的协议升级，它们虽然不是替换共识算法，但也深刻地改变了网络的运行规则：

1. 伦敦升级（EIP-1559）：这次升级引入了一个全新的交易费用机制，在它之前， gas费（交易手续费）完全由市场供需决定，高峰期时常出现“天价”gas费，EIP-1559引入了“基础费用”（Base Fee），这个费用会根据网络拥堵程度自动调整，并被直接销毁，从而形成了一种通缩模型，这使得交易费用变得更加可预测，并且ETH的总量会因为费用的持续销毁而减少。

2. 上海升级（Shapella）：这次升级是“合并”的配套升级，它解决了质押者最关心的问题——提款，在“合并”后，质押的ETH处于“锁定”状态，无法取出，上海升级允许质押者分批取出他们的质押本金和 accrued（累积的）奖励，这极大地增强了质押ETH的流动性和吸引力，巩固了PoS的成功。

一次彻底的“改写”，而非简单的“修改”

回到最初的问题：“以太坊改过算法吗？”

答案是肯定的,以太坊进行过一次根本性的、彻底的算法变革，从工作量证明切换到了权益证明，这次变革不仅解决了能耗问题，还为网络的未来发展打开了新的想象空间。

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