以太坊设计与实现：数据结构与对象-链配置

以太坊的基础配置用于服务于链，启动以太坊节点，则需要将链配置载入。 因此，在以太坊中内置了主网(mainnet)、测试网(testnet)、Rinkeby、Goerli网络中链配置。

初始启动节点时，将根据不同的参数（--dev、--testnet）来默认加载不同链配置。

链配置

不同于传统软件，因为区块链的不可篡改性，要求对同一个区块，不管出块时的软件版本，还是10年后的软件版本。都需要保证软件对已出块区块做出相同操作。因此区块链的链配置，不得随意更改，还需要维护重要历史变更内容。

下面是链的核心配置信息，定义在 params/config.go 中：

type ChainConfig struct {
    ChainID *big.Int  
    HomesteadBlock *big.Int 
    DAOForkBlock   *big.Int  
    DAOForkSupport bool   

    // EIP150 implements the Gas price changes (https://github.com/ethereum/EIPs/issues/150)
    EIP150Block *big.Int     
    EIP150Hash  common.Hash 

    EIP155Block *big.Int  
    EIP158Block *big.Int  

    ByzantiumBlock      *big.Int  
    ConstantinopleBlock *big.Int  
    PetersburgBlock     *big.Int  
    EWASMBlock          *big.Int  

    // Various consensus engines
    Ethash *EthashConfig  
    Clique *CliqueConfig
}

区块链的不可篡改性，非中心化程序使得区块链网络程序升级复杂化。从链核心配置，可折射一个区块链网络所经历的关键时刻。

如上的以太坊链配置，并非程序期初编写，而是随以太坊发展，在共识协议重大变更时积累而成。 下面是各项配置的作用说明：

ChainID

链标识符，是在EIP155改进方案中实现，用于防止重放攻击。

重放攻击是在以太坊第一次硬分叉（以太经典）时，引入的Bug。 导致一笔交易，在两条链上同样有效，造成双花。

当前以太坊生态中不同网络环境下的链网络信息1:

Chain ID	Name	Short Name	Chain	Network	Network ID
1	Ethereum Mainnet	eth	ETH	mainnet	1
2	Expanse Network	exp	EXP	mainnet	1
3	Ethereum Testnet Ropsten	rop	ETH	ropsten	3
4	Ethereum Testnet Rinkeby	rin	ETH	rinkeby	4
5	Ethereum Testnet Görli	gor	ETH	goerli	5
6	Ethereum Classic Testnet Kotti	kot	ETC	kotti	6
8	Ubiq Network Mainnet	ubq	UBQ	mainnet	1
9	Ubiq Network Testnet	tubq	UBQ	mainnet	2
28	Ethereum Social	etsc	ETSC	mainnet	1
30	RSK Mainnet	rsk	RSK	mainnet	775
31	RSK Testnet	trsk	RSK	testnet	8052
42	Ethereum Testnet Kovan	kov	ETH	kovan	42
60	GoChain	go	GO	mainnet	60
61	Ethereum Classic Mainnet	etc	ETC	mainnet	1
62	Ethereum Classic Testnet	tetc	ETC	testnet	2
64	Ellaism	ella	ELLA	mainnet	1
76	Mix	mix	MIX	mainnet	1
77	POA Network Sokol	poa	POA	sokol	1
88	TomoChain	tomo	TOMO	mainnet	88
99	POA Network Core	skl	POA	core	2
100	xDAI Chain	xdai	XDAI	mainnet	1
101	Webchain	web	WEB	mainnet	37129
101	EtherInc	eti	ETI	mainnet	1
820	Callisto Mainnet	clo	CLO	mainnet	1
821	Callisto Testnet	tclo	CLO	testnet	2
1620	Atheios	ath	ATH	mainnet	11235813
1856	Teslafunds	tsf	TSF	mainnet	1
1987	EtherGem	egem	EGEM	mainnet	1987
2018	EOS Classic	eosc	EOSC	mainnet	1
24484	Webchain (after block xxxxxxx)	web	WEB	mainnet	37129
31102	Ethersocial Network	esn	ESN	mainnet	1
200625	Akaroma	aka	AKA	mainnet	200625
246529	ARTIS sigma1	ats	ARTIS	sigma1	246529
246785	ARTIS tau1	ats	ARTIS	tau1	246785
1313114	Ether-1	etho	ETHO	mainnet	1313114
7762959	Musicoin	music	MUSIC	mainnet	7762959
18289463	IOLite	ilt	ILT	mainnet	18289463
3125659152	Pirl	pirl	PIRL	mainnet	3125659152
385	Lisinski	lisinski	CRO	mainnet	385
108	ThunderCore Mainnet	TT	TT	mainnet	108
18	ThunderCore Testnet	TST	TST	testnet	18
11	Metadium Mainnet	meta	META	mainnet	11
12	Metadium Testnet	kal	META	testnet	12
13371337	PepChain Churchill	tpep	PEP	testnet	13371337

HomesteadBlock

以太坊 homested 版本硬分叉高度。 意味着从此高度开始，新区块受 homested 版本共识规则约束。 因涉及共识变更，如果希望继续接受新区块则必须升级以太坊程序，属于区块链硬分叉。 如果不原因接受共识变更，则可以独立使用新的 ChainID 继续原共识，且必须独立维护版本。

DAOForkBlock和DAOForkSupport

以太坊应对The DAO 攻击所实施的软件软分叉。 在程序代码中嵌入关于 The DAO 账户控制代码，来锁定资产转移。

这是以太坊首个ICO筹集资金达 1.5 亿美元的众筹项目，占有近以太坊总币 15%。 攻击的影响关乎以太坊生死，以太基金会介入并组织社区投票决定，是否愿意通过修改程序来干预这个 ICO 智能合约，以避免资金流向黑客。

最终因为社区的不同意见，利益与信念的交融，在 1920000 高度进行硬分叉。 分叉出以太坊和以太经典。

EIP150Block与EIP150Hash

EIP150 提案生效高度。 该提案是为解决拒绝服务攻击，而通过提高 IO 操作相关的 Gas 来预防攻击。

主要注意的是Go语言版并非以太坊的第一个实现版本，属于新语言重写。 此部分代码是在2016年11月21日提交的#a8ca75中实现。 而EIP150激活的区块高度是 2463000，在2016年10月18日出块。

因此，在配置中特别写入了 EIP150 激活区块 2463000 的哈希值。

ByzantiumBlock

2017年10月16日，以太坊从第4370000号区块起顺利完成了代号为Byzantium的硬分叉。 Byzantium是Metropolis升级计划中的第一步，为之后的Constantinople硬分叉做好了铺垫。

ConstantinopleBlock

以太坊君士坦丁堡版本启用区块高度，主网在2019年3月1日成功出块。 Constantinople (君士坦丁堡) 包含一大波以太坊改进提案（EIP）， 涉及核心协议规范、客户端 API以及合约标准。下列 EIP 为君士坦丁堡升级中包含的更新：

• EIP 145 -EVM 中的按位移动（bitwise shifting）指令： 提供与其它算术运算代价相当的原生按位移动指令。 EVM 现在是没有按位移动指令的，但支持其他逻辑和算术运算。 按位移动可以通过算术操作来实现，但这样会有更高的 Gas 消耗，也需要更多时间来处理。 使用算术操作，实现 SHL 和 SHR 需要耗费 35 Gas，但这一提案提供的原生指令只需消耗 3 Gas。 一句话总结：该 EIP 为协议加入了一个原生的功能，使得 EVM 中的按位移动操作更便宜也更简单。

• EIP 1014-Skinny CREATE2： 加入新的操作码 0xf5 ，需要 4 个堆栈参数（stack argument）： endowment 、 memory_start 、 memory_length 、 salt 。具体表现与 CREATE 相同，但使用 keccak256( 0xff ++ sender_address ++ salt ++ keccak256(init_code)))[12:] ，而不是 keccak256(RLP(sender_address, nonce))[12:] ，作为合约初始化的地址。 拓宽我们的交互范围：有些合约在链上还不存在，但可以确定只可能包含由 init_code 特定部分创建出来的代码，有了该 EIP 之后我们就可以和这样的合约交互。 对包含与合约的 conterfactual 交互的状态通道来说非常重要。 一句话总结：这一 EIP 让你可以与还没有被创建出来的合约交互。

• EIP 1052 EXTCODEHASH 操作码： 指定了一个新的操作码，可以返回某合约代码的 keccak256 哈希值。 许多合约都需要检查某一合约的字节码，但并不需要那些字节码本身。比如，某个合约可能想检查另一合约的字节码是不是一组可行的实现之一；又或者它想分析另一合约的代码，把所有能通过分析的合约（即字节码匹配的合约）添加进白名单。 合约现在可以使用 EXTCODECOPY 操作码，但在那些只需要哈希值的情境下，这一操作码相对来说是比较贵的，尤其是对那些大型合约而言。新的操作码EXTCODEHASH 部署之后，就可以只返回某一合约字节码的 keccak256 哈希值。 一句话总结：该 EIP 会让相关操作变得更便宜（消耗更少的 Gas）。

• EIP 1283 改变 SSTORE 操作码所用 Gas 的计算方式： 改变 SSTORE 操作码的净 Gas 计量方式，以启用合约存储的新用法，并在计算方式与当前大多数实现不匹配的情形下减少无谓的 Gas 消耗。 一句话总结：该 EIP 会让某些操作变得更便宜（只需更少的 Gas 即可完成操作），减少那些当前“多余”而昂贵的 Gas 消耗。

• EIP 1234-推迟难度炸弹爆炸的时间并调整区块奖励: 平均出块时间会因为逐渐加速的难度炸弹（也叫做“冰河时期”）而不断上升。该 EIP 提议推迟难度炸弹约 12 个月，并且（为适应冰河期推迟）而减少区块奖励。 一句话总结：该 EIP 保证了我们不会在 PoS 准备好并实现之前使以太坊停止出块。

PetersburgBlock

以太坊彼得斯堡版本启用区块高度。 因为以太坊改进提案 EIP1283 可能会为攻击者提供窃取用户资金的代码漏洞。 为避免这种情况发生，团队决定在同一区块进行两个硬分叉（君士坦丁堡和彼得斯堡）。

该分叉将禁用已发现的缺陷协议。

EWASMBlock

尚未实现的功能，以太坊将支持 wasm 指令，意味着可以使用 WebAssembly 编写智能合约。