以太坊透析——Ethereum基本原理_以太坊

什么是以太坊？

以太坊(Ethereum)是一個去中心化的計算平臺。你可以把它想象成一臺并不在單一設備上運行的計算機。也就是說它可以同時在世界各地的數千臺設備上運行，而這也就意味不存在唯一擁有者。

與Bitcoin和其他加密貨幣一樣，Ethereum也允許進行數字資產轉移。但它的功能應用卻更廣泛——可以配置自己的代碼，并與其他應用程序進行交互。同時，Ethereum具有的靈活性更是允許各種復雜程序的創建。

簡單來說，Ethereum背后的主要思想是：開發者可在分布式網絡上創建和運行代碼，而并非在中央服務器上。而這在這就意味著，這些應用程序理論上是不能被關閉或刪改的。

以太坊Ethereum與ETH的關系

表面上看之間的聯系并不那么直觀，但實際情況是Ethereum的使用單位并不叫做Ethereum或Ethereums。Ethereum指的是協議本身，而作為動力的代幣則被稱為Ether。

以太坊跌破1800美元/枚:金色財經報道，行情顯示，以太坊跌破1800美元/枚，日內跌2.99%。[2023/5/24 22:15:27]

Ethereum的價值所在

之前我們提到Ethereum的代碼是在分布式系統中運行的。因此，程序不能被外部所篡改。當它們被添加到Ethereum數據庫中后，則代碼更不可能被修改。此外數據庫的所有人可見則允許你在交互之前進行代碼審查。

所有這些就意味著，任何人在任何地方都可以發行不能被下線的應用。并且，Ethereum的價值存儲單位Ether則為這些應用程序內的價值轉移設定了條件。我們將構成應用的編程稱作SmartContracts。大多數情況下，它們可以在無人工介入的情況下運行。

毫無疑問，“可編程貨幣”的理念目前吸引了眾多用戶、開發者以及企業的參與。

區塊鏈是什么？

Blockchain不僅是Ethereum的核心，還是存儲協議所含信息的數據庫。如果你曾閱讀過“Bitcoin簡介”，你就會對區塊鏈的運行機制有基本的了解。Ethereum的區塊鏈與Bitcoin的區塊鏈類似，只是在數據的存儲方式以及所存儲的數據方面有所不同。

以太坊基金會研究員：將于10月14日棄用Amphora測試網，啟用更穩定的新測試網:10月12日消息，以太坊基金會研究員Protolambda發推稱，Amphora測試網成功啟動后，發現由于一些配置問題，Amphora測試網承受了大約3倍于主網的工作量，可擴展性不如主網預設（mainnetpreset）。所以接下來計劃在UTC時間10月14日12:00，棄用Amphora測試網，并以當前Amphora網絡上運行最穩定的客戶端為主干，啟用一個帶有主網預設的更穩定的新測試網。一個月后，一旦開發更加穩定，將推出一個更大的合并(TheMerge)測試網，它將具有更好的客戶端分布。同時舊的alpha開發網將在今天晚些時候關閉，開發者需要改用Amphora測試網。[2021/10/12 20:23:32]

Ethereum區塊鏈就好似一本可以添頁的書。書中的每一頁被稱為“Blcok”，而區塊中則存儲著交易信息。當我們想要添加新篇頁的時候，我們就需要在頁面頂端計入一個特殊值。該特殊值則表明此新頁是基于前頁按順序添加，而并非隨意加入。

此特殊值就像是頁碼一樣，幫助我們辨別新區塊是否按照順序添加。而我們則是使用“Hashing”來完成這一過程。

以太坊開發者Virgil Griffith因違反保釋條款被拘留:以太坊開發者Virgil Griffith據稱因在5月份試圖訪問自己的Coinbase加密貨幣賬戶，違反保釋條款收到美國地區法官P. Kevin Castel的退押令。Virgil Griffith可能會在監獄里度過接下來的兩個月。按計劃，他將于9月21日受審，罪名是違反美國對朝鮮的制裁法案，將面臨至多20年有期徒刑。據悉，Virgil Griffith此前前往朝鮮參加過區塊鏈大會。（Cointelegraph）[2021/7/21 1:06:40]

哈希運算獲取一條數據，并輸出一條唯一的標識符。兩份數據輸出同一哈希的可能性非常低，并且該過程也是單向的。這就表明通過哈希運算可以輕松地獲得散列，但你并不能通過逆轉哈希來獲得用于創建該散列的信息。在隨后的章節我們將介紹為何這對挖礦至關重要。

這樣我們就有了將所有頁面按正確順序連接的機制。任何試圖改變順序或移除頁面的操作都將被輕易發現。

想要深入了解Blockchain？請查看我們的“區塊鏈技術初學指南”。

Ethereum與Bitcoin的不同之處

以太坊2.0客戶端Lighthouse產生其第一筆Eth1和Eth2合并交易:官方消息，以太坊2.0客戶端Lighthouse開發團隊Sigma?Prime表示，Lighthouse產生了該客戶端第一筆Eth1和Eth2合并交易，且此次ETH交易僅使用了PoS驗證節點，以太坊邁向能耗下降99.98%的一步。Sigma?Prime補充表示，這并不意味著我們已經準備好進行生產。這是一個原型，仍然有很多問題需要解答和許多工作要做。但這是Eth1和Eth2開發人員正在積極合作進行合并的信號。[2021/3/25 19:17:02]

Bitcoin依賴于區塊鏈技術和金融激勵來構建全球數字現金系統。且所引入的關鍵創新，允許全球用戶在無中央機構的情況下進行協作。Bitcoin允許每位參與者都可在自己的計算機上運行程序，而這就為金融數據在去信任化、去中心化環境中達成一致提供了條件。

Bitcoin被認為是第一代區塊鏈。且并不是作為復雜系統而創建的，而這也造就了它在安全方面的優勢。有意地非靈活性則優化了基礎層的安全性。Bitcoin中智能合約的語言是受限制的，因此并不能很好地適應交易外的應用程序。

數據：以太坊網第一季度交易額預計將達1.6萬億美元:Messari研究顯示，以太坊網絡目前正在加快步伐，今年第一季度的交易額預計將達到1.6萬億美元。在過去12個月里，以太坊已經結算了2.1萬億美元的交易。?如果Messari預測的1.6萬億美元是準確的，那么以太坊的季度結算額將比2020年第一季度增長1280%，比2019年第一季度增長超過5000%。Messari的研究人員Ryan Watkins指出，這些數據反駁了一種說法，即以太坊在高昂的gas費中流失了大量用戶。[2021/2/25 17:51:06]

相比之下，第二代區塊鏈的功能則更多。除了金融交易之外，那些平臺還提供了更高程度的可編程性。Ethereum為開發者們提供了更多的自由，允許他們可使用自己的代碼來創建更多的去中心化應用程序。

Ethereum是第二代區塊鏈浪潮的先驅，目前也是最閃耀的先行者。它與Bitcoin既相似又不同。在某些方面可執行相同的功能，但在其他方面又完全不同，各自都具有各自的優勢。

Ethereum的運行機制

我們可以將Ethereum定義為狀態機。也就是說，在任何給定時間節點你都可以獲得賬戶余額和智能合約的當前狀態快照。新的操作會導致狀態更新，就意味著所有的節點都將更新快照來反映更改。

Ethereum中狀態更新在Ethereum上運行的智能合約由交易觸發。當用戶向合約發送交易時，網絡中的每個節點都會運行合約代碼并記錄輸出。而這一過程是通過EthereumVirtualMachine來實現的，其中EVM將智能合約轉換成計算機可以讀取的指令。

為了更新狀態，會采用一種叫做“挖礦”的機制。與Bitcoin類似，“挖礦”也是通過工作證明算法來完成的。稍后將進行深入探討。

SmartContract簡介

SmartContract就是代碼。但該代碼既不明智，也不是傳統意義上的契約。其中的Smart代表智能，也就是特定條件下的自我執行。而之所以被視為Contract，是因為它執行雙方之間的協議。

智能合約概念由計算機科學家NickSzabo在20世紀90年代末首次提出。他將此概念假象為自動售貨機來解釋，并聲明這將是現代智能合約的先行者。在這個自動售貨機中，也存在一個簡單合約。也就是當用戶插入硬幣后，機器會根據人們的選擇提供產品。

智能合約則將此類邏輯應用到數字環境中。也就是說你可以在代碼中明確規定某種邏輯，例如當合約中收到兩個以太幣時，輸出“Hello,World!”。

在Ethereum中，開發者將對邏輯進行編碼，以便EVM讀取。隨后開發者將它發送到登記合約的特殊地址。之后任何人都可以查看和使用合約。除非開發者在編寫合約時設定了條件，否則不能被刪除。

現在，該合約就有了地址。而如果想要與它進行交互，則用戶需要向地址中發送2個ETH。隨后合約代碼就被觸發了，且網絡上所有的計算機都可以執行。當看到支付已經完成，就會記錄輸出。

以上是Ethereum可完成過程的最基本示例。而隨著發展，更復雜且涉及更多合約的應用程序逐漸開始構建。

Ethereum之父

2008年，化名SatoshiNakamoto的開發者發布了Bitcoin白皮書。而這也徹底改變了數字貨幣的格局。一位名為VitalikButerin的年輕程序員對此概念的進一步應用進行了研究和試驗，最后具體化為Ethereum。

以太坊是由Buterin在2013年發表了的一篇博客中提到的，文章名為《Ethereum—終極智能合約和去中心化應用平臺》。在文章中，他描述了一個名為“圖靈完備區塊鏈”的概念，表示一個具有足夠時間和資源的去中心化計算機可以執行任何應用程序，

現如今，可在區塊鏈上配置的應用程序越來越多，而其所屬類型的唯一限制也只有開發者的想象力。Ethereum旨在查明區塊鏈技術是否存在超出Bitcoin設計限制之外的應用范圍。

Ether的發行機制

在2015年Ethereum首次供應了7200萬以太幣。其中超5000萬的代幣在首次代幣發行中公開銷售。屆時參與者則可在交易所內使用法定貨幣或Bitcoin來購買ETH。Billions項目組

TheDAO和EthereumClassic

借助于Ethereum，互聯網中的開放協作也以全新的方式呈現。例如DAOs，類似于計算機程序，完全由計算機代碼控制。

該組織得最早且最宏大的一次嘗試則是“TheDAO”項目。“TheDAO”是由一些復雜的智能合約組成，并作為獨立風險基金運作。而DAO代幣則是以ICO形式分配，并授予代幣持有者股份所有權和投票權。

然而，在上市不久之后，它就遭到了黑客的惡意攻擊，三分之一的資金被盜取。更值得一提的是，當時以太幣總供應量的14%都被鎖定在DAO中。毋庸置疑，這對于羽翼未豐的Ethereum網絡來說是一場災難性事件。

在經過緊急磋商之后，決定將Ethereum硬分叉為兩條鏈。其中一條分叉中惡意交易被逆轉以恢復資金，也就是現在的“EthereumBlockchain”。另一條分叉中的交易沒被逆轉保持不變，也就是現在“EthereumClassic”。

此事件讓我們明確意識到此技術中所存在的風險，也讓我們體會了將大量財富托付于自治代碼可能的后果。同時向我們展示了在開放式環境中達成集體決策所具有的挑戰。倘若忽略漏洞，則TheDAO通過互聯網完美詮釋了智能合約在實現去中心化協作方面的潛力。

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