什么是以太坊？全面介绍区块链技术

以太坊是一个全新的开放区块链平台，允许任何人构建和使用区块链技术在平台中运行去中心化应用程序。与比特币一样，以太坊不受任何人控制或拥有——它是由世界各地许多人创建的开源代码项目。与比特币协议不同，以太坊被设计为灵活，随着 Homestead 的发布，任何人都可以安全地使用平台上的应用程序。

下一代区块链

区块链技术是比特币的底层技术，最早在中本聪于2008年发表的白皮书《比特币：一种点对点的电子现金系统》中进行了描述。讨论了区块链技术的更一般用途，但仅仅几年后，区块链技术才成为一个通用术语。区块链是一个分布式计算块。一次只能添加一个区块，每个区块都有数字证明，以确保新区块保持前一个区块的顺序。这样，区块链的“分布式数据库”就可以与全网保持一致。个人用户与账本的交互（交易）受到安全密码的保护。有经济激励措施以数学方式执行并编码到协议中，以激励维护和验证网络的节点。

在比特币中，分布式数据库被设想为账户资产负债表、总账，交易是通过比特币进行的转移，以实现个人之间的金融活动，而无需基于信任的基础。但随着比特币吸引越来越多的开发人员和技术人员，新项目开始转移比特币网络术语的其他用途。其中许多采用“代币”的形式——建立在原始比特币协议之上的独立区块链，添加新特性或功能，并使用各自的加密货币。 2013 年底，以太坊的发明者 Vitalik Buterin 建议，通过程序重组能够运行任意复杂操作的单个区块链应该包含其他程序。

2014 年，以太坊的创始人 Vitalik Buterin、Gavin Wood 和 Jeffrey Wilcke 开始研究新一代区块链，试图实现一个总体上完全无需信任的智能合约平台。

以太坊虚拟机

以太坊是一个可编程的区块链。它不是为用户提供一组预定义的操作（例如比特币交易），而是允许用户为自己的医院创建复杂的操作。通过这种方式，它可以作为多种去中心化区块链应用的平台，包括但不限于加密货币。

以太坊狭义是指定义去中心化应用平台的一系列协议。它的核心是以太坊虚拟机（“EVM”），它可以执行任意复杂算法的编码。在计算机科学术语中，以太坊是“图灵完备的”。开发者可以使用现有的语言如JavaScript、Python等友好的编程语言作为模型，创建运行在以太坊模拟器上的应用程序。

与其他区块链一样，以太坊具有点对点网络协议。以太坊区块链数据库由连接到网络的众多节点维护和更新。每个网络节点运行一个以太坊模拟器并执行相同的指令。因此，人们有时将以太坊想象成“世界计算机”。

这种跨越整个以太坊网络的大规模并行计算并不是提高计算效率的未来。实际上以太坊区块链，这个过程使以太坊上的操作比传统的“计算机”更慢、更昂贵。但是，每个以太坊节点都运行以太坊虚拟机，以保持整个区块链的一致性。去中心化共识是以太坊具有极强的容错性，保证零停机，并使存储在区块链上的数据不可变且抗审查。

以太坊平台本身没有特色，也没有价值。与编程语言类似，由企业家和开发人员决定其用途。不过，很明显，某些应用程序类型会比其他应用程序类型更多地受益于以太坊的功能。以太坊特别适用于自动化直接点对点交互或促进跨网络的组协调活动的应用程序。例如以太坊区块链，协调点对点市场的应用，或复杂金融合同的自动化。比特币使个人能够在没有金融机构、银行或政府等其他中介机构的帮助下进行货币交易。以太坊的影响可能更加深远。理论上，任何复杂的金融活动或交易都可以通过以太坊上的编码自动可靠地运行。除金融应用外，任何对信任、安全、持久性要求高的应用场景，如资产登记、投票、管理、物联网等，都会受到以太坊平台的大规模影响。

以太坊如何运作？

以太坊融合了比特币用户熟悉的许多功能和技术，同事们自己也做了很多修正和创新。比特币区块链纯粹是交易列表，而以太坊的基本单位是账户。以太坊区块链跟踪每个账户的状态，以太坊区块链上的所有状态转换都是账户之间价值和信息的转移。有两种类型的帐户：

外部账户（EOA），具有私人密码控制的合约账户，由其合约代码控制，只能由外部账户“激活”。对于大多数用户来说，两者的基本区别在于外部账户是由人类管理的用户控制——因为他们可以控制私钥，从而控制外部账户。合约账户由内部编码控制。如果它们是由人类用户“控制”的，那也是因为它们被编程为由具有特定地址的外部帐户控制。反过来，它由持有私钥的人控制以控制外部帐户。流行的术语“智能合约”是合约账户中的编码——交易发送到该账户的程序运行。用户可以通过在区块链中部署代码来创建新合约。

只有当外部账户下单时，合约账户才会进行相应的操作。所以合约账户不可能自发进行任意数字生成或API调用等操作——只有在外部账户提示时才会做这些事情。这是因为以太坊要求节点与运算结果一致，即保证严格的确定性执行。

与比特币一样，以太坊用户必须向网络支付少量交易费用。这使以太坊区块链免受无关紧要或恶意计算任务的影响，例如分布式拒绝服务 (DDos) 攻击或无限循环。交易的发送者必须在激活“程序”的每一步付款，包括计算和内存存储。费用以以太坊的形式支付，以太坊的免费有价值的代币。

交易费用由节点收取，节点使网络生效。这些“矿工”是以太坊网络中电话、传播、确认和执行交易的节点。矿工将交易（包括对许多以太坊区块链中帐户“状态”的更新）分组到称为“区块”的组中，矿工相互竞争以将他们的区块添加到区块链上的下一个区块。矿工每挖出一个成功的区块，都会获得以太币奖励。这为人们向以太坊网络贡献硬件和电力创造了经济激励。

与比特币网络一样，矿工的任务是解决复杂的数学问题以成功“挖掘”区块。这称为“工作证明”。计算资源，那么它是工作证明的绝佳选择。为了防止比特币网络中出现的由专用硬件（如专用集成电路）引起的中心化，以太坊选择了计算难存储的问题。如果问题需要内存和cpu，实际上理想的硬件是普通电脑。这就是为什么以太坊的工作量证明对专用集成电路具有抵抗力，与比特币相比，它可以带来更加分散的安全分布，比特币是由专用硬件控制的区块链。

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