什么是以太坊?

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什么是以太坊?

以太坊是一个开源,非许可,去中心化的区块链网络。它是由Vitalik Buterin领导的以太坊基金会创建的。区块链的设计借鉴了比特币,但是有一些主要的区别。其中之一就是引入了“智能合约“。

智能合约本质上是一小段代码或者小程序,它们保存在区块链上的区块内。该代码用于储存交易条款,使其透明化,从而使合约可审核并可执行。它们是自动执行的,在触发执行时仅读取和写入数据。一旦将智能合约写入区块链,它们也是不可篡改的。这降低了审核和执行的成本,并使区块链更加安全。

该功能使以太坊区块链不仅仅可以用于支付系统。智能合约扩展了其用途因为它们允许创建自动化流程的去中心化应用程序(Dapp)。目前大多数Dapp都在以太坊上建立。

与比特币网络类似,以太坊也使用原生加密货币,称为以太币(ETH)。基于以太坊构建的应用程序需要使用以太币来支付交易和服务费才能使用网络。为了执行智能合约,矿工/平台需要支付“燃料费“(gas fee),这是执行智能合约所需的手续费。

以太坊是一种货币吗?

以太坊平台是公用区块链网络的名字。矿工可以通过挖掘获得以太币,而以太币是维持以太坊平台运行的加密货币。大概每12秒就有5个以太币产生,每一年会固定产生1800万枚以太币。比特币使用区块链来追踪加密货币(比特币)的所有权,而以太坊则使用区块链网络来运行各种在线应用程序的程序代码。

从本质上说,以太坊是在公共区块链上构建首台去中心化世界计算机。以太坊虚拟机(EVM)在以太坊网络上运行,允许任何人运行程序,使得构建区块链应用程序的过程更加简单。开发人员不需要为每个应用程序从头开始构建新的区块链,以太坊上最流行的智能合约编程语言是Solidity。

什么是智能合约?

智能合约是一种完全按照其创建者编写的代码运行的程序。它本质上是一种可以提前设置的执行程序,在满足某些条件后就会自动运行。

比特币将货币从一个用户转移给另一个用户,但这是它唯一能做的。以太坊的平台允许开发人员编写自己的脚本,并为各种用途创建智能合约。

  •  “燃料”(gas) 是用来执行智能合约所需的费用,价格一般用Gwei表示,是比以太币更小的单位(1个以太币等于 个Gwei)。根据智能合约所需的大小,内存,或执行速度的不同,要消耗相应的“燃料”。该机制类似于你的汽车在旅程中需要消耗的燃料。
  • 智能合约在以太坊技术栈中非常重要,因为它们允许去中心化的应用程序(Dapps)的创建,这些应用程序可以自动化流程,运行时不存在审查或宕机的可能性。

以太坊进化史

  • 以太坊过去的历史:
  • 2013年:Vitalik Buterin发布了以太坊白皮书,描述了最初的概念。他认为应用开发需要比比特币网络更通用的脚本语言,他以此提出了新的以太坊平台。
  • 2014年:开发工作开始,并成立了非营利性以太坊基金会来管理此项目。之后推出了ICO,发行了6000万个以太币(ETH)并筹集到1840万美元。
  • 2015年:以太坊四阶段开发的第一个阶段。即“前锋”(Frontier)阶段已完成,以太坊主网已启动。
  • 2016年: “家园”(Homestead)开发阶段。在此年的晚些时候发生了一次黑客攻击,从而导致了一个新的区块链的创建,逆转了黑客攻击。成员迁移到了新的区块链,该区块链以“以太坊”命名,原来的区块链被重命名为“以太坊经典”(Ethereum Classic)。
  • 2017年:“都会”(Metropolis)第一开发阶段。进行了都会拜占庭(Metropolis Byzantium)硬分叉。该硬分叉通过实施9种以太坊改进提案(EIP)更新了区块链,旨在改善网络隐私,提高安全性和可扩展性。
  • 2019年:“都会”开发的第二阶段和第三阶段。通过实施5个改进提案进行了都会君士坦丁堡(Metropolis Constantinople)硬分叉更新。增强的功能包括交易费用的重构以及系统速度的提高。该年年底,实施了都会伊斯坦布尔(Metropolis Istanbul)硬分叉,带来了更多使用模型及安全功能。
  • 2020年:1月份引入缪尔冰川(Muir Glacier)硬分叉,将“难度炸弹”(用算法逐渐增加出块难度)推迟到以后的区块。

如今:以太坊的进程

以太坊当前的系统被称为以太坊1.0,使用“工作量证明”(PoW)共识机制,即用户与他人竞争解决复杂的数学问题,以获得挖掘下一个区块的资格。该系统极难攻破,但是它也需要大量的时间、计算力以及电力。

为了解决PoW和当前系统的一些问题,公共主网正在进行着重大的升级。此更新将以太坊网络迁移到新的以太坊2.0中来解决现有的问题。当前版本的问题包括:

  • 可扩展性:区块是按顺序开采的,因此当前只能一次处理一个块。待处理的事务可能需要很长的等待时间,具体取决于前面的区块的大小和数量。
  • 可访问性:成为矿工参与网络的门槛较高。包括需要昂贵的专业硬件,以及运行代码用到的高昂电费。对于个体矿工来说,也会面临与有成本补贴的公司的竞争。 

未来:以太坊2.0

以太坊2.0的升级将对当前系统进行重大更新。其中最值得注意的两点是权益证明(PoS)的引入以及分片(sharding)。

  1. 权益证明(PoS)共识机制将代替工作量证明(PoW)。旨在通过降低准入门槛来改善可访问性的问题。此举涉及更改两个基本的PoW组成部分:
  2. 首先,“矿工”将替换为“验证者”。由这些人维护网络的共识状态。对于新系统,验证者将需要下载并运行以太坊2.0客户端软件,然后被随机选择去提议和证明区块。那些正确提议并且证明区块的人将按他们押注量的一定比例获得回报。如果他们没有保持在线状态,那么他们的回报将会相应减少,这是使验证者保持在线的一种措施。如果验证者试图破坏网络,他们质押的以太币将会被部分或全部没收作为惩罚。
  3. 其次,“工作”(哈希率,即算力)被替换为“押注”(Stake)。验证者不再通过消耗电力使用哈希算力来工作,而是必须提交至少32个以太币作为其“押注”。这是通过将其存入“官方存款合约”来完成的。
  4. 引入分片技术以解决可扩展性问题。它将单个区块链分成较小的部分,即分成64个分片链,这些分片将并行运行。分片链之间可互操作,理论上可以同时运行。

以太坊2.0路线图

  • 阶段0(以太坊1.x):2020年

将启动“信标链”,这将需要至少524,288个以太币的押注和至少16,384个验证者。该链无法处理交易,执行智能合约或运行去中心化程序。原始的PoW模式的以太坊区块链将继续并行运行。权益证明(PoS)将得到实施。

  • 阶段1(以太坊1.x):

将对分片链的构造,有效性及共识进行研究。计划部署64个分片链

  • 阶段1.5(以太坊1.x):

在这一阶段,以太坊PoW区块链1.0将与以太坊PoS区块链2.0合并。原始的PoW链将作为64个分片链之一而存在。

  • 阶段2(以太坊2.0)

实施以太坊账户、交易、传输、赎回以及智能合约的执行。

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