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以太坊网络组成

发布时间:2024-04-11 05:14:10

以太坊stratum协议原理

参照比特币的 stratum协议 和 NiceHash的stratum协议规范 编写了一版以太坊版本的stratum协议说明.

stratum协议是目前最常用的矿机矿池之间的TCP通讯协议。

以太坊是一个去中心化的网络架构,通过安装Mist客户端的节点来转发新交易和新区块。而矿机、矿池也同时形成了另一个网络,我们称之为矿工网络。

矿工网络分成矿机、矿池、钱包等几个主要部分,有时矿池软件与钱包安装在一起,可合称为矿池。

矿机与矿池软件之间的通讯协议是 stratum ,而矿池软件与钱包之间的通讯是 bitcoinrpc 接口。

stratum是 JSON 为数据格式.

矿机启动,首先以 mining.subscribe 方法向矿池连接,用来订阅工作。

矿池以 mining.notify 返回订阅号、ExtraNonce1和ExtraNonce2_size。

Client:

Server:

其中:

是 订阅号 ;

080c是 extranonce ,Extranonce可能最大3字节;

矿机以 mining.authorize 方法,用某个帐号和密码登录到矿池,密码可空,矿池返回 true 登录成功。该方法必须是在初始化连接之后马上进行,否则矿机得不到矿池任务。

Client:

Server:

难度调整由矿池下发给矿机,以 mining.set_difficulty 方法调整难度, params 中是难度值。
Server:

矿机会在下一个任务时采用新难度,矿池有时会马上下发一个新任务并且把清理任务设为true,以便矿机马上以新难度工作。

该命令由矿池定期发给矿机,当矿机以 mining.subscribe 方法登记后,矿池应该马上以 mining.notify 返回该任务。

Server:

任务ID : bf0488aa ;

seedhash : 。每一个任务都发送一个seedhash来支持尽可能多的矿池,这可能会很快地在货币之间交换。

headerhash : 。

boolean cleanjobs : true 。如果设为true,那么矿工需要清理任务队列,并立即开始从事新提供的任务,因为所有旧的任务分享都将导致陈旧的分享错误。如果是 false 则等当前任务结束才开始新任务。

矿工使用seedhash识别DAG,然后带着headerhash,extranonce和自己的minernonce寻找低于目标的share(这是由提供的难度而产生的)。

矿机找到合法share时,就以” mining.submit “方法向矿池提交任务。矿池返回true即提交成功,如果失败则error中有具体原因。

Client:

任务ID : bf0488aa

minernonce : 6a909d9bbc0f 。注意minernonce是6个字节,因为提供的extranonce是2个字节。如果矿池提供3字节的extranonce,那么minernonce必须是5字节

Server:

一般的矿机与矿池通讯过程就如下所示:

❷ 以太坊虚拟机是以太坊开发框架吗

以太坊是一种区块链的实现。在以太坊网络中,众多的节点彼此连接,构成了以太坊网络:

以太坊节点软件提供两个核心功能:数据存储、合约代码执行。

在每个以太坊全节点中,都保存有完整的区块链数据。以太坊不仅将交易数据保存在链上,编译后 的合约代码同样也保存在链上。

以太坊全节点中,同时还提供了一个虚拟机来执行合约代码。

以太坊虚拟机

以太坊区块链不仅存储数据和代码,每个节点中还包含一个虚拟机(EVM:Ethereum Virtual Machine)来执行 合约代码 —— 听起来就像计算机操作系统。

事实上,这一点是以太坊区别于比特币(Bitcoin)的最核心的一点:虚拟机的存在使区块链迈入了2.0 时代,也让区块链第一次成为应用开发者友好的平台。

以上内容来自:以太坊DApp开发入门教程

❸ 如何创建和签署以太坊交易

交易

区块链交易的行为遵循不同的规则集


链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。

❹ 以太坊测试网络testNet汇总

在以太坊的交易过程中需要使用到以太币,我们想要获得以太坊主网上的代币,只能通过GPU矿机挖矿或者交易所购买。然而在测试环境中获取eth就容易多了。你可以在 私有链 中自己挖矿,或者公共测试链( testnet )中直接获得。下面就和大家讲讲常用的几种以太坊测试网络。

测试网络(简称testnet) 用于模拟以太网主网的行为。拥有几乎和以太坊等效的功能。因此可以在Testnets上开发和测试自己的智能合约,测试发币等等,作为上链前的评估环境。当主网(简称mainnet)即将包含对以太坊协议的任何重大改变时,其测试主要在这些测试网络上完成。注意:这些网络上的代币只能在测试环境(开发环境)中使用。

Ethereum以太坊有许多专用测试网络,他们由各种客户端支持,最常用的3种分别是Ropsten、Kovan、Rinkeby。

以上3个是不需要在本地搭建任何服务就可以直接使用的。

对于开发中的测试环境,建议你使用 Rinkeby 或 KoVan 测试链。这是因为他们使用的工作量证明 POA 共识机制,确保交易和块能够一致并及时的创建。 Ropsten 测试链,虽然最接近公有链( Mainnet ),但是因为它使用的工作量证明是POW共识机制,过去已受到垃圾攻击,对以太坊开发人员来说往往有更多的问题。

推荐:
以太坊测试网络Rinkeby使用教程

Rospten 以太坊测试网络的使用

❺ 什么是以太币/以太坊ETH

以太币(ETH)是以太坊(Ethereum)的一种数字代币,被视为“比特币2.0版”,采用与比特币不同的区块链技术“以太坊”(Ethereum),一个开源的有智能合约成果的民众区块链平台,由全球成千上万的计算机构成的共鸣网络。开发者们需要支付以太币(ETH)来支撑应用的运行。和其他数字货币一样,以太币可以在交易平台上进行买卖 。

温馨提示:以上解释仅供参考,不作任何建议。入市有风险,投资需谨慎。您在做任何投资之前,应确保自己完全明白该产品的投资性质和所涉及的风险,详细了解和谨慎评估产品后,再自身判断是否参与交易。
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❻ eth0/0/1什么意思

eth0/0/1的意思是eth0号网卡0号板卡的1号端口。eth指的是以太网,0/0指的是0号板卡的0号端口。


在路由器交换机等设备中,会有很多的接口和把卡的情况,为了应对这种情况,设计人员对网卡板卡进行了划分,比如eth1/2/3,表示eth1号网卡的的2号板卡,3号端口。由于计算机所用与0开始,交换的编号也采用的这种设计,所以0是放在第一位的。



(6)以太坊网络组成扩展阅读:


经典以太网:


1、物理层


以太网的每个版本都有电缆的最大长度限制,这个范围内的信号可以正常传播,超过这个范围信号将无法传播。为了允许建设更大的网络,可以用中继器把多条电缆连接起来。中继器是一个物理层设备,能接收、放大并在两个方向上重发信号。


2、MAC子层


经典以太网使用1-坚持CSMA/CD算法,即当站有帧要发送时要侦听介质,一旦介质变为空闲便立即发送。在它们发送的同时监测信道上是否有冲突。如果有冲突,则立即终止传输,并发出一个短冲突加强信号,再等待一段随机时间后重发。


❼ 走进以太坊网络

目录


术语“以太坊节点”是指以某种方式与以太坊网络交互的程序。从简单的手机钱包应用程序到存储整个区块链副本的计算机,任何设备均可扮演以太坊节点。

所有节点都以某种方式充当通信点,但以太坊网络中的节点分为多种类型。


与比特币不同,以太坊找不到任何程序作为参考实施方案。在比特币生态系统中, 比特币核心 是主要节点软件,以太坊黄皮书则提出了一系列独立(但兼容)的程序。目前最流行的是Geth和Parity。


若要以允许独立验证区块链数据的方式连接以太坊网络,则应使用之前提到的软件运行全节点。

该软件将从其他节点下载区块,并验证其所含交易的正确性。软件还将运行调用的所有智能合约,确保接收的信息与其他节点相同。如果一切按计划运行,我们可以认为所有节点设备均存储相同的区块链副本。

全节点对于以太坊的运行至关重要。如果没有遍布全球的众多节点,网络将丧失其抗审查性与去中心化特性。


通过运行全节点,您可以直接为网络的 健康 和安全发展贡献一份力量。然而,全节点通常需要使用独立的机器完成运行和维护。对于无法(或单纯不愿)运行全节点的用户,轻节点是更好的选择。

顾名思义,轻节点均为轻量级设备,可显著降低资源和空间占用率。手机或笔记本电脑等便携式设备均可作为轻节点。然而,降低开销也要付出代价:轻节点无法完全实现自给自足。它们无法与整条区块链同步,需要全节点提供相关信息。

轻节点备受商户、服务供应商和用户的青睐。在不必使用全节点并且运行成本过高的情况下,它们广泛应用于支收付款。

挖矿节点既可以是全节点客户端,也可以是轻节点客户端。“挖矿节点”这个术语的使用方式与比特币生态系统不同,但依然应用于识别参与者。

如需参与以太坊挖矿,必须使用一些附加硬件。最常见的做法是构建 矿机 。用户通过矿机将多个GPU(图形处理器)连接起来,高速计算哈希数据。

矿工可以选择两种挖矿方案:单独挖矿或加入矿池。 单独挖矿 表示矿工独自创建区块。如果成功,则独享挖矿奖励。如果加入 矿池 ,众多矿工的哈希算力会结合起来。出块速度得以提升,但挖矿奖励将由众多矿工共享。


区块链最重要的特性之一就是“开放访问”。这表明任何人均可运行以太坊节点,并通过验证交易和区块强化网络。

与比特币相似,许多企业都提供即插即用的以太坊节点。如果只想启动并运行单一节点,这种设备无疑是最佳选择,缺点是必须为便捷性额外付费。

如前文所述,以太坊中存在众多不同类型的节点软件实施方案,例如Geth和Parity。若要运行个人节点,必须掌握所选实施方案的安装流程。

除非运行名为 归档节点 的特殊节点,否则消费级笔记本电脑足以支持以太坊全节点正常运行。不过,最好不要使用日常工作设备,因为节点会严重拖慢运行速度。

运行个人节点时,建议设备始终在线。倘若节点离线,再次联网时可能耗费大量的时间进行同步。因此,最好选择造价低廉并且易于维护的设备。您甚至可以通过Raspberry Pi运行轻节点。


随着网络即将过渡到权益证明机制,以太坊挖矿不再是最安全的长期投资方式。过渡成功后,以太坊矿工只能将挖矿设备转入其他网络或直接变卖。

鉴于过渡尚未完成,参与以太坊挖矿仍需使用特殊硬件(例如GPU或ASIC)。若要获得可观收益,则必须定制矿机并寻找电价低廉的矿场。此外,还需创建以太坊钱包并配置相应的挖矿软件。这一切都会耗费大量的时间和资金。在参与挖矿前,请认真考量自己能否应对各种挑战。(国内严禁挖矿,切勿以身试法)


ProgPow代表 程序化工作量证明 。这是以太坊挖矿算法Ethash的扩展方案,旨在提升GPU的竞争力,使其超过ASIC。

在比特币和以太坊社区,抗ASIC多年来一直是饱受争议的话题。在比特币网络中,ASIC已经成为主要的挖矿力量。

在以太坊中,ASIC并不是主流,相当一部分矿工仍然使用GPU。然而,随着越来越多的公司将以太坊ASIC矿机引入市场,这种情况很快就会改变。然而,ASIC到底存在什么问题呢?

一方面,ASIC明显削弱网络的去中心化。如果GPU矿工无法盈利,不得不停止挖矿,哈希率最终就会集中在少数矿工手中。此外,ASIC芯片的开发成本相当昂贵,坐拥开发能力与资源的公司屈指可数。这种现状有可能导致以太坊挖矿产业集中在少数公司手中,形成一定程度的行业垄断。

自2018年以来,ProgPow的集成一直饱受争议。有些人认为,它有益于以太坊生态系统的 健康 发展。另一些人则持反对态度,认为它可能导致硬分叉。随着权益证明机制的到来,ProgPoW能否应用于网络仍然有待观察。


以太坊与比特币是一样,均为开源平台。所有人都可以参与协议开发,或基于协议构建应用程序。事实上,以太坊也是区块链领域目前最大的开发者社区。

Andreas Antonopoulos和Gavin Wood出品的 Mastering Ethereum ,以及Ethereum.org推出的 开发者资源 等都是新晋开发者理想的入门之选。


智能合约的概念于20世纪90年代首次提出。其在区块链中的应用带来了一系列全新挑战。2014年由Gavin Wood提出的Solidity已经成为开发以太坊智能合约的主要编程语言,其语法与Java、JavaScript以及C++类似。

从本质上讲,使用Solidity语言,开发者可以编写在分解后可由以太坊虚拟机(EVM)解析的指令。您可以通过Solidity GitHub详细了解其工作原理。

其实,Solidity语言并非以太坊开发者的唯一选择。Vyper也是一种热门的开发语言,其语法更接近Python。

❽ 以太坊是什么

随着区块链技术的创新,一个新的平台诞生了,它就是以太坊。以太坊不像比特币那样只是一种加密货币,它还存在其它特征,使其成为了一个巨大的分布式计算机。


那么,到底什么是以太坊?


具体来说,以太坊(Ethereum)是一个可编程、可视化、更易用的区块链,它允许任何人编写智能合约和发行代币。就像比特币一样,以太坊是去中心化的,由全网共同记账,账本公开透明且不可窜改。


与比特币不同的是,以太坊是可编程的区块链,它提供了一套图灵完备的脚本语言,因此,开发人员可以直接用C语言等高级语言编程,转换成汇编语言,大大降低了区块链应用的开发难度。


为了更易理解,打个比方,以太坊就像是区块链里的Android,它是一个开发平台,让我们可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。它上面提供各种模块让用户来搭建应用,如果将搭建应用比作造房子,那么以太坊就提供了墙面、屋顶、地板等模块,用户只需像搭积木一样把房子搭起来,因此在以太坊上建立应用的成本和速度都大大改善。


事实上,在没有以太坊之前,写区块链应用是这样的:拷贝一份比特币代码,然后去改底层代码如加密算法,共识机制,网络协议等等(很多山寨币就是这样,改改就出来一个新币)。


至于以太坊如何运作?


与其它区块链一样,以太坊需要几千人在自己的计算机上运行一个软件,为该网络提供动力。网络中的每个节点(计算机)运行一个叫做以太坊虚拟机(EVM)的软件。如果将以太坊虚拟机想象成一个操作系统,它能理解并执行通过以太坊特定编程语言编写的软件,由以太坊虚拟机执行的软件/应用程序被称为“智能合约”。


不过,在这台计算机上操作并不是免费的,需要支付该网络自带的加密货币,叫做以太币(Ether)。以太币与比特币大致相同,除了一点,即以太币可以为在以太坊上执行智能合约而付费。


回到以太坊的发展史,以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员Vitalik Buterin受比特币启发后提出,大意为“下一代加密货币与去中心化应用平台”,在2014年通过ICO众筹开始得以发展。



截至2018年2月,以太币是市值第二高的加密货币,仅次于比特币。

对于许多程序工程师和投资人而言,2015年7月30号这一天是一个大日子,经过18个月的酝酿期后,以太坊区块链平台终于正式诞生了,当天在位于布鲁克林的办公室上午11:45左右,当以太坊区块链产生第一个创世区块,随即有很多狂热的矿工在后头想要赢得第一个区块,也就是以太坊专属电子货币,以太币的所有权。当时整个办公室掌声雷动,那一天天气很糟糕,纽约一带下了大雷雨,每个人的智能手机不时传来嘈杂的洪水警告讯号。

根据该公司网站资料的说明,以太坊是一个去中心化的应用平台,以智能合约为例,设计师可以完全排除死机被监控,被诈骗或者是被第三方横加干预的可能,跟比特币一样,以太坊利用以太币吸引参加者,建立验证交易平台的网络架构,维持网络架构的运作,并且以共识决定哪些是真正发生过存在的事件,但是以太坊和比特币也有所不同,以太坊提供一些功能强大的工具,让投入开发的人创造出去,具有去中心化的软件服务,使用范围可以从线上 游戏 横跨到股票交易。

以太坊的构想源自于2013年,当时才19岁的俄裔加拿大人为例,维塔利克布特林,他当时跟比特币的核心开发者争论,区块链网络架构需要有更稳固的手稿语言才能发展其他的应用软件,不过他的想法没有被采纳,促成了他打定主意要开发一套符合自己理念的区块链网络架构共识,这家公司可以说是他跨出的第一步,在以太坊区块链上推出了应用软件,如果我们把时间往回倒转几年,就会发现一个很有趣的对照。

有位大师托瓦兹推出Linux作业系统的举动,正如布特林推出以太坊一样如出一辙。共识系统公司的联合创始人约瑟夫鲁宾谈到区块链以太坊的兴起时表示,我愈发觉得走上街头去贴海报诉求是很浪费时间的一件事,倒不如一起合作,在这个失衡的 社会 的经济体制带来要比较实际得改变。

跟许多创业者一样,鲁宾提出的愿望也很有企图心,他不只想要创立一家了不起的公司,也想借机克服这个世界上难解的问题。这个公司的应用程序会对十多个其他领域的产业带来震撼力十足的效果,他们的计划包括分布式的三重记账会计体系,针对原本广受好评,但是后来却因为集中管控儿而遭受争议的reddit论坛推出分布式的新版本,自动执行的文件格式进行管理,系统现在叫智能合约,涵盖商务 体育 和 娱乐 领域的预测市场、公开竞标的能源市场、足以和苹果电脑分庭抗礼的一整套可以供大规模协作集体创造,实现无管理阶层公司之共同管理机制的商务工具。

以太坊Ethereum由V神(Vitalik Buterin)在2014年创办,它是一个区块链底层系统,类似于互联网的操作系统,基于它开发的DAPP(去中心化应用)类似于基于互联网操作系统开发的软件APP。

它的出现主要是弥补比特币的不足,比特币只能实现点对点的电子现金交易系统,但是区块链技术在其他场景的应用却无法实现。如果每用于一个场景,就搭建一个底层基础系统,再进行开发,太耗时间和精力,成本也很高。为此,以太坊就建了一个底层系统供开发者使用,开发者只需要在其基础上开发自己的DAPP应用就可以了。去年5月数据显示,全球就已有200多个以太坊应用。

此外,以太坊也是区块链比较优秀的公链之一。不过,它的交易速度太慢令众多开发者诟病,以太坊开发者正在不断尝试研发分片技术对此现象进行改变。

以太坊的本质是一个可编程可视化而且操作简单的区块链,允许任何人编写智能合约和发行代币(这也是为什么市面上各类空气币、传销币如此之多的一个原因之一)。和比特币一样,以太坊也是去中心化的,全网共同记录以太坊的所有情况,而且公开透明不可篡改。


那你想问,以太坊和比特币的不同之处在哪?通俗地讲,你可以把以太坊理解成为能够编程的区块链,它提供了一套图灵完备的脚本语言,后续的开发人员可以直接在这个基础上进行c语言等语言编程,之后转变成汇编语言,由此降低了区块链的应用的开发难度。就好像安卓系统上,准备好了api和接口,用户直接开发app就可以这样的逻辑。从以太坊诞生之初到现在,以太坊上已经诞生了几百个应用,俄罗斯政府甚至也与以太坊基金会合作。

希望我的回答能够帮助你!

在基础层面上,以太坊是基于区块链技术的软件平台。该平台允许构建和部署分散式应用程序。以太坊里的“以太”是什么?对Ethereum感兴趣的人们经常会问“以太是什么?”

了解以太是非常重要的,因为它是以太坊功能的基础。就像所有机器使用某种燃料一样,区块链也是如此。以太坊使用以太网,这是一种独特的代码,可用作支付运行应用程序或程序的方式。就像老虎机需要硬币(或者现在的预付卡)来运行硬币一样,客户必须使用乙醚作为付款才能在以太坊运行他们所要求的操作。

大家其他人的答案真的都是太麻烦了

讲得太复杂了

以太坊


简单来说就是这么一个结论:


以太坊等于 BTC+智能合约+合同自由+通缩资产+使用价值


这个结论其实不难理解的

官方定义更加诡诈:

开源的有智能合约功能的公共区块链平台。通过其专用加密货币以太币(Ether,又称“以太币”)提供去中心化的虚拟机



以太坊简单来说就是这么一个结论:


以太坊等于 BTC+智能合约+合同自由+通缩资产+使用价值

我给大家简单地来说说吧


首先先来看下面这个视频:也就是以太坊创始人V神的视频 特别好的解释

以太坊简单来说就是这么一个结论:


以太坊等于 BTC+智能合约+合同自由+通缩资产+使用价值

官方定义更加诡诈:

以太坊是一个可编程,可视化的区块链平台。其操作功能非常多,计算汇总各类数据等等。

以太坊是区块链技术的一个质的飞跃!就好比http是互联网底层支撑技术而以太坊就是可以基于以太坊智能合约做各种生态dapp

以太坊是什么?

以太坊是互联网新时代的基础:

内建货币与支付。

用户拥有个人数据主权,且不会被各类应用监听或窃取数据。

人人都有权使用开放金融系统。

基于中立且开源的基础架构,不受任何组织或个人控制。

以太坊的创建

以太坊主网于 2015 年上线,是世界领先的可编程区块链。

和其它区块链一样,以太坊也拥有原生加密货币,叫作 Ether (ETH)。 ETH 是一种数字货币, 和比特币有许多相同的功能。 它是一种纯数字货币,可以即时发送给世界上任何地方的任何人。 ETH 的供应不受任何政府或组织控制,它是去中心化且具稀缺性的。 全世界的人们都在使用 ETH 进行支付,或将其作为价值存储和抵押品。

但与其它区块链不同的是,以太坊可以做更多的工作。 以太坊是可编程的,开发者可以用它来构建不同于以往的应用程序。

以太坊的作用

这些去中心化的应用程序(或称“dapps”)基于加密货币与区块链技术, 因而值得信任,也就是说 dapps 一旦被“上传”到以太坊,它们将始终按照编好的程序运行。 这些应用程序可以控制数字资产,以便创造新的金融应用; 同时还是去中心化的,这意味着没有任何单一实体或个人可以控制它们。

目前,全世界有成千上万名开发者正在以太坊上构建应用程序、发明新的应用程序,其中有许多现在已经可以使用:

1.加密货币钱包:让你可以使用 ETH 或其他数字资产进行低成本的即时支付

2.金融应用程序:让你可以借贷、投资数字资产

3.去中心化市场:让你可以交易数字资产,甚至就现实世界事件的“预测”进行交易

4. 游戏 :你可以拥有 游戏 内的资产,甚至可以由此获得现实收益以及更多。

以太坊社区

以太坊社区是世界上最大最活跃的区块链社区。它包括核心协议开发者、加密经济研究员、密码朋克、挖矿组织、ETH 持有者、应用开发者、普通用户、无政府主义者、财富 500 强公司。

没有公司或中心化的组织能够控制以太坊。 一直以来,以太坊由多元化的全球性社区贡献者来协同进行维护和改善,社区成员耕耘于以太坊的方方面面,从核心协议到应用程序。

以太坊拥堵的元凶找到了,竟然是它!

❾ 以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来,可是又感觉无从下手,本文将基于以太坊平台,以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念,轻松带大家入门。
以太坊是什么
以太坊(Ethereum)是一个建立在区块链技术之上, 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。
对这句话不理解的同学,姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android,它是一个开发平台,让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。
在没有以太坊之前,写区块链应用是这样的:拷贝一份比特币代码,然后去改底层代码如加密算法,共识机制,网络协议等等(很多山寨币就是这样,改改就出来一个新币)。
以太坊平台对底层区块链技术进行了封装,让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发,开发者只要专注于应用本身的开发,从而大大降低了难度。
目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈:有社区的支持,有很多开发框架、工具可以选择。
智能合约
什么是智能合约
以太坊上的程序称之为智能合约, 它是代码和数据(状态)的集合。
智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的(由事件驱动的)、以代码形式编写的合同(特殊的交易)。
在比特币脚本中,我们讲到过比特币的交易是可以编程的,但是比特币脚本有很多的限制,能够编写的程序也有限,而以太坊则更加完备(在计算机科学术语中,称它为是“图灵完备的”),让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序(智能合约)。
智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景,比如:数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。
目前除数字货币之外,真正落地的应用还不多(就像移动平台刚开始出来一样),相信1到3年内,各种杀手级会慢慢出现。
编程语言:Solidity
智能合约的默认的编程语言是Solidity,文件扩展名以.sol结尾。
Solidity是和JavaScript相似的语言,用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。
还有长像Python的智能合约开发语言:Serpent,不过建议大家还是使用Solidity。
Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看,以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。
运行环境:EVM
EVM(Ethereum Virtual Machine)以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。
Solidity之于EVM,就像之于跟JVM的关系一样,这样大家就容易理解了。
以太坊虚拟机是一个隔离的环境,在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。
而EVM运行在以太坊节点上,当我们把合约部署到以太坊网络上之后,合约就可以在以太坊网络中运行了。
合约的编译
以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式,需要我们在部署之前先对合约进行编译,可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。
合约的部署
在以太坊上开发应用时,常常要使用到以太坊客户端(钱包)。平时我们在开发中,一般不接触到客户端或钱包的概念,它是什么呢?
以太坊客户端(钱包)
以太坊客户端,其实我们可以把它理解为一个开发者工具,它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。
EVM是由以太坊客户端提供的。
Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端,基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台,通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能(API)。Geth的使用我们之后会有文章介绍,这里大家先有个概念。
Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似,不过是跑在终端里。
相对于Geth,Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。
如何部署
智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上,并使用一个特定的地址来标示这个合约,这个地址称为合约账户。
以太坊中有两类账户:
· 外部账户
该类账户被私钥控制(由人控制),没有关联任何代码。
· 合约账户
该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。
和比特币使用UTXO的设计不一样,以太坊使用更为简单的账户概念。
两类账户对于EVM来说是一样的。
外部账户与合约账户的区别和关系是这样的:一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名,来发送消息给另一个外部账户或合约账户。
在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码,允许它执行各种动作(比如转移代币,写入内部存储,挖出一个新代币,执行一些运算,创建一个新的合约等等)。
只有当外部账户发出指令时,合同账户才会执行相应的操作。
合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上(由实际矿工出块之后,才真正部署成功)。
运行
合约部署之后,当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息(交易)即可,通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。
Gas
和云计算相似,占用区块链的资源(不管是简单的转账交易,还是合约的部署和执行)同样需要付出相应的费用(天下没有免费的午餐对不对!)。
以太坊上用Gas机制来计费,Gas也可以认为是一个工作量单位,智能合约越复杂(计算步骤的数量和类型,占用的内存等),用来完成运行就需要越多Gas。
任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的,由合约的复杂度决定。
而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定,以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用:Gas价格(用以太币计价) * Gas数量。
Gas的目的是限制执行交易所需的工作量,同时为执行支付费用。当EVM执行交易时,Gas将按照特定规则被逐渐消耗,无论执行到什么位置,一旦Gas被耗尽,将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚, 如果执行结束还有Gas剩余,这些Gas将被返还给发送账户。
如果没有这个限制,就会有人写出无法停止(如:死循环)的合约来阻塞网络。
因此实际上(把前面的内容串起来),我们需要一个有以太币余额的外部账户,来发起一个交易(普通交易或部署、运行一个合约),运行时,矿工收取相应的工作量费用。
以太坊网络
有些着急的同学要问了,没有以太币,要怎么进行智能合约的开发?可以选择以下方式:
选择以太坊官网测试网络Testnet
测试网络中,我们可以很容易获得免费的以太币,缺点是需要发很长时间初始化节点。
使用私有链
创建自己的以太币私有测试网络,通常也称为私有链,我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。
通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络,以太币想挖多少挖多少,也免去了同步正式网络的整个区块链数据。
使用开发者网络(模式)
相比私有链,开发者网络(模式)下,会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。
使用模拟环境
另一个创建测试网络的方法是使用testrpc,testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境,对于开发调试来说,更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。
进行合约开发时,可以在testrpc中测试通过后,再部署到Geth节点中去。
更新:testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中,现在名字是Ganache CLI。
Dapp:去中心化的应用程序
以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库,智能合约理解为和数据库打交道的程序,那就很容易理解Dapp了,一个Dapp不单单有智能合约,比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。
Truffle
Truffle是Dapp开发框架,他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情,让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。
总结
我们现在来总结一下,以太坊是平台,它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用,在这个应用中,使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约,合约编写好后之后,我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约(使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了)。为了开发方便,我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。
注:本文中为了方便大家理解,对一些概念做了类比,有些严格来不是准确,不过我也认为对于初学者,也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确,学习是一个逐步深入的过程,很多时候我们会发现,过一段后,我们会对同一个东西有不一样的理解。

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