以太坊側鏈DBC

1. 002：以太坊簡介|《ETH原理與智能合約開發》筆記

待字閨中開發了一門區塊鏈方面的課程：《深入淺出ETH原理與智能合約開發》，馬良老師講授。此文集記錄我的學習筆記。

課程共8節課。其中，前四課講ETH原理，後四課講智能合約。
第一課分為四部分：

這篇文章是第一部分的學習筆記：以太坊簡介。

以太坊是目前公認的區塊鏈2.0，相比於區塊鏈1.0（比特幣），其最大的特點是引入了智能合約，從而從單一的數字加密 Token 技術轉化為一個區塊鏈分布式應用的平台。以太坊本身不包含任何具體的應用，它主要是提供基礎平台和工具，使得開發者可以在其基礎之上開發出各種各樣的應用。可以說，以太坊有著巨大的潛力，它最終可能會發展出分布式、自動化、自組織的最高形態。

第一，我們可以通過學習以太坊的技術，領會區塊鏈技術發展的脈絡，改進的思路/路徑，從而緊跟區塊鏈技術發展的前沿，預測下一步的趨勢。
第二，DAPP（分布式應用）生態系統目前的發展也是蒸蒸日上，蓬勃發展，據不完全統計，現在有數百種應用之多，顯而易見的，對於開發人員的需求也是水漲船高，需要大量的開發人員。目前非常有名的應用有加密貓、各類側鏈應用、ERC20 Token如幣安幣火幣等等。

2013年，創始人 Vitalik Buterin 針對比特幣存在的一些問題以及局限性，提出把「智能合約」構想應用於區塊鏈領域，希望打造一個基於區塊鏈的多方計算的智能化通用平台，並通過比特幣融資進行開發。

2014年，以太坊基金會在瑞士成立，管理並運營整個項目。

前5大礦池佔83%的算力，很集中。

目前大約有16000個全節點，其中，美國5461（34%），中國1839（11.5%），俄羅斯963（6%），德國920（5.7%），加拿大875（5.45%）。全節點每天都有動態變化。分布情況也反映出各個國家的參與熱度。

2. 什麼是公有鏈、私有鏈、聯盟鏈和側鏈

公有鏈去中心化程度。這種以比特幣以及以太坊為代表的公有區塊鏈，不受第三方機構控制，世界上所有的人都可讀取鏈上的數據記錄、參與交易以及競爭新區塊的記賬權等。
程序開發者無權干涉用戶，各參與者（即節點）可自由加入以及退出網路，並按照意願進行相關操作。
私有區塊鏈則完全相反，該網路的寫入許可權由某個組織或者機構全權控制，數據讀取許可權受組織規定，要麼對外開放、要麼具有一定程度的訪問限制。
簡單來說，可以將其理解為一個弱中心化或者多中心化的系統。由於參與節點具有嚴格限制且少；與公有鏈相比，私有鏈達成共識的時間相對較短、交易速度更快、效率更高、成本更低。
而聯盟鏈則是介於公有鏈以及私有鏈之間的區塊鏈，可實現「部分去中心化」。
鏈上各個節點通常有與之相對應的實體機構或者組織；參與者通過授權加入網路並組成利益相關聯盟，共同維護區塊鏈運行。

3. 以太坊存在的問題

1．擴展性不足：

以太坊社區的主要開發人員和研究人員始終認為區塊鏈技術要實現大規模採用，可擴展性是區塊鏈應用程序需要解決的唯一最重要的關鍵。

以太坊的底層設計，最大的問題是以太坊只有一條鏈，沒有側鏈，它把所有的程序對等的跑在全球所有節點的礦機上。這樣一個很耗資源的程序，會導致問題越來越嚴重。

2．合約程序漏洞，無法抵禦DDOS攻擊

據相關研究表明，在基於以太坊的近100萬個智能合約上，發現有34,200(約3%)個含有安全漏洞，將允許黑客竊取ETH、凍結資產或刪除合約。這幾年，以太坊面對合約程序漏洞和DDOS攻擊的問題，也一直無法找到很好的解決辦法。（更好用的數字貨幣交易平台「幣匯」）

3.對於ICO泡沫和項目方砸盤

目前的ETH下跌，很大程度上來自於項目方的砸盤套現，這個問題可以在ICO代幣融資上進行規則限制，不能像現在這樣毫無成本的就能發一個幣，而且還沒有任何監督懲罰機制。任何事情都需要有一套合理的演進規則，大家按規則辦事，所謂無規矩不成方圓。在規則的基礎上，各類ICO項目有效監督，有序進出，才是一個正常的市場，這樣才可能維系著代幣生態的持續、穩定發展。

4.智能合約費用過高

在以太坊上現在還是POW的挖礦模式，交易是有手續費的，用來激勵礦工來處理交易和保護網路，不同的是以太坊是以「gas」的形式來收費的。

在以太坊協議中規定，交易手續費=Gas 數量 x Gas 價格，其中 Gas 數量由智能合約的復雜程度決定，而 Gas 價格則由合約發起人決定。這對開發者和用戶意味著什麼呢？雖然讀取本地區塊鏈是免費的，但寫入和運算是花錢的，儲存更是尤其昂貴，因為任何寫入的信息都會被永久的儲存著。

5．社區對共識協議改變的分歧

以太坊計劃實現將 POW 機制改為 POW/POS 混合共識機制。但這個涉及到技術開發和礦工雙方能否達到利益共識的問題了。如果協議發生了變化，社區意見不合時，就會導致分叉，大家各自玩各自的。

4. 2022年區塊鏈領域的四大看點｜界面預言家⑯

區塊鏈領域有一個關於「不可能三角」的核心命題，分別是安全性、性能和去中心化程度。這個命題是區塊鏈技術演進的根本，不管是比特幣還是以太坊，亦或是大力發展的聯盟鏈，本質上都是在以上三要素之間作出取捨。

隨著以太坊在區塊鏈開發者之間核心地位的確定，性能逐漸成為其發展的瓶頸，所以在可見的2022年，關於性能上和效率的提升將是一個長期且關鍵的問題。

基於以太坊生態，要在「不可能三角」的限定內提升性能，目前的路徑已經明確，第一個是Layer1層面的，也就是其他公鏈來分擔以太坊的數據壓力。

2021年的主要趨勢之一是出現很多Layer 1的使用增加，該領域目前由 Solana、Avalanche、Terra 和 Binance Smart Chain 主導，每個鏈都擁有不斷增長的生態系統，價值已超過100 億美元。

第二種是Layer2，基於以太坊主網，但將結算轉移至第二層網路，從而提升效率。這也是以太坊正在努力的方向，Layer2通常稱為 rollups，因為它們在將更新的交易數據發送回以太坊之前，將交易「匯總」或捆綁在一起並在新環境中執行它們。

而區塊鏈最關鍵的數據驗證環節，Layer2目前有兩種技術方案，一種名為「Optimistic rollups」，一種名為「ZK Rollups」。這兩種技術路線都有團隊正在開發相應的網路，並有生態支持，如選擇「Optimistic rollups」的Arbitrum，選擇「ZK Rollups」的dYdX。

而介於Layer1與Layer2之間，還有一種方案名為「側鏈」，它部分兼容以太坊主網，但又不屬於Layer2，它們專門用於處理以太坊的過剩容量，而不是與整個以太坊競爭，並以互補的方式託管以太坊應用程序。

而從目前用戶最活躍的DeFi說起，根據DeFi Lama的數據統計，以太坊上DeFi的鎖倉量已經超過1000億美元，BSC、Solana、Avalanche等其它公鏈也吸引了近490億美元的資金，成為了一個非常活躍的金融場景。

雖然很多公鏈的數據頗具規模，但不同的鏈間如同數據孤島，不同鏈上的資產無法自由交換，此外，很多新興公鏈發展並不如以太坊，缺失很多基礎設施，比如穩定幣、NFT 游戲 等等。

因此，需要將其它鏈上的資產通過跨鏈引入自身的公鏈，在當前常用的跨鏈方式中，除了中心化機構如交易所錢包中跨鏈提幣之外，最常見的就是各種去中心化跨鏈資產橋。

對於跨鏈橋而言，最重要的問題就是如何達成共識，這在很大程度上關系著投資者託管資產的安全性，就目前來說，中心化交易所的跨鏈橋對用戶而言是最方便使用的一種跨鏈橋，不過中心化交易所跨鏈橋存在著單點故障的問題，另外現在的跨鏈橋還在逐漸向非託管化的方向去發展，為的就是進一步的保障用戶的資產安全。

DAO全稱是「Decentralized Autonomous Organization」，即「去中心化自治組織」，這是一種試圖擺脫傳統科層制的管理模式，以區塊鏈技術來完成自主運行的組織形式。

去中心化自治組織 (DAO) 能夠利用基於區塊鏈的治理實現個人的全球協調。DAO 可以用於許多目的，包括管理區塊鏈項目的運營和資本 (MakerDAO)、管理投資資本 (The LAO)、管理 游戲 資產的使用 (YGG DAO)、協調文化團體 (Friends With Benefits) 或協調購買資產（Constitution DAO）。

deep網站收錄的DAO數量已經達到187個，管理總資產超過120億美元，涵蓋成員超過160萬。雖然在區塊鏈領域，這並不是一個龐大的數據。但包括紅杉資本在內的機構都開始注意到這個新名詞。

加密貨幣市值在2021年正式突破2萬億美元，目前來到2.5萬億美元的規模，較年初上漲 175%。而伴隨著市值的爆炸式增長，加密領域的融資也飛速上揚。據統計，2021 年加密行業公開披露的一級市場融資數1529筆，總額約為326 億美元，同比增長達到誇張的814.2%。

但加密領域的股權融資與其他領域有所不同，在「VIE」架構下傳統VC最主要的資金退出通道是企業登陸二級市場進行IPO。但區塊鏈領域自帶新型融資方式ICO（國內禁止），這種去中心化的融資方式的關鍵不同在於用戶在更早期就可以參與社區的成長，而在傳統的風投模式下，只有登陸二級市場後，普通投資者才有機會去分享企業成長紅利。

而在加密領域，首先「公司」的概念被弱化了，由於「Web3」和「DAO」的存在，社區與組織才是更多被提及的存在，用戶天然對中心化平台有一種不信任感。

近兩周加密社區最火熱的項目名為「OpenDao」，是一個模仿頭部NFT交易平台「OpenSea」的項目，而該項目能夠火熱的原因源自於加密玩家對於「OpenSea」的不滿，「OpenSea」近期傳出消息正在進行新一輪融資，並准備IPO。但NFT愛好者不希望「OpenSea」成為和當前的互聯網巨頭一樣的壟斷平台，所以「OpenDao」打出了去中心化的理念，並給所有「OpenSea」用戶發放空投。

且在2021年末，加密社區關於「Web3」產生了爭論，包括特斯拉董事長埃隆·馬斯克和推特前執行官傑克·多西在爭論時將矛盾指向了加密金融里的風投機構，認為VC們攫取了過多利益。

而在2021年也出現了一種以「DAO」形式出現的投資機構，這種組織里包含了社區中極具影響力又深耕技術領域的投資人，他們所孵化的項目表現甚至超過了部分傳統VC的成績。

5. 在以太坊中，什麼是Plasma（等離子體）

側鏈的進階版，與側鏈不同，它基於Fraud Proof（欺詐性證明）的退出機制，它將鏈下的交易結果證明返回到主鏈，利用主鏈的安全性保護了用戶資產和權益。

Plasma（等離子體）是最初由Joseph Poon（約瑟夫·潘）和Vitalik Buterin（V神）提出的一個layer2擴展解決方案。它是一個在以太坊上構建可擴展應用的框架。

優點：

l相對安全：即使鏈下環境崩塌，也能從主鏈上提取交易結果

l操作快、交易費用低：因為與主鏈的交互較少

缺點：

l不具備主鏈的數據可用性：給Layer 1返回的僅有交易結果的證明、沒有詳細的交易信息，主鏈無法還原交易

l退出期長：用戶需要從主鏈上提取資金，需要等待挑戰期過去。

l拓展困難：技術框架限定了子鏈的數據結構

代表項目：

lLoom Network：第一個Plasma產品級實現

lOMG：金融支付企業 SYNQA 旗下子公司

lMatic：獲得Coinbase Ventures投資

鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。

6. 在區塊鏈中什麼是側鏈和主鏈

主鏈：即正式上線的、獨立的區塊鏈網路。可以這樣說，區塊鏈的存儲數據的實體，一般認為是主鏈網路本身。比如BTC主網、ETH主網和EOS主網都是主鏈。

側鏈：首先，側鏈協議的本質屬於一種跨區塊鏈的解決方案。簡單的說,通過此方案可以讓數據信息在兩條區塊鏈之間實現轉移。側鏈最初的提出是基於實現比特幣和其他數字資產在多個區塊鏈間的轉移。

通俗來說，側鏈就像是一條條通路，將不同的區塊鏈互相連接在一起，以實現區塊鏈的擴展。側鏈完全獨立於主鏈，但是這兩個賬本之間能夠「互相操作」，實現交互。

側鏈協議——側鏈協議是指(以比特幣為例)：可以讓比特幣安全地從比特幣主鏈轉移到其他區塊鏈，又可以從其他區塊鏈安全地返回比特幣主鏈的一種協議。這里將比特幣換成以太幣或者其他區塊鏈也是同樣的道理。那請問，我們為什麼需要側鏈，或者側鏈有什麼好處呢？

主鏈缺乏的功能，側鏈來提供。

比如比特幣網路沒有智能合約的功能，但可以通過側鏈來實現這一功能。

如果主鏈的運行效率低下，可以將主鏈部分功能轉移到側鏈來實施。

比如主鏈的轉賬速度很慢，沒有辦法滿足日常支付需求，我們可以開發閃電網路來作為側鏈滿足日常的支付。同樣是因為性能低下，以太坊沒有辦法支持大型商業級的DAPP（去中心化應用），可以通過側鏈開發來實現。

如果拋開技術上的嚴謹性，可以採用另外一種更為簡單的方式來理解側鏈，一切為原來的主網路提供支持或者服務的網路都可以叫做側鏈，不用在乎這個側鏈是否採用區塊鏈技術。比如：

第三方支付網路（支付寶/微信），可以把銀行網路想像成為主鏈，而第三方支付就是一種側鏈。

加密貨幣交易，把比特幣等虛擬貨幣等自由的網路看成是主鏈，那交易所可以看成一個側鏈。

RSK 和Loom，他們分別是針對比特幣和以太坊主鏈單獨開發出來的側鏈。

第一種應用，裡面的主鏈和側鏈都是中心化的

第二種應用，主鏈是去中心化，側鏈是中心化的

第三種應用，主鏈是去中心化，側鏈也是去中心化隨著區塊鏈技術的深入，我們可以看到人類的價值交換活動，會慢慢的從第一種應用逐步過渡到第三種應用。

鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。

7. 區塊鏈和智能合約，以太坊開發，183位開發者整理，知識體系匯總

在以太坊上開發應用程序的可用工具、組件、模式和平台的指南。

此列表的創建是由 ConsenSys 的產品經理推動的，他們認為需要在新的和有經驗的區塊鏈開發人員之間更好地共享工具、開發模式和組件。

開發智能合約

智能合約語言

構架

IDE

其他工具

測試區塊鏈網路

測試以太水龍頭

前端以太坊 API

後端以太坊 API

引導程序/開箱即用工具

以太坊 ABI（應用程序二進制介面）工具

以太坊客戶端

貯存

Mahuta - 具有附加搜索功能的 IPFS 存儲服務，以前稱為 IPFS-Store

OrbitDB - IPFS 之上的去中心化資料庫

JS IPFS API - IPFS HTTP API 的客戶端庫，用 JavaScript 實現

TEMPORAL - 易於使用的 API 到 IPFS 和其他分布式/去中心化存儲協議

PINATA - 使用 IPFS 的最簡單方法

消息傳遞

測試工具

安全工具

監控

其他雜項工具

Cheshire - CryptoKitties API 和智能合約的本地沙箱實現，可作為 Truffle Box 使用

ERCs-以太坊評論請求存儲庫

ERC-20 - 可替代資產的原始令牌合約

ERC-721 - 不可替代資產的令牌標准

ERC-777 - 可替代資產的改進令牌標准

ERC-918 - 可開采令牌標准

流行的智能合約庫

可擴展性

支付/狀態通道

等離子體

側鏈

POA橋

POA 橋用戶界面

POA 橋梁合同

ZK-SNARK

ZK-STARK

預構建的 UI 組件

以上內容，來自git庫：

github.com/ConsenSys/ethereum-developer-tools-list

我是魚歌，一個在深圳創業的全棧程序員，主攻區塊鏈，元宇宙和智能合約，附加小程序和app開發。

[祈禱]