什么是以太坊？以太坊是怎么運(yùn)作的？
什么是以太坊？
以太坊是一個(gè)開(kāi)源的、有智能合約功能的公共區(qū)塊鏈平臺(tái)。它通過(guò)其專用加密貨幣以太幣提供去中心化的以太虛擬機(jī)（Ethereum virtual machine）來(lái)處理點(diǎn)對(duì)點(diǎn)合約。以太坊是一個(gè)平臺(tái)，提供了各種模塊讓用戶來(lái)搭建具體的應(yīng)用。如果將搭建應(yīng)用比作造房子，那么以太坊就提供了墻面、屋頂、地板等模塊，用戶只需像搭積木一樣把房子搭起來(lái)，因此在以太坊上建立應(yīng)用的成本和速度都大大改善。
以太坊的概念最早是由人稱“V神”的俄裔程序員維塔利克·巴特林（Vitalik Buterin）提出，并在2014年通過(guò)ICO眾籌建立的。截至2019年，以太坊是市值第二大的區(qū)塊鏈項(xiàng)目，僅次于比特幣。而以太坊本身也被認(rèn)為是區(qū)塊鏈2.0的代表。
它是怎么運(yùn)作的？
從本質(zhì)上講，以太坊是一個(gè)基于交易的狀態(tài)機(jī)（transaction-based state machine）。“狀態(tài)機(jī)”是一個(gè)計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)，它能夠?qū)⑤斎氲臓顟B(tài)信號(hào)按照預(yù)先設(shè)定的狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。在“創(chuàng)世狀態(tài)”（Genesis State），網(wǎng)絡(luò)中沒(méi)有任何交易的產(chǎn)生狀態(tài)。當(dāng)交易被執(zhí)行后，這個(gè)“創(chuàng)世狀態(tài)”就會(huì)轉(zhuǎn)變成最終狀態(tài)。在任何時(shí)刻，這個(gè)最終狀態(tài)都代表著以太坊當(dāng)前的狀態(tài)。
以太坊的狀態(tài)有百萬(wàn)個(gè)交易。這些交易都被“組團(tuán)”到一個(gè)區(qū)塊中。一個(gè)區(qū)塊包含了一系列的交易，每個(gè)區(qū)塊都與它的前一個(gè)區(qū)塊連接起來(lái)。
為了讓一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成下一個(gè)狀態(tài)，交易必須是有效的。為了讓一個(gè)交易被認(rèn)為是有效的，它必須要經(jīng)過(guò)“挖礦”驗(yàn)證。任何網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)都可以成為“礦工”，嘗試創(chuàng)建和驗(yàn)證區(qū)塊。每個(gè)“礦工”在提交一個(gè)區(qū)塊到區(qū)塊鏈上的時(shí)候都會(huì)提供一個(gè)數(shù)學(xué)機(jī)制的“證明”，這個(gè)證明就像一個(gè)保證：如果這個(gè)證明存在，那么這個(gè)區(qū)塊一定是有效的。
由于以太坊最早是受比特幣網(wǎng)絡(luò)啟發(fā)而產(chǎn)生的，它繼承了很多與之類似的技術(shù)。同時(shí)，以太坊也進(jìn)行了很多修正和創(chuàng)新。比特幣區(qū)塊鏈純粹是一個(gè)關(guān)于交易的列表，而以太坊的基礎(chǔ)單元是賬戶。以太坊區(qū)塊鏈跟蹤每個(gè)賬戶的狀態(tài)，所有以太坊區(qū)塊鏈上的狀態(tài)轉(zhuǎn)換都是賬戶之間價(jià)值和信息的轉(zhuǎn)移。
賬戶分為兩類：
（1）外部賬戶（EOA），由私人密碼控制；
（2）合約賬戶，由它們的合約編碼控制，只能由外部賬戶“激活”。
對(duì)于大部分用戶來(lái)說(shuō)，兩者基本的區(qū)別在于外部賬戶是由用戶掌控的，用戶能夠控制私鑰，進(jìn)而控制外部賬戶，而合約賬戶則是由內(nèi)部編碼管控，用戶可以通過(guò)在區(qū)塊鏈中部署編碼來(lái)創(chuàng)建新的合約。
只有當(dāng)外部賬戶發(fā)出指令時(shí)，合約賬戶才會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的操作。所以，合約賬戶不可能自發(fā)地執(zhí)行諸如任意數(shù)碼生成或應(yīng)用程序界面調(diào)用等操作。只有受外部賬戶提示時(shí)，它才會(huì)做這些事。這是因?yàn)橐蕴灰蠊?jié)點(diǎn)能夠與運(yùn)算結(jié)果保持一致，這就要求保證嚴(yán)格確定執(zhí)行。
和比特幣一樣，以太坊用戶必須向網(wǎng)絡(luò)支付少量交易費(fèi)用。這可以使以太坊區(qū)塊鏈免受無(wú)關(guān)緊要或惡意的運(yùn)算任務(wù)干擾，比如分布式拒絕服務(wù)（DDoS）攻擊或無(wú)限循環(huán)。交易的發(fā)送者必須對(duì)激活的每一步“程序”付款，包括運(yùn)算和記憶儲(chǔ)存。費(fèi)用通過(guò)以太坊自有的通證——以太幣的形式支付。
交易費(fèi)用由節(jié)點(diǎn)收集，節(jié)點(diǎn)使網(wǎng)絡(luò)生效。這些“礦工”就是以太坊網(wǎng)絡(luò)中收集、傳播、確認(rèn)和執(zhí)行交易的節(jié)點(diǎn)。“礦工”們將交易分組，分成的組被稱為“區(qū)塊”，袁文澤博客www.yuanwze.cn他們會(huì)互相競(jìng)爭(zhēng)，以使其區(qū)塊可以添加到下一個(gè)區(qū)塊鏈上。“礦工”們每“挖”到一個(gè)成功的區(qū)塊就會(huì)得到以太幣獎(jiǎng)勵(lì)。這就為人們帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)激勵(lì)，促使他們?yōu)橐蕴痪W(wǎng)絡(luò)貢獻(xiàn)硬件和電力。
和比特幣網(wǎng)絡(luò)一樣，以太坊中的“礦工”們有解決復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題的任務(wù)，以便成功地“挖”到區(qū)塊。為防止比特幣網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)發(fā)生的、專門硬件（例如特定用途集成電路）造成的中心化現(xiàn)象，以太坊選擇了難以存儲(chǔ)的運(yùn)算問(wèn)題。這就使得普通電腦，而非框架在“挖礦”的過(guò)程中更為有力。這種硬件的設(shè)置，在一定程度上保證了以太坊的去中心化。
以太坊可以用來(lái)創(chuàng)建去中心化的程序、自治組織和智能合約。目前，在以太坊上已經(jīng)有不少比較有名的應(yīng)用，例如，去中心化的創(chuàng)業(yè)投資The DAO、The Rudimental，社會(huì)經(jīng)濟(jì)平臺(tái)Backfeed，去中心化預(yù)測(cè)市場(chǎng)Augur，音樂(lè)版權(quán)平臺(tái)Ujo Music，移動(dòng)支付Everex等都是基于以太坊建立的。
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