ETH以太坊白皮书

以太坊白皮书-中文

以太坊 (ETH) 简介,简单来说以太坊是任何人都能访问、构建应用程序的世界计算机,所有的状态和数据都是分布式的,可以公开访问。以太坊支持智能合约,开发者可以在合约中编写代码来编程数字价值的传输。通过其原生加密货币以太币(Ethereum,简称ETH),在全球范围内发送和接收,而不受任何第三方干扰。以太坊上构建的去中心化应用程序(DAPP)示例包括代币发行、NFT、去中心化金融应用程序、贷款协议、去中心化交易所等。

以太坊与图灵完备

比特币在设计之初为了限制对分布式网络的恶意应用,栈式虚拟机只支持简单的交易脚本验证,脚本语言缺少图灵完备性,这严重限制了比特币网络通用性的发展。

2013年底,程序员和比特币爱好者Vitalik Buterin开始考虑进一步扩展比特币和Mastercoin(一种扩展比特币,提供基本智能合约的叠加协议)的功能。 2013年10月,Vitalik向Mastercoin团队提出了一个更通用的方法,该方案允许用灵活且可编写脚本的合约取代Mastercoin的专业合约语言。虽然Mastercoin团队印象深刻,但这一提议太过激进,无法适应他们的发展路线,最后不了了之。

2013年12月,Vitalik开始分享一份白皮书,描述了以太坊背后的想法:一个图灵完备的可编程和通用区块链。随后Vitalik和Gavin完善并发展了这个想法,共同构建了以太坊的协议层。

2015年7月30日,第一个以太坊区块被开采。世界计算机开始为世界服务,就像中本聪一样,Vitalik和Gavin不仅仅发明了一种新技术,他们以新颖的方式将新发明与现有技术结合起来,并提供了开源代码以向世界证明他们的想法。

从通用区块链到去中心化应用 (DApps)

以太坊作为一种可用于各种用途的通用区块链开始,很快,以太坊的愿景扩展为编程去中心化应用(DApps) 的平台。DApp代表比“智能合约”更广阔的视角。DApp至少是一个智能合约和一个web用户界面。更广泛地说,DApp是一个基于开放的,去中心化的,点对点基础架构服务的Web应用程序。

DApp至少由以下部分组成:

1.区块链上的智能合约。

2.一个Web前端用户界面。

另外,许多DApp还包括其他去中心化组件,例如:

去中心化(P2P)存储协议和平台,例如:IPFS、Arweave。

去中心化(P2P)消息传递协议和平台,例如:ChainLink。

什么是Gas

在以太坊上,所有交易和智能合约执行都需要支付少量费用。这个费用叫做gas。在技术术语中,Gas是指执行操作或智能合约所需计算工作量的计量单位。执行操作越复杂,完成该操作所需的gas就越多。gas全部用以太币支付。

根据网络需求,gas价格可能会不时波动。如果有更多的人在以太坊区块链上互动,例如在以太坊交易或执行智能合约操作,由于网络上的计算资源有限,gas价格可能会上涨。相反,当网络未充分利用时,gas的市场价格会下降。

以太坊2.0

日益增长的链上应用使得以太坊网络变得异常拥堵,同时pow挖矿带来的能源消耗使得以太坊不得不做出改变,从2020年12月开始以太坊逐步开始向以太坊2.0转变。

以太坊 2.0,也称为“Serenity”,是一项重大升级,旨在通过将以太坊网络从工作量证明迁移到权益证明,使项目更快、更高效和更具可扩展性。

被称为“Casper”的以太坊新的权益证明(PoS),需要参与验证的用户锁定他们的以太币以成为矿工,而不是使用昂贵的专业采矿设备。每个质押者都需要锁定 32 个以太币或加入一个质押池,并将他们的以太币与其他人组合,来参与在以太坊 PoS 区块链上创建新区块。以太坊 2.0 升级分多个阶段推出。包括:

阶段 0 于 2020 年 12 月启动,Beacon 是一个单独的以太坊区块链,引入了权益证明系统。负责新区块的创建、交易验证、抵押奖励和管理称“分片链”。

在下一个主要发展阶段,以太坊的 Beacon 链将桥接到以太坊主网络,并将用权益证明取代当前的工作量证明算法。在以太坊和 Eth 2.0 合并后,被称为“验证者”的网络利益相关者将代替矿工开始生产区块、验证交易来确保网络的安全性。

合并后,以太坊开发人员的下一个任务将是启用分片,这将创建多个迷你区块链。每个分片将负责验证自己的一组交易,而不是整个网络验证每一笔交易。 Beacon 链将作为这些分片之间的主要协调者,随机为每个分片分配验证者。

启用 PoS 和分片后,以太坊开发人员预计会进行进一步的调整以增强网络的安全性。这包括添加匿名功能以掩盖区块提案背后的验证者身份。它还包括利用可验证延迟函数 (VDF) 等新技术来进一步确保验证器分配的随机性,并使恶意用户更难破坏网络。