以太坊(Ethereum)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),支持圖靈完備的編程語(yǔ)言,任何人都可以在以太坊平臺(tái)建立、通過(guò)區(qū)塊鏈技術(shù)運(yùn)行的去中心化應(yīng)用,并通過(guò)智能合約設(shè)置自己的所有權(quán)轉(zhuǎn)移規(guī)則、交易方式和狀態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù)。
以太坊的核心在于其革命性的智能合約功能,這使得在沒(méi)有任何第三方介入的情況下,用戶能夠創(chuàng)建和執(zhí)行合約,這種自動(dòng)執(zhí)行的合約系統(tǒng)為數(shù)字交易以及應(yīng)用提升了效率和安全性。以太坊采用多層次的架構(gòu),網(wǎng)絡(luò)由不同類型的節(jié)點(diǎn)組成和維護(hù),而以太幣則是其原生貨幣。隨著以太坊從工作量證明(PoW)向權(quán)益證明(PoS)轉(zhuǎn)變,展示出它在提升效率和可持續(xù)性方面的不懈努力。
2020年,以太坊2.0的推出標(biāo)志著這個(gè)平臺(tái)的又一次重大升級(jí),旨在提高可擴(kuò)展性、安全性和持續(xù)性。此外,基于以太坊的去中心化應(yīng)用(DApps)不斷增長(zhǎng),提供了各種服務(wù)和解決方案,從金融服務(wù)到游戲,再到社交媒體,展示了以太坊技術(shù)的多樣性和靈活性。
歷史沿革
代表人物
維塔利克·巴特林(Vitalik Buterin):出生于1994年1月31日,是以太坊的創(chuàng)始人,是中本聰(比特幣創(chuàng)始人)之后區(qū)塊鏈領(lǐng)域的領(lǐng)袖。他出生在俄羅斯,2000年隨父親移民加拿大,其父是一名計(jì)算機(jī)從業(yè)者。維塔利克從小便顯示出優(yōu)異的天賦,在小學(xué)與中學(xué)都是班中的尖子生。他熱愛(ài)廣泛,包括編程、數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、語(yǔ)言,興趣廣泛。2011年,從父親那里接觸到比特幣,他剛一接觸比特幣,便為其深深吸引,雖然他年輕,并未參與到密碼朋克的運(yùn)動(dòng)中,但他自己在2012年開(kāi)辦了一個(gè)雜志網(wǎng)站,用來(lái)報(bào)道比特幣。他本身就是一個(gè)優(yōu)秀的寫手,寫了很多關(guān)于比特幣技術(shù)的文章。因?yàn)闊釔?ài)比特幣,他在滑鐵盧大學(xué)只讀了一年便退學(xué),專心研究比特幣與區(qū)塊鏈。2013年開(kāi)始籌劃區(qū)塊鏈技術(shù)開(kāi)發(fā),2014年發(fā)表以太坊白皮書(shū),并發(fā)起ICO,42天內(nèi)融了31000枚比特幣,時(shí)價(jià)1800萬(wàn)美元。2016年以太坊上線,成為區(qū)塊鏈應(yīng)用開(kāi)發(fā)的母平臺(tái),近乎90%的智能合約與Token(代幣)運(yùn)行在以太坊上。
蓋文?伍德(Gavin Wood):以太坊的創(chuàng)始人之一,當(dāng)年他是維塔利克·巴特林的親密伙伴。蓋文是英國(guó)人,在眾多天才創(chuàng)業(yè)者當(dāng)中,他是少有的幾位讀到了博士,計(jì)算機(jī)科學(xué)的本碩博,蓋文科班功底深厚。畢業(yè)后,曾經(jīng)為微軟工作過(guò)一陣子,研究嵌入式,他頗為自豪地說(shuō),倫敦一家大夜總會(huì)的燈光控制系統(tǒng)就是出自他的設(shè)計(jì)。接觸了比特幣后,他對(duì)區(qū)塊鏈技術(shù)開(kāi)始感興趣,并與維塔利克開(kāi)創(chuàng)了以太坊。以太坊2014年的第一個(gè)概念驗(yàn)證版本,全部出自他手。隨后,他又創(chuàng)造了Solidity 腳本語(yǔ)言,并寫出了以太坊黃皮書(shū)。他離開(kāi)以太坊后,又相繼開(kāi)發(fā)了 Parity 和Polkadot,都是區(qū)塊鏈領(lǐng)域中最前沿的技術(shù)。
背景
1980年代和1990年代的匿名電子現(xiàn)金協(xié)議主要依賴于稱為“Chaumian”的盲簽名的密碼學(xué)原語(yǔ),提供了一種具有高度隱私性的貨幣,但這些協(xié)議基本上未能獲得關(guān)注,因?yàn)樗鼈円蕾囉谥行幕薪椤?1998 年,戴偉(Wei Dai)的 b-money 成為第一個(gè)提出通過(guò)解決計(jì)算難題來(lái)創(chuàng)造貨幣及去中心化共識(shí)等想法的協(xié)議,但該協(xié)議缺乏關(guān)于如何實(shí)際實(shí)施去中心化共識(shí)的細(xì)節(jié)。 2005 年,哈爾?芬尼(Hal Finney)引入了“可重復(fù)使用的工作量證明”這一概念,該系統(tǒng)將 b-money 的想法與 亞當(dāng)?貝克(Adam Back)有計(jì)算難度的哈希現(xiàn)金難題相結(jié)合來(lái)創(chuàng)建加密貨幣的概念,但由于依賴可信計(jì)算作為后端,又一次未能做到完美。
2009 年,中本聰將通過(guò)公鑰密碼學(xué)管理所有權(quán)的成熟原語(yǔ)與用于跟蹤貨幣所有者的共識(shí)算法相結(jié)合,首次真正意義上實(shí)現(xiàn)了一種去中心化貨幣,被稱為“工作量證明”。作為一種基于密碼學(xué)原理的電子支付系統(tǒng),比特幣的出現(xiàn)引發(fā)了密碼貨幣的發(fā)展高潮,極大地推進(jìn)了區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。可是,比特幣并不完美,其中協(xié)議的擴(kuò)展性就是一項(xiàng)不足。早期的比特幣技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)用戶間的轉(zhuǎn)賬操作,但隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)各種基于區(qū)塊鏈的去中心化可信服務(wù)的需求日益增長(zhǎng)。因此,以太坊作為新一代區(qū)塊鏈平臺(tái)的代表出人們的視野中。
發(fā)展
以太坊是維塔利克?布特林于2013年在以太坊白皮書(shū)中提出來(lái)的,其核心目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種圖靈完備的語(yǔ)言,允許用戶開(kāi)發(fā)各種區(qū)塊鏈程序和去中心化應(yīng)用(Decentralized Applications),簡(jiǎn)稱智能合約(Smart Contract)。
蓋文?伍于2014年4月在白皮書(shū)的基礎(chǔ)上發(fā)表了以太坊黃皮書(shū),通過(guò)大量的定義和公式詳細(xì)描述了以太坊的技術(shù)細(xì)節(jié)。此后,以太坊的開(kāi)發(fā)一直由以太坊社區(qū)的開(kāi)發(fā)者們負(fù)責(zé)。2014年7月23日至2014年9月2日,以太坊項(xiàng)目進(jìn)行了為期42天的以太幣預(yù)售。2015年7月30日以太坊項(xiàng)目正式上線。
布特林及其團(tuán)隊(duì)將以太坊的發(fā)展路線分為四個(gè)主要階段,第一個(gè)階段是2015年7月30日啟動(dòng)的前沿(Frontier)階段。這一初期階段本質(zhì)上是一個(gè)實(shí)驗(yàn)階段,主要面向?qū)σ蕴患夹g(shù)背景有深入了解的用戶。它采用了基礎(chǔ)的命令行界面,缺乏用戶友好的圖形界面,并引入了“金絲雀合約”,這是一個(gè)警告用戶可能面臨的被破壞或脆弱鏈的重要機(jī)制。在這個(gè)階段,以太坊基于工作量證明(PoW)共識(shí)機(jī)制運(yùn)行,每個(gè)新區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)5枚以太幣。
2016年3月14日,以太坊進(jìn)入家園(Homestead)階段,進(jìn)行了重大更新,是以太坊網(wǎng)絡(luò)的首次硬分叉計(jì)劃,分叉高度為1150000。雖然仍然依賴命令行界面,但該階段取消了金絲雀合約,進(jìn)一步去中心化網(wǎng)絡(luò)。引入了“難度炸彈”,使挖礦難度呈幾何式增長(zhǎng),以增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。此階段繼續(xù)使用PoW共識(shí)機(jī)制。
大都會(huì)(Metropolis)階段更為復(fù)雜,分為三次關(guān)鍵更新,每次更新都推動(dòng)了以太坊功能的發(fā)展。2017年10月的拜占庭更新(區(qū)塊4370000)帶來(lái)了Zk-SNARKs的隱私改進(jìn)、賬戶抽象化以及調(diào)整出塊獎(jiǎng)勵(lì)(由 5ETH降至3ETH)等重要改進(jìn)。它還引入了圖形界面(Mist),使非專業(yè)用戶也能便捷使用以太坊。2019年3月的君士坦丁堡戰(zhàn)役更新(區(qū)塊7280000)專注于提高操作效率,處理難度炸彈,并將區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)進(jìn)一步減少到2枚以太幣。2019年12月的伊斯坦布爾市更新(區(qū)塊9069000)更改了操作碼成本,以防止垃圾攻擊,并增強(qiáng)了對(duì)拒絕服務(wù)攻擊的抵抗力。
現(xiàn)狀
以太坊發(fā)展的速度很快,截止到2023年正處于從第三階段大都會(huì)(Metropolis)向第四階段寧?kù)o(Serenity)過(guò)渡的階段,也被稱作以太坊2.0階段。寧?kù)o是布特林及其團(tuán)隊(duì)劃分的最后一個(gè)階段,代表著以太坊的終極愿景,即過(guò)渡到基于權(quán)益證明(PoS)的共識(shí)機(jī)制。這一階段是以太坊發(fā)展路線圖的重要里程碑,旨在創(chuàng)建一個(gè)廣泛的商業(yè)生態(tài)系統(tǒng),支持圖靈完備的編程語(yǔ)言。這個(gè)環(huán)境預(yù)期成為開(kāi)發(fā)者、公司和實(shí)體開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用程序和系統(tǒng)的中心。
2020年底啟動(dòng)了以太坊2.0的階段0,推出了信標(biāo)鏈。2022年開(kāi)始階段1。2022年9月15日,以太坊經(jīng)歷了合并升級(jí),從工作量證明過(guò)渡到權(quán)益證明。合并是以太坊規(guī)模最大的一次升級(jí),將保護(hù)以太坊安全所需的能源消耗減少了99.95%,同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)更安全、碳成本更低的以太坊網(wǎng)絡(luò)。以太坊成為一種低碳區(qū)塊鏈,并且安全性和可擴(kuò)展性得到增強(qiáng)。
截止到2023年11月,已經(jīng)有4000多的項(xiàng)目是基于以太坊構(gòu)建的,有九千六百萬(wàn)以上的賬戶使用以太幣,以太坊上的智能合約也已經(jīng)達(dá)到五千三百三十多萬(wàn)份。以太坊已經(jīng)是一個(gè)強(qiáng)大的全球協(xié)調(diào)平臺(tái),但它仍在不斷改進(jìn)。 布特林及其團(tuán)隊(duì)制定了的一套雄心勃勃的改進(jìn)措施將使以太坊升級(jí)為一個(gè)可以完全擴(kuò)展、具有最大彈性的平臺(tái)。
2024年2月20日財(cái)聯(lián)社發(fā)布公告,加密貨幣走強(qiáng),以太坊突破3000美元,日內(nèi)漲超3%。同年8月5日,比特幣以太坊閃崩,以太坊跌破2100美元,日內(nèi)跌幅超26%。2025年4月7日,受比特幣價(jià)格暴跌影響,以太坊價(jià)格跌幅一度超過(guò)12%,低至1540美元。同年7月,受美國(guó)穩(wěn)定幣監(jiān)管法案影響,以太坊突破3600美元/枚,創(chuàng)造2025年1月以來(lái)新高。8月12日,以太坊最高報(bào)4332.32美元;至8月13日9點(diǎn),報(bào)4289.22美元,24小時(shí)內(nèi)微漲0.63%,7月以來(lái)的漲幅為71.74%。
技術(shù)原理
以太坊是一個(gè)由世界各地的計(jì)算機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò),遵循一套稱為以太坊協(xié)議的規(guī)則。以太坊網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)基礎(chǔ),任何人都可以在上面構(gòu)建和使用社區(qū)、應(yīng)用程序、組織和數(shù)字資產(chǎn)。從計(jì)算機(jī)科學(xué)的角度來(lái)說(shuō),以太坊是一種確定性但實(shí)際上無(wú)界的狀態(tài)機(jī);從更實(shí)際的角度來(lái)說(shuō),以太坊是一個(gè)開(kāi)源的、全球的去中心化計(jì)算架構(gòu),執(zhí)行成為智能合約的程序。
區(qū)塊鏈
以太坊是一個(gè)建立在區(qū)塊鏈技術(shù)上的去中心化應(yīng)用平臺(tái)。區(qū)塊鏈?zhǔn)且粋€(gè)交易數(shù)據(jù)庫(kù),在網(wǎng)絡(luò)上多臺(tái)電腦之間更新和共享。每次添加一組新交易時(shí),就稱其為“區(qū)塊”,這也是區(qū)塊鏈名稱的由來(lái)。以太坊這樣的公開(kāi)區(qū)塊鏈,允許任何人添加數(shù)據(jù),但不能刪除數(shù)據(jù)。如果有人想要篡改任何信息或欺騙系統(tǒng),他們必須在網(wǎng)絡(luò)中的大多數(shù)電腦上操作。這使得以太坊這類去中心化區(qū)塊鏈具備很高的安全性。
無(wú)實(shí)體控制
以太坊不受任何特定實(shí)體控制。只要有相互連接并按照以太坊協(xié)議運(yùn)行軟件并添加到以太坊區(qū)塊鏈上的計(jì)算機(jī),就有以太坊。其中每臺(tái)計(jì)算機(jī)都稱為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)可由任何人運(yùn)行,但必須要質(zhì)押以太幣(以太坊的原生代幣)才可以參與保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全。任何擁有32 個(gè)以太幣的人都可以質(zhì)押而無(wú)需許可。甚至以太坊的源代碼也不是由單個(gè)實(shí)體生成的。任何人都可以建議更改協(xié)議并討論升級(jí)。有一些以太坊協(xié)議的實(shí)現(xiàn)是由獨(dú)立組織用多種編程語(yǔ)言完成的,它們通常建立在開(kāi)放的基礎(chǔ)上并鼓勵(lì)來(lái)自社區(qū)的貢獻(xiàn)。
智能合約
智能合約是以太坊應(yīng)用程序的基石,它們是存儲(chǔ)在區(qū)塊鏈上的計(jì)算機(jī)程序,將傳統(tǒng)合約轉(zhuǎn)換成數(shù)字化合約,僅在由用戶發(fā)出的交易觸發(fā)時(shí)執(zhí)行。智能合約使以太坊在功能方面非常靈活,這些程序充當(dāng)去中心化軟件和組織的構(gòu)建基塊。以太坊通過(guò)內(nèi)置圖靈完備的編程語(yǔ)言,使任何人都能創(chuàng)建各種智能合約和去中心化應(yīng)用,并在其中設(shè)立他們自由定義的所有權(quán)規(guī)則、交易方式和狀態(tài)轉(zhuǎn)換函數(shù)。這些去中心化應(yīng)用程序一旦被“上傳”到以太坊,將始終按照編好的程序運(yùn)行,就連創(chuàng)作者也無(wú)法讓它離線。
虛擬機(jī)
虛擬機(jī)就是一套完整的、獨(dú)立的操作系統(tǒng),在這套系統(tǒng)中,可以模擬真實(shí)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。以太坊虛擬機(jī)(Ethereum Virtual Machine,EVM)主要處理智能合約的代碼,而且這些代碼對(duì)外是完全隔離的,僅在EVM內(nèi)運(yùn)行。以太坊的智能合約是分布在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上面的,所以這個(gè)EVM虛擬機(jī)也是在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上面都有部署。同時(shí),因?yàn)樗且粋€(gè)獨(dú)立的運(yùn)行環(huán)境,所以它可以做到在運(yùn)行的時(shí)候,不影響主鏈的操作。也是因?yàn)檫@個(gè)原因,以太坊也被很多人稱為“世界電腦”。在以太坊虛擬機(jī)上程序員可以編寫強(qiáng)大的程序,如智能合約或者任何程序。在EVM中運(yùn)行的智能合約是圖靈完備的,這與比特幣的非圖靈完備的腳本構(gòu)成了巨大差異。
跟普通的虛擬機(jī)不同的是,以太坊虛擬機(jī)沒(méi)有模擬完整計(jì)算機(jī)的模式,而是使用了非常輕量級(jí)的架構(gòu),因此它的功能比較單一,畢竟區(qū)塊鏈的世界與互聯(lián)網(wǎng)的世界千差萬(wàn)別。但是開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)表示,為了使用戶對(duì)以太坊網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)更好的體驗(yàn),EVM遵循著簡(jiǎn)單性、確定性、容易優(yōu)化、節(jié)省空間、確保安全等原則,且專用于區(qū)塊鏈系統(tǒng)。
工作量證明
工作量證明(Proof of Work,PoW)是區(qū)塊鏈的核心技術(shù)之一,主要依靠礦工解決數(shù)學(xué)難題以驗(yàn)證和記錄交易。礦工們通過(guò)運(yùn)行挖礦軟件在全節(jié)點(diǎn)上競(jìng)爭(zhēng)解決這些數(shù)學(xué)難題,首個(gè)解題成功的礦工可以獲得以太幣獎(jiǎng)勵(lì),并將新區(qū)塊添加到區(qū)塊鏈中。這一過(guò)程確保了全網(wǎng)的共識(shí)。在這個(gè)機(jī)制下,雖然解題難度大,但其他節(jié)點(diǎn)可以輕松驗(yàn)證解題的正確性。然而,工作量證明機(jī)制也面臨一些問(wèn)題,包括其高能耗性和對(duì)ASIC(專用集成電路)設(shè)備的依賴,這使得擁有高性能ASIC設(shè)備的個(gè)人或機(jī)構(gòu)更有可能成功挖礦。
權(quán)益證明
權(quán)益證明(Proof of Stake,PoS)是為了解決工作量證明的問(wèn)題而引入的。2017年10月,以太坊的維塔利克·布特林和維吉爾·格里菲斯(Virgil Griffith)在發(fā)布了Casper FFG,一種結(jié)合PoS算法和拜占庭容錯(cuò)理論的共識(shí)機(jī)制。Casper FFG是一種PoW/PoS混合解決方案,旨在以太坊現(xiàn)有PoW框架上實(shí)施,在以太坊2.0中將全面采用PoS。PoS通過(guò)驗(yàn)證者來(lái)代替礦工,實(shí)現(xiàn)了挖礦過(guò)程的虛擬化。驗(yàn)證者需鎖定一定數(shù)量的幣作為保證金,然后參與驗(yàn)證區(qū)塊。驗(yàn)證者對(duì)認(rèn)為可以上鏈的區(qū)塊進(jìn)行賭注驗(yàn)證,一旦區(qū)塊成功加入鏈上,驗(yàn)證者將根據(jù)賭注比例獲得獎(jiǎng)勵(lì)。
相關(guān)概念
節(jié)點(diǎn)
節(jié)點(diǎn)(Node)指運(yùn)行以太坊協(xié)議的軟件或硬件。在以太坊網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)路由、區(qū)塊數(shù)據(jù)傳播和驗(yàn)證等功能。以太坊網(wǎng)絡(luò)主要由兩種節(jié)點(diǎn)構(gòu)成:全節(jié)點(diǎn)和輕節(jié)點(diǎn)。全節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)了整個(gè)以太坊網(wǎng)絡(luò)的所有數(shù)據(jù)和最新?tīng)顟B(tài),參與數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和記錄工作;輕節(jié)點(diǎn)則僅存儲(chǔ)部分?jǐn)?shù)據(jù),并在必要時(shí)從全節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù)。
礦工
礦工(Miner)指的就是運(yùn)行專業(yè)挖礦軟件的一部分全節(jié)點(diǎn),如處理區(qū)塊鏈上的塊。節(jié)點(diǎn)需要單獨(dú)更新其軟件使其包含更新的代碼來(lái)使代碼更改生效,這可以通過(guò)軟分叉(一種向后兼容的方式)實(shí)現(xiàn),也可以通過(guò)硬分叉實(shí)現(xiàn),但硬分叉與舊版本的軟件不兼容。
燃料
燃料(Gas)是以太坊網(wǎng)絡(luò)中用于度量和支付交易中計(jì)算資源消耗的單位。燃料旨在防止網(wǎng)絡(luò)資源的隨意浪費(fèi)、惡意濫用或攻擊。每項(xiàng)交易都需要消耗一定數(shù)量的燃料,消耗的多少取決于其在以太坊虛擬機(jī)上的計(jì)算復(fù)雜度,復(fù)雜的交易需要更多燃料。燃料的最小單位是wei,1ETH =wei。
技術(shù)架構(gòu)
以太坊采用五層架構(gòu)實(shí)現(xiàn),從上到下分別是智能合約層、激勵(lì)層、共識(shí)層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)層。
智能合約層
智能合約是以太坊應(yīng)用程序的基石,將傳統(tǒng)合約轉(zhuǎn)換成數(shù)字形式,通過(guò)自動(dòng)執(zhí)行編寫的計(jì)算機(jī)代碼實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。在以太坊中,它們由任何人開(kāi)發(fā)并存儲(chǔ)在特定賬戶中,只有在外部賬戶發(fā)起交易時(shí)才會(huì)觸發(fā)執(zhí)行。智能合約賦予賬本可編程的特性,通過(guò)專用虛擬機(jī)EVM執(zhí)行。在交易中,它消除對(duì)可信第三方的依賴,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理資產(chǎn)轉(zhuǎn)移,例如在物流中自動(dòng)支付貨款。它的特性包括代碼即法律、機(jī)器信任,但其功能相對(duì)受限,與外部數(shù)據(jù)交互難度較大。
激勵(lì)層
激勵(lì)層是以太坊的挖礦機(jī)制,旨在獎(jiǎng)勵(lì)提供網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和驗(yàn)證服務(wù)的礦工。這層主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)以太幣的發(fā)行和分配機(jī)制,而以太幣在以太坊網(wǎng)絡(luò)中被視為燃料。運(yùn)行智能合約和發(fā)送交易都需要支付一定數(shù)量的以太幣給礦工。以太幣可通過(guò)挖礦獲取,每挖到一個(gè)區(qū)塊,礦工將獲得5個(gè)以太幣的固定獎(jiǎng)勵(lì)。
共識(shí)層
共識(shí)層決定區(qū)塊鏈的記賬權(quán)獲取機(jī)制。這層主要實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)對(duì)交易和數(shù)據(jù)達(dá)成一致,以太坊采用兩種共識(shí)機(jī)制,初期采用工作量證明機(jī)制(PoW),后期將切換至相對(duì)更為節(jié)能高效的新共識(shí)協(xié)議 Casper。
網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層遵循P2P協(xié)議,確保網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放和穩(wěn)定服務(wù)。它實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的連接和通信,又稱“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)”,是沒(méi)有中心服務(wù)器、依靠用戶群交換信息的互聯(lián)網(wǎng)體系。與有中心服務(wù)器的中央網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不同,對(duì)等網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)既是客戶端,也參與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和維護(hù),具有去中心化的特點(diǎn)。
數(shù)據(jù)層
數(shù)據(jù)層需要處理交易數(shù)據(jù)的序列化和反序列化,持久化,支持交易的快速查詢和驗(yàn)證等操作。為了保證以太坊節(jié)點(diǎn)具有廣泛的分布性,要求其數(shù)據(jù)層的實(shí)現(xiàn)高效且占用資源少。因此以太坊這樣的公有區(qū)塊鏈底層通常不采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù),比如以太坊使用Key-Value(鍵值對(duì))數(shù)據(jù)庫(kù)以Merkle Patricia Tree(MPT,梅克爾樹(shù))的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織管理賬戶數(shù)據(jù)、生成交易集合哈希等。這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)融合了梅克爾樹(shù)及前綴樹(shù)的優(yōu)點(diǎn),讀寫效率高且支持輕節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單支付驗(yàn)證。
加密貨幣
以太幣
以太幣(Ether,簡(jiǎn)稱ETH)是一種加密貨幣,是以太坊這個(gè)區(qū)塊鏈的原生資產(chǎn),無(wú)論是發(fā)送以太幣還是使用以太坊的應(yīng)用程序,都需要用以太幣支付費(fèi)用才能使用以太坊網(wǎng)絡(luò)。除了被預(yù)售的以太幣,剩余的以太幣的發(fā)行方式類似于比特幣,通過(guò)工作量證明和挖礦發(fā)行新以太幣,獎(jiǎng)勵(lì)那些提供算力參與挖礦的節(jié)點(diǎn),使以太幣保持去中心化的特性。不同于比特幣的是,以太幣并未設(shè)置總量上限,以太坊沒(méi)有固定的總供應(yīng)量,遵循“最低必要發(fā)行政策”,在保證網(wǎng)絡(luò)安全的前提下調(diào)整發(fā)行速率,爭(zhēng)取以最低量發(fā)行以太幣。除非網(wǎng)絡(luò)的安全受到威脅,否則以太坊的發(fā)行量不可能再增加。
其他
ETH不是以太坊上唯一的加密貨幣。任何人都可以創(chuàng)建新類型的資產(chǎn)并在以太坊交易它們。它們叫做“"代幣"(tokens)。人們擁有象征性的傳統(tǒng)貨幣、其房地產(chǎn)、藝術(shù),甚至是自己。以太坊有數(shù)千個(gè)代幣,有一些代幣比其他代幣更有用和更寶貴。開(kāi)發(fā)者正在不斷建立新的代幣,解鎖新的可能性并打開(kāi)新的市場(chǎng)。
穩(wěn)定幣:穩(wěn)定幣是幣值穩(wěn)定的以太坊代幣,即使以太坊的價(jià)值存在波動(dòng)。它們具有很多和ETH相同的能力,同時(shí)它們的價(jià)值穩(wěn)定,更像傳統(tǒng)貨幣。因此您可以在以太坊上像使用傳統(tǒng)貨幣一樣使用它們。例如LUSD(Liquity的原生穩(wěn)定幣)、DLLR(Sovryn的主權(quán)穩(wěn)定幣)等等。
非同質(zhì)化代幣(NFT):每個(gè)非同質(zhì)化代幣都是獨(dú)一無(wú)二的。 每個(gè)非同質(zhì)化代幣都有不同的屬性(非同質(zhì)化),并且可證明其稀缺性。每個(gè)非同質(zhì)化代幣的獨(dú)特性使其能夠?qū)崿F(xiàn)藝術(shù)品、收藏品甚至房地產(chǎn)等資產(chǎn)的代幣化,一個(gè)特定的獨(dú)特非同質(zhì)化代幣可以代表一個(gè)特定的獨(dú)特實(shí)體或數(shù)字物品。 資產(chǎn)所有權(quán)由以太坊區(qū)塊鏈保護(hù) - 任何人都不能修改所有權(quán)記錄或復(fù)制/粘貼新的非同質(zhì)化代幣。
還有一些熱門的代幣,比如垃圾幣,由于發(fā)行代幣很容易,所以任何人都可以做到——甚至是有惡意或誤導(dǎo)意圖的人也可以做;權(quán)利代幣在去中心化組織中代表投票權(quán)的代幣等等。
以太坊2.0
以太坊2.0指的是以太坊區(qū)塊鏈后續(xù)的一系列重大升級(jí)方案,和以太坊發(fā)展路線中的第4階段寧?kù)o(Serenity)的含義相同。以太坊2.0升級(jí)最顯著的變化就是把工作量證明機(jī)制轉(zhuǎn)化為權(quán)益證明機(jī)制。在工作量證明機(jī)制中,算力最高的礦工可以得到區(qū)塊的確認(rèn)權(quán)限,但在這個(gè)過(guò)程中需要消耗大量資源。以太坊2.0將主要進(jìn)行的升級(jí)有信標(biāo)鏈(Beacon Chain)、分片(Sharding)、PoS以及新虛擬機(jī)(eWASM)等,這些升級(jí)都將分階段進(jìn)行。
在以太坊2.0上線后,以太坊1.0網(wǎng)絡(luò)將成為以太坊2.0的第一個(gè)分片。以太坊2.0的設(shè)計(jì)圍繞五個(gè)核心目標(biāo)展開(kāi):去中心化、彈性、安全性、簡(jiǎn)單性和長(zhǎng)期性。其中,去中心化目標(biāo)使得普通消費(fèi)級(jí)電腦也能處理或驗(yàn)證分片;彈性指在主要網(wǎng)絡(luò)分區(qū)和大量節(jié)點(diǎn)脫機(jī)時(shí)仍能保持活動(dòng)狀態(tài);安全性通過(guò)密碼學(xué)技術(shù)提升;簡(jiǎn)單性強(qiáng)調(diào)減少?gòu)?fù)雜性;長(zhǎng)期性則要求組件具備量子安全性或能輕松替換為量子安全的組件。
以太坊2.0的開(kāi)發(fā)分為三個(gè)主要階段:信標(biāo)鏈、分片鏈和虛擬機(jī)。信標(biāo)鏈作為第0階段,是以太坊2.0生態(tài)的核心,負(fù)責(zé)驗(yàn)證者注冊(cè)和協(xié)調(diào)抵押以太幣,但暫時(shí)不涉及分片鏈。第1階段引入的分片鏈主要用于存儲(chǔ)DApp數(shù)據(jù),不進(jìn)行計(jì)算處理,計(jì)劃建立64個(gè)新的分片鏈,此時(shí)分片鏈僅支持驗(yàn)證。以太坊1.0在這一階段仍將運(yùn)行,并可能作為特殊分片鏈整合進(jìn)以太坊2.0。第2階段的虛擬機(jī)則是以太坊2.0的終極目標(biāo),分片鏈在此階段將能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并處理交易,使開(kāi)發(fā)者能夠構(gòu)建真正的分布式商業(yè)應(yīng)用。
去中心化應(yīng)用
去中心化應(yīng)用(DApp)的主要目的是為智能合約及其他區(qū)塊鏈功能提供用戶界面。理想情況下,DApp是一個(gè)下載到用戶設(shè)備上的富客戶端應(yīng)用,它將多個(gè)后端服務(wù)(包括區(qū)塊鏈服務(wù))連接在一起,通常以JavaScript應(yīng)用的形式存在,可以從任何Web服務(wù)器下載。這意味著DApp沒(méi)有中央服務(wù)器可以被關(guān)閉,依賴于去中心化區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)和邏輯。
在以太坊社區(qū)中,DApp不僅增加了智能合約的界面,還增加了一些額外功能,如IPFS(一個(gè)為去中心化網(wǎng)絡(luò)提供存儲(chǔ)和服務(wù)的系統(tǒng))。DApp可以在中心化的服務(wù)器上運(yùn)行,只要這個(gè)服務(wù)器能與以太坊節(jié)點(diǎn)交互,也可以本地運(yùn)行在以太坊的節(jié)點(diǎn)上,使用區(qū)塊鏈來(lái)提交交易并獲取數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅僅用作數(shù)據(jù)庫(kù),功能上遠(yuǎn)超傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)。與傳統(tǒng)的Web應(yīng)用不同,DApp中用戶使用錢包地址作為身份標(biāo)識(shí),而不是典型的用戶登錄系統(tǒng)。
應(yīng)用
應(yīng)用分類
以太坊上有三種類型的應(yīng)用:第一類是金融應(yīng)用,為用戶提供更有效的方式來(lái)使用資金管理和簽訂合約, 包括子貨幣、金融衍生品、對(duì)沖合約、儲(chǔ)蓄錢包、遺囑,甚至最終包括某些類別的完整雇傭合約; 第二類是半金融應(yīng)用,它們涉及金錢,但很大一部分功能也與資金無(wú)關(guān),一個(gè)恰當(dāng)?shù)氖纠轻槍?duì)解決計(jì)算難題的自動(dòng)執(zhí)行的賞金; 最后還有一些應(yīng)用與金融毫不相關(guān),例如在線投票和去中心化治理。
應(yīng)用領(lǐng)域
黃金投資
Digix團(tuán)隊(duì)為所有人設(shè)計(jì)了一種用于在以太坊區(qū)塊鏈上以代幣化形式購(gòu)買黃金的方法。通過(guò)Digix,就可以立刻將法定貨幣(以太坊)轉(zhuǎn)變成黃金代幣,與新加坡金庫(kù)通過(guò)加密的形式相連,并獲得支持。不管在任何時(shí)候,用戶都能使用代幣進(jìn)行贖回,換取實(shí)體黃金,不用經(jīng)紀(jì)人、不用銀行、沒(méi)有損耗存儲(chǔ),幾乎零手續(xù)費(fèi),直接安全。
眾籌
在過(guò)去幾年,Kickstarter,Indiegogo和一些組織機(jī)構(gòu)一直都主導(dǎo)著眾籌領(lǐng)域。一家創(chuàng)業(yè)公司有了新想法并設(shè)定了眾籌目標(biāo),如果眾籌成功,Kickstarter就能收取5%的費(fèi)用,其他的交給創(chuàng)業(yè)公司。可是,在以太坊區(qū)塊鏈上,如果創(chuàng)業(yè)公司眾籌成功,智能合約就會(huì)自動(dòng)將資金轉(zhuǎn)移給創(chuàng)業(yè)公司,不收取任何費(fèi)用。
支付系統(tǒng)
以太幣被用作貨幣或價(jià)值存儲(chǔ)方式,雖然存在很多爭(zhēng)論,但是,以太幣確實(shí)能被用于價(jià)值轉(zhuǎn)移。使用以太幣支付,可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)或礦工網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行驗(yàn)證,被寫入不可變更賬本,如同比特幣區(qū)塊鏈那樣。
公司財(cái)務(wù)
2018年5月初,DAO啟動(dòng)了有史以來(lái)規(guī)模最大的眾籌項(xiàng)目。實(shí)質(zhì)上,The DAO是一種去中心化的風(fēng)險(xiǎn)投資資金,依賴于集體智慧投票系統(tǒng)來(lái)做出投資決策。這是一次革命性的嘗試,如果成功,將見(jiàn)證首個(gè)由區(qū)塊鏈代碼管理的公司出現(xiàn)。
發(fā)展趨勢(shì)
區(qū)塊鏈聯(lián)盟生態(tài)擴(kuò)張
全球科技公司、金融公司和咨詢公司為加快區(qū)塊鏈布局,通常通過(guò)組建區(qū)塊鏈聯(lián)盟的方式,合作探索區(qū)塊鏈技術(shù)及應(yīng)用場(chǎng)景。因此,各行業(yè)聯(lián)盟紛紛成立,在推進(jìn)區(qū)塊鏈技術(shù)在不同行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展的同時(shí),也產(chǎn)生了一定程度的輻射效應(yīng),吸引著更多的企業(yè)加人,促進(jìn)整個(gè)區(qū)塊鏈生態(tài)的發(fā)展。
向模塊化演變
模塊化區(qū)塊鏈?zhǔn)菍W⒂谔幚砩贁?shù)職責(zé)并將其余部分外包給一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立層的區(qū)塊鏈。以太坊的模塊化形式:分片和rollup,像比特幣等第一代區(qū)塊鏈一樣,以太坊最初也被設(shè)計(jì)為單片區(qū)塊鏈。但是,為了增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)性能、提高可擴(kuò)展性和可持續(xù)性,以太坊網(wǎng)絡(luò)正在向模塊化框架過(guò)渡。
技術(shù)發(fā)展
2023年3月,以太坊在主網(wǎng)上展示了“賬戶抽象”。賬戶抽象可以促進(jìn)以太坊鏈上錢包的便捷性,使其能夠進(jìn)行智能合約交易。這為新型的智能合約賬戶以太坊錢包鋪平了道路,預(yù)計(jì)將徹底改變?nèi)ブ行幕瘧?yīng)用的格局。以太坊將繼續(xù)增強(qiáng)以太坊網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性和功能,以簡(jiǎn)化鏈上賬戶和智能合約之間的互動(dòng)為目的,從而提供對(duì)用戶更加友好和高效的體驗(yàn)。
相關(guān)事件
The DAO事件
2016年,德國(guó)初創(chuàng)公司Slock.it參與了DAO的創(chuàng)建,他們決定做一個(gè)基金類的項(xiàng)目,利用以太坊平臺(tái)來(lái)向公眾募集以太坊,以太坊基金會(huì)把這個(gè)項(xiàng)目命名為The DAO。The DAO項(xiàng)目的邏輯在于:每個(gè)給The DAO項(xiàng)目轉(zhuǎn)以太坊的人都可以按照比例獲得 DAO通證。2016年6月,黑客利用程序代碼里的一個(gè)漏洞,從資金池里分離了資產(chǎn)。幾分鐘之內(nèi),DAO的投資者們損失了5000萬(wàn)美元,但由于智能合約的運(yùn)行原則,這種損失無(wú)法彌補(bǔ)。The DAO組織制定的一個(gè)安全閥機(jī)制,主要是為了避免擁有大量 DAO通證的大股東過(guò)于獨(dú)斷地轉(zhuǎn)移資金,也有防止項(xiàng)目方亂用資金的用意。正是因?yàn)檫@樣的安全閥機(jī)制,在項(xiàng)目遭遇黑客攻擊時(shí),黑客將無(wú)法在第一時(shí)間將資金轉(zhuǎn)走,這些資金在一定時(shí)間內(nèi)鎖定在這個(gè)子DA0中。而由如何處理子DAO中的資金引發(fā)的一場(chǎng)論戰(zhàn)導(dǎo)致以太坊社區(qū)分裂。
方案一是堵塞以太坊網(wǎng)絡(luò)。方案二用軟分叉鎖死 DAO及子DAO 中的以太坊。方案三用硬分叉重新回到The DAO眾籌的起點(diǎn)。第一個(gè)堵塞以太坊網(wǎng)絡(luò)的方案對(duì)于解決問(wèn)題沒(méi)有什么太大用處,而且為了解決一個(gè)以太坊項(xiàng)目的問(wèn)題而影響以太坊上其他所有項(xiàng)目似乎也說(shuō)不過(guò)去。軟分叉方案和硬分叉方案都需要以太坊重新運(yùn)行軟件,因而需要社區(qū)投票和礦工運(yùn)行軟件,這就引起了廣泛的爭(zhēng)論。討論最激烈的時(shí)候,自稱“黑客”和所謂“中間人”的帖子又在各大論壇熱轉(zhuǎn)。“黑客”和“中間人”鼓勵(lì)大家投票反對(duì)分叉,并聲稱將提供100萬(wàn)個(gè)以太坊和100個(gè)比特幣來(lái)獎(jiǎng)勵(lì)反對(duì)分叉的投票者和礦工。“黑客”還說(shuō),自己憑實(shí)力轉(zhuǎn)走的以太坊,憑什么要通過(guò)分叉被剝奪,如果強(qiáng)行分叉,他將尋求法律幫助。
這一情況讓維塔利克·巴特林在拯救DAO和維護(hù)區(qū)塊鏈誠(chéng)信精神間左右為難。最終,他同意發(fā)揮自己的巨大影響力,說(shuō)服運(yùn)行以太坊網(wǎng)絡(luò)的人重寫區(qū)塊鏈,從而挽救了投資者的損失。2016年7月20日,以太坊網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行了“硬分叉”,這在本質(zhì)上就是把火車倒回一個(gè)分岔口,扳動(dòng)控制桿,讓所有車廂都行駛到另一條軌道上去。雖然大多數(shù)人都追隨維塔利克,認(rèn)可以太坊區(qū)塊鏈的新版本,但也有一些人拒絕承認(rèn)這一新秩序,仍以火車作為比喻,這意味著他們將繼續(xù)沿著原來(lái)的軌道行駛。反對(duì)者堅(jiān)持認(rèn)為,代碼就是原則,分類賬的更新是無(wú)可辯駁的,并且不論結(jié)果如何,人為干預(yù)都是不合理的。最終社區(qū)分裂,拒絕“硬分叉”的社區(qū)繼續(xù)建立在名為“以太經(jīng)典”的原始區(qū)塊鏈以及與之相關(guān)的數(shù)字貨幣上。
馬云持股公司花3.1億元買以太幣
2025年9月2日,云鋒金融公告,董事會(huì)已批準(zhǔn)在公開(kāi)市場(chǎng)購(gòu)買ETH作為公司儲(chǔ)備資產(chǎn)。截至該日,集團(tuán)已累計(jì)購(gòu)入1萬(wàn)枚ETH,總投資金額為4400萬(wàn)美元(約人民幣3.14億元),資金全部來(lái)自集團(tuán)內(nèi)部現(xiàn)金儲(chǔ)備。公司還計(jì)劃持續(xù)增加在數(shù)字資產(chǎn)方面的投入比重。天眼查顯示,上海云鋒投資管理有限公司法定代表人為虞鋒,馬云持股40%。
參考資料 >
探索去中心化應(yīng)用程序.ethereum.org.2023-12-01
以太坊5年發(fā)展歷程.新浪財(cái)經(jīng).2023-10-19
編程語(yǔ)言.以太坊.2023-10-19
智能合約簡(jiǎn)介.ethereum.org.2023-11-30
以太坊是什么.以太坊.2023-10-15
以太坊白皮書(shū).ethereum.org.2023-11-29
什么是以太坊.ethereum.org.2023-11-29
以太坊路線圖.ethereum.org.2023-11-29
比特幣突破53000美元 以太坊突破3000美元.騰訊網(wǎng).2024-02-20
比特幣以太坊閃崩.百家號(hào).2024-08-05
比特幣暴跌至7.7萬(wàn)美元,28萬(wàn)人被“血洗”8.77億美元.北京商報(bào).2025-04-07
美國(guó)眾議院通過(guò)穩(wěn)定幣法案 加密貨幣紛紛大漲 16萬(wàn)人爆倉(cāng).百家號(hào).2025-07-19
以太坊站上4300美元,誰(shuí)在跨界布局?.今日頭條.2025-08-13
The history of Ethereum.ethereum.org.2024-01-04
運(yùn)行節(jié)點(diǎn).ethereum.org.2023-12-04
什么是以太幣.以太坊.2023-11-30
發(fā)行.以太坊知識(shí)庫(kù).2023-10-22
穩(wěn)定幣.以太坊.2023-10-22
非同質(zhì)化代幣 (NFT).ethereum.org.2023-11-30
以太坊白皮書(shū).以太坊.2023-10-21
以太坊區(qū)塊鏈正在向模塊化演變.Medium.2023-12-05
以太坊L2生態(tài)現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)淺析.Medium.2023-12-05
馬云持股公司花3.1億元買以太坊.百家號(hào).2025-09-08