《学区块链》......三.以太坊基础

出现的背景:

      由于比特币设计追求安全性和可靠性,内置的脚本语言限制和操作码有限,因此在比特币中只能实现极为有限的功能扩展。人们渐渐意识到,可以扩展比特币的设计,实现一个功能更强大、更灵活、通用的去中心化计算平台。由天才少年程序员、俄裔加拿大人维塔利克 · 布特林(Vitalik Buterin)创建的以太坊,正是这样的平台。

以太坊定义:

      以太坊 Ethereum,是一个通用的图灵完备的智能合约和去中心化应用(Decentralized Application,简称 Dapp)平台。所谓图灵完备,可以简单理解为:一切可计算的问题都能够计算。

智能合约概念:

      最早由密码学家尼克 · 萨博(Nick Szabo)在1995年提出,是一种在区块链上运行的相对独立的程序,是纸质合同的代码化和自动化的产物,极具革命性。智能合约完全按照程序设定的条件运行,可以自动实现条件判断、资金划转,杜绝了扯皮推诿、中心化操控、欺诈和干涉的可能性。去中心化应用(Dapp)是指一个功能完备的独立应用,类似于手机 App,包括一个或多个智能合约,以及交互界面。

以太坊的设计原则:   

  1. 简洁:协议应尽可能简单,即使要付出数据存储和时间的代价。这可以降低个体对协议的影响。团队会拒绝增加复杂性的改进,除非它有根本性的好处。
  2. 通用:没有“特性”是以太坊设计哲学中的核心特征。以太坊提供了一个图灵完备的脚本语言,以帮助用户创建任何的智能合约或交易类型。
  3. 模块化:组件应尽可能模块化和独立。应支持在协议中做小改动的同时,应用层却可以不加改动地继续正常运行。最大程度地模块化可以帮助整个加密货币生态系统。
  4. 无歧视:协议不应主动限制或阻碍某一特定的项目或用途,协议中的所有监管机制都应被设计为直接监管,不应拒绝不受欢迎的应用。你可以运行一个无限循环的程序,只要你支付足够的交易费用。

以太坊的结构:

      整个以太坊系统,可以分解为:一个 P2P 网络,共识规则,交易,以太坊虚拟机 EVM,区块链,共识算法和客户端。

EVM:

       EVM是以太坊智能合约的执行环境。网络中的每个节点都运行 EVM,节点使用 EVM 执行所有的一般转账交易和智能合约交易,并获得区块奖励和交易费用。以太坊虚拟机是图灵完备的:这意味着 EVM 代码可以实现任何计算,包括无限循环。为防止智能合约陷入无限循环无法退出,以太坊引入了 Gas 费用机制,每一步计算都需要支付一定的费用,由于没有用户能支付无限的 Gas,这样就不会存在无限循环问题了。

Gas:

        计算资源的单位。Gas Limit 代表用户愿意花费在 Gas 上的钱的最大值。Gas Price 是为每个 Gas 支付费用的单价。

ETH:

        叫做以太币。以太币没有总量上限,目前采取了一个通胀率递减的发行模式,与比特币的递减发行机制不同。部署和执行智能合约需要用到以太币。因此,有人将以太币称为“燃料货币”,业界流行“比特币是黄金,以太币是石油”的说法。

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