7000字详细解说区块链的刷新者：以太坊

时间倒退到2013年，进入区块链天下不久后的程序员Vitalik Buterin发现了比特币的坏处，他以为，应该给比特币加上图灵完整的编程语言，这样任何人都能在上面开发去中心化应用，而不仅仅只局限于金融领域，以是，应该给区块链赋予“智能合约”的功效，由此拉开了被称为“区块链2.0”的时代。

正由于以太坊的泛起，才让区块链天下**有了更厚实的应用，也才衍生出了像DApp、NFT和DeFi这样更被民众所熟知的应用，因此，要研究区块链，我们一定绕不开研究以太坊，而CBInsights这篇深度讲述，能够以对照清晰的逻辑详细为人人拆解以太坊背后的隐秘，既适合新手学习，也适合内行温故知新。

而在本讲述中，CBInsights为我们带来了如下分享：

从区块链解说以太坊到底是什么，以及智能合约又是什么？

论述以太坊和ETH Token事实是什么关系？

以太坊的着名应用Dapp事实是怎么发生的，现在应用如何？

之前被炒作的“加密猫”生长如何了，NFT是更好的应用吗？

以太坊对当前的区块链来说为什么显得至关主要，我们需要关注什么？

当前的以太坊生长遇到的瓶颈是什么，现在有什么解决方案？

以下是链集市团队完整的编译内容，供诸位领会学习，希望能对你有所启发。

我们深入研究了天下上最盛行的区块链网络之一以太坊，试图用最简朴的方式注释以太坊是什么，以太坊的用途和瑕玷，以及它与加密猫有什么关系。

最常用的开源区块链之一以太坊正在逐渐的成为主流，尤其是在NFT（绝大多数是使用以太坊尺度构建的）的爆炸式普及的情形下。

住手2021年4月中旬，以太坊的市值已从2017年1月初的7.12亿美元增至2910亿美元（停止2021年4月21日）。

什么是区块链技术？

要明白以太坊，首先必须领会什么是区块链技术。

区块链技术为不受信托的各方提供了一种无需使用可信中介就可以对历史数据（或账本）杀青协议（共识）的方式。历史数据很主要，由于从理论上讲数字资产和生意很容易被伪造和／或**。

简朴地说，区块链就是数据库，但其与传统数据库关键的差异之处在于所有权。公有区块链由于其漫衍式性子而可以去中心化，任何人都可以阅读它而且在其上举行生意，或者持有属于自己的数字账本副本，没有一个单一的中央实体可以更悔改去的数据信息。

同时区块链分类中也有同盟链和私有链，但它们往往有差其余用途，例如被企业行使来跟踪供应链数据。要深入领会比特币和区块链技术，我们在下文中给出领会答。

以太坊是什么？

以太坊是一个开源的、去中心化的区块链。稀奇之处在于其具有内置的智能合约。智能合约的本质上是一种代码，它将协议的双方绑定在一起，而且可以在没有中介的情形下自行执行。

这一功效为它赢得了“天下盘算机”的称谓(技术上被称为以太坊虚拟机(EVM))，因而它的作用远不止于作为一种支付方式或一种价值存储，这是比特币无法对比的。

EVM环境使开发职员能够在此基础上构建去中心化的应用程序，从社交媒体到游戏再到银行，好比一个不受苹果(Apple)或谷歌(Google)控制的应用商铺。

然而，由于当前的盘算成本，以太坊所答应的远景和潜力仍然比它现在所实现的要加倍广漠，我们将在后面讨论。

什么是智能合约？

为了说明一个智能合约。让我们假设Alice和Bob两小我私人在举行博弈。

Alice以为明天早上的气温将到达华氏70度，Bob以为不会。他们以0.01比特币举行下注。(在本例中，标的是比特币，但也可以使用任何其他标的。)

若是Alice和Bob互不信托，他们将不得不借用受信托的第三方作为托管署理。换句话说，他们每小我私人都要给署理人那么多的钱，而署理人将把奖金和质押的资金分配给赢家。

在这种情形下，没有设施绕过中央人，纵然使用像比特币这样的加密标的。比特币区块链也没有办纲纪录这个“合约”。

而以太坊提供了一个解决方案。Alice和Bob可以赞成使用一些基本的代码，基于“若是，那么”之类的合约。若是温度高于华氏70度，代码将被编程为将标的支付给Alice；否则，它将支付给Bob。

然后，Alice和Bob可以把他们的“编程好的”赌约放在以太坊的区块链上。在这一点上，从技术角度来看，这个赌约是具有约束力的。

这是一个“合约”，由于Alice和Bob已经赞成了它的条款，在一定水平上将代码转化为规则。它是“智能的”和“去中心化的”，由于所有介入者都持有这份合约的副本。

正如所有比特币“节点”，或系统中的介入者，都知道Alice发送给了Bob 0.01个比特币一样，所有的以太坊节点，也都知道Alice和Bob举行了这个博弈。

让我们来看看这个智能合约的实时执行情形：

Alice和Bob举行博弈，并把这个赌约放在了以太坊的区块链上。以太坊区块链上的所有“节点”现在都持有此智能合约的副本。

Alice最终是准确的——温度高于华氏70度。合约凭证这一信息就“自我执行”了，便将资金发送到了Alice的帐户中。

由于所有节点都持有此智能合约的副本，因此所有节点都自力地确认合约已准确执行。这个已执行的智能合约的新状态(即，Alice作为博弈的赢家)被添加到以太坊的区块链中

整个历程被纪录在以太坊之上，围绕这个博弈缔造了一个“配合的历史数据”。

像这样的智能合约使以太坊云云引人注目。一份智能合约允许Alice和Bob构建一个异常小的“去中心化应用程序”，他们的博弈“自行执行”，而且不需要中央人介入。

若是我们想构建更大、更庞大的去中心化应用程序，即可以完成庞大义务的增强智能合约，又该怎么办呢？

因此，以太坊确立了一个可以支持任何可编程用例的区块链，我们在下面的DApp中对此举行了深入的研究。这与作为支付应用程序而首创的比特币区块链完全差异。

以太坊／ETH事实是什么？

ETHer（ETH）是内置在以太坊区块链中的加密标的。

为了生意或运行去中心化应用程序，区块链的用户必须支付ETH。(比特币网络标的称为比特币，也就是BTC；同样的，用户必须使用BTC在比特币网络上举行生意)。基于以太坊的应用程序盘算成本越高，运行它所需的ETH就越多。与其他加密标的一样，ETH也会被投契者拿来生意，而且可以兑换成美元或其他货币。（编者注：若是把以太坊看作是盘算机，那么举行生意或者运行去中心化应用程序就需要使用这个盘算机的资源，而以太坊可以看做是购置这个使用资源的用度，使用的越多，用度越高）

请注重，由于以太坊上的每一个操作都由其节点执行，盘算成本很高。因此以太坊当前**的用例是运行营业逻辑“若是这样，那么就那样。”

其他用例可能昂贵得令人望而却步。由于当前以太坊区块链的可扩展性和规模问题，更多的盘算麋集程序将发现操作起来既难题又昂贵。我们稍后再深入研究。

以太坊的美元价值取决于市场的供需机制。若是投资者发现以太坊区块链有价值，开发职员正在开发更有用的去中心化应用程序，那么对以太坊的需求可能会上升，进而导致其价格上涨。相反的情形也可能发生。

最终，以太坊的价格在很洪水平上取决于二级交易所，以及这些二级交易所的供需。

DApps是什么？

DApps是由智能合约治理的去中心化应用程序，而不是特定的小我私人或公司。一旦部署了智能合约，它就不能被更改，除非以后升级或使用新的分叉，而新的分叉将被完全星散成一个新的区块链。例如，传统银行可能能够逆转生意，但任何纪录在区块链上的器械都无法逆转。

虽然开发者也可以选择在其他的区块链上开发DApps，但现在大部门现有的DApp都是确立在以太坊上的。

当前的DApp席卷了种种用例，包罗财政、存储、保险和康健。例如：

Compound，它允许用户借入和借出数字资产；

Uniswap，它允许用户通过流动性池交流加密货币；

ETHerscan，它允许用户读取以太坊生意纪录；

Decentraland，一个虚拟的空间，用户可以在其中生意虚拟土地、资产、与他人互动等；

OpenSea，包罗NFT在内的数字资产市场。

Insureum，该协议旨在更直接地将保险公司与用户联系在一起。

凭证以太坊开发职员手册，DApps的显著特征包罗：

零停机时间：一旦应用程序焦点的智能合约部署到区块链上，整个网络将始终能够为希望介入合约交互的客户提供服务。因此，恶意行为者不能针对单个DApp提议拒绝服务的攻击。

隐私：不需要提供真实的身份来部署DApp或与DApp交互。

**审查：网络上没有一个实体可以阻止用户提议生意、部署DApp或读取区块链中的数据。

数据完整性：由于被称为“基元（primitives）”的加密算法，存储在区块链上的数据是不能更改的、无可争辩的，恶意行为者不能伪造已经公然的生意或其他数据。

不能信盘算与可验证行为：智能合约可以被分析并保证以可展望的方式执行，而不需要信托一其中央权威机构，而在传统模子中并非云云。例如，当我们使用在线银行系统时，我们信托金融机构不会滥用我们的金融数据，不会改动纪录，也不会被黑客入侵。

然而，所有这些利益都取决于完善的智能合约。智能合约中的bug或破绽很容易被黑客入侵，而且由于被纪录在区块链上的特征是稳固的，因此很难修复。

DApp开发的其他潜在问题包罗网络拥堵（若是DApp需要太多盘算能力），用户体验差（鉴于开发DApp的难度），以及在追求更多用户或开发者友好的应用程序时无意中的中心化。

2017年，以太坊钱包Parity中的一个破绽冻结了50多万以太坊，当市价值跨越1.5亿美元，现在价值跨越10亿美元。

不管怎么说，天天有跨越15万的活跃用户在使用总数跨越3500个DApp。

许多构建在以太坊之上的团队启动了属于自己的“通证（tokens）”，在去中心化的应用程序中提供适用程序。这些是确立在以太坊之上的专门的通证（编者注：通证，意为加密的可流通的数字权益证实，可以明白为一种普遍意义上的加密货币）。

一个去中心化的应用程序的通证可能会被用来做许多事情。在大多数情形下，它在去中心化应用程序中提供适用工具，例如，专注于隐私的网络浏览器Brave使用自己基于以太坊的通证BAT，在浏览器中举行奖励和提议生意。

猫：以太坊的案例研究

2017年11月Dapper Labs推出的CryptoKitties（加密猫）是一款以可珍藏的数字猫咪为中央的基于以太坊的游戏。凭证其网站，每只猫都是“唯一无二的，*由你拥有；它不能被**、带走或销毁”。游戏的“通证”是数字猫自己，用户可以用ETH来购置它们。

CryptoKitty是不能替换通证(NFT)最早的主流用途之一。

让我们来看看一只被出售的加密猫Jaguar，它以 0.0749 ETH的价格被售出。

凭证它的资料，Jaguar有怪异的“属性”，是一只“Gen 8”猫，或第8代猫。Jaguar的怙恃也有怙恃，这种关系可以倒推到第0代。

这些数字猫的所有权通过以太坊区块链举行跟踪，预界说的智能合约决议了每只猫怪异的“遗传和身体”的特征，并允许用户购置、销售和滋生。

据ETH Gas站的数据显示，仅运行了一周CryptoKitty就占有了以太坊区块链上所有生意量的10%以上，造成了整个生态网络的速率降低。

2018年9月，最昂贵的加密猫售价为600 ETH，相当于17.3万美元。自推出以来，已有跨越4300万美元的以太坊被用于CryptoKitties，只管自2017年以来，使用量急剧放缓。

以太坊为何主要？

在最初的白皮书中，以太坊首创人Vitalik Buterin设想了三个潜在的应用分支：金融、半金融和其他应用。

金融应用程序，也被称为去中心化金融应用程序（编者注：去中心化金融，又叫Decentralized Finance，简称DeFi），主要处置传统金融机构治理的任何事务，如次级货币（sub-currencies）、衍生品、贷款、钱包和遗嘱。

现在在DeFi应用程序中锁定了56亿美元，这些应用程序基本上都是基于以太坊区块链的。其中**的代表性应用之一MakerDAO约占16%。在MakerDAO上，用户可以锁定抵押品以天生锚定美元的稳固币。

再好比Compound，它允许用户以抵押品借入加密标的，或着锁定其资产以赚取利息。而Aave作为另一个借贷协议。一些投资者已经能够在Compound和Aave等应用程序中行使一种称为“流动性挖矿”的历程赚取高达*的利率。

（编者注：流动性挖矿，意思是指为这些DeFi项目提供流动性时可以获得这个项目的通证，以此激励人们更多地赋能这个项目。我们可以通俗的明白为当你购置茅台时，可以获得茅台的股票，这样便会激励人们更多的去购置茅台。）

半金融应用涉及货币，但它们也有非货币方面的需求，这个种别包罗保险、艺术品生意等应用程序。

例如，在保险方面，一份智能合约可以行使外部数据来确保条件获得知足，然后在不需要第三方保险的情形下适当地发放抵偿，成为没有保险公司的保险产物。

**，第三个板块将包罗所有其他与传统金融无主要相关度的应用程序。包罗文件存储，如去中心化的Dropbox（编者注：外洋一家着名的云存储产物），以及去中心化的自治组织DAO（编者注：DAO，全称是Decentralized Autonomous Organization）。

传统的公司或组织通常有几个条理的治理，DAO则由一个漫衍式的利益相关者网络组成，每个利益相关者都具有一定的权力。

另一种思索方式是比特币可以辅助用户绕过银行，而以太坊则可以辅助用户绕过种种平台，从Facebook到亚马逊，再到任何数目的更庞大的中央商。

在以前，游戏开发职员或类似CryptoKitties这样的珍藏品的开发者可能会在Facebook上推出Farmville（Facebook上的一款叫开心农场的游戏）气概的游戏，或者在Amazon上推出实物产物。

现在，开发者可以使用以太坊来确立自己的去中心化应用——好比CryptoKitties，而不是像以前在Facebook或者Amazon上这样做或重新**构建自己的区块链。

CryptoKitties强调了以太坊到底是如何事情的，这个游戏是完全去中心化的，每小我私人都知道每只数字猫的主人。

虽然以太坊是去中心化的，但它仍然容易受到黑客攻击，任何行使事情证实（PoW）共识机制来验证其区块的区块链都是云云。虽然去中心化使得被纪录的生意不能被删除，但理论上来说，黑客仍然可以以51%的攻击形式泛起（编者注：51%攻击，意思是指理论受骗介入纪录区块链账本的人跨越51%都被某个主体所掌控，这个主体便可以对区块链账本举行恶意的改动）。

在这种攻击中，黑客占有了整个网络挖矿能力的一半以上。这种攻击是很难题的，需要伟大的价值；今天要在以太坊上发动这种攻击，每小时要破费400,000多美元。

然则bug和破绽仍然可以进入智能合约。

2016年，一名黑客从The DAO（首批确立在以太坊上的去中心化自治组织之一）那里偷走了价值6000万美元的ETH。黑客行使了The DAO的智能合约中的一个破绽，使那时仍处于萌芽状态的以太坊社区陷入恐慌。

最终，利益相关者以多数票通过了“硬分叉”区块链，并将其分为两个版本：一个是追溯回到没有发生黑客攻击的地方，资金被返还给了投资者（这就是所谓的以太坊ETH，现在大多数人都在用它）；另一种是直接回归到最初的区块链（现在被称为以太坊经典ETC，虽然有些人仍在使用它，但它预计会消亡）。

以太坊有什么问题？

为了使以太坊事情，许多介入者需要持有**的副本。这意味着统一数据库由数千个节点保留。这是相当低效的。

让我们对比一下云盘算：云盘算允许多个节点在单个数据库上交互。这些节点不需要保留它们自己的数据库的私有副本。

以太坊以及一样平常的区块链技术通常执行的是相反的方式。所有节点都必须持有一份以太坊区块链的副本。到2020年4月，运行一个完整的以太坊存档节点需要4TB的空间。相比之下，条记本电脑通常提供256 GB、512 GB或最多1TB的内部存储。

此外，以太坊节点不停收到以太坊区块链的** “状态 “的更新。由于节点漫衍在天下各地，区块往往具有较高的延迟（数据在网络中移动所需的时间）。

因此，以太坊是一种相对较慢的去中心化盘算机。每一个节点都需要一段时间来处置每一项事务，以太坊的**生意速率为每秒20笔左右。相比之下，Visa每秒可以处置跨越1500笔的生意。

综合来看，以太坊的规模和生意速率使其难以扩展。从久远的角度来看，再次思量到曾经CryptoKitties在以太坊区块链上的所有事务中占了10%以上。这自己并不是一个问题，但这种流量通常会减慢以太坊区块链的速率。

另一个最令人关注的问题是PoW共识机制对环境的伟大影响。凭证Digiconomist的数据，住手2021年4月，仅以太坊网络的年碳排放量就到达了17.6兆吨的二氧化碳——相当于危地马拉的碳排放量——而它消耗的电能跨越37太瓦时，这与保加利亚的电力消耗相当。

虽然单个生意不会增添能源消耗，但整个基于PoW的区块链的碳排放仍然是一个备受争议的低效率问题。

作为回应，有些人否决把每一笔生意对环境的直接影响等同于基本层排放的想法。虽然许多生意仍然发生在主链上，然则Layer 2应用程序的目的是提供更多可扩展的生意，这些生意是在主链之外的，可以提高生意速率和降低成本。

（编者注：Layer 2是相对于Layer 1的下一层级，以太坊就是Layer 1层，当其上的生意太多造成拥堵时，可以把其中的许多生意交给下一层级的Layer 2来处置，再将处置效果返回到Layer 1层的以太坊上，这样就到达了提高生意速率和降低成本的效果）

下一步 ETHereum 2.0

以现在的形式来看，以太坊遇到了许多问题。

凭证其自身的说法，“高需求正在推高生意用度，这使得以太坊对通俗用户来说异常昂贵。运行以太坊客户端所需的磁盘空间正在快速增进。而保障太坊平安且去中心化的基础的事情证实共识算法，对环境有很大的影响。”

只管云云，以太坊的远景仍然乐观。

ETHereum 2.0是旨在使区块链更可有扩展性、更平安和更可连续的升级版本，这是社区自2014年以来一直在起劲的愿景。

2020年12月，以太坊社区宣布了ETHereum 2.0的第一次升级：信标链，它向网络引入了被以太坊开发者以为比事情量证实（PoW）挖矿更具可连续性和平安性的权益证实（PoS）。

同时分片链将数据库拆分为新的链，从而削减网络拥塞，并增添每秒可以处置的生意数。分片链预计将在2021年运行。

完成ETHereum 2.0的**一步，也就是所谓的对接，将把当前以太坊区块链与先前的2.0升级合并在一起，并预计将在2021年至2022年之间交付。

ETHereum 2.0愿景多年来不停的生长，但随着更多现实的应用程序的生长，人们对该平台的信心也随之增进。虽然市场价值的问题仍然悬而未决，但许多人仍然乐观地以为，更大的可扩展性将推动使用和需求，这可能会推动以太坊实现它自己的天下盘算机的理想。