科普 | 什么是以太坊？

尽管“比特币”和“以太坊”这两个术语经常被搭配在一起，但实际上它们是完全不同的。 以太坊和比特币之间唯一的共同点是它们都是在区块链上运行的加密资产。

以太坊不仅仅是像比特币一样的加密货币，它还具有使其成为巨型分布式计算机的其他特性。

要了解以太坊，有必要了解区块链的工作原理。 如果你已经了解以太坊，或者看过我的《如何理解区块链的终极指南》（编者按：中文翻译见文末“区块链到底是什么”链接），可以直接跳转到到下一节。

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什么是区块链？

简而言之，区块链是一个数据库。 它是一个特定数据的数据库，不断增长并具有非凡的特性：

一旦数据存储在数据库中，就永远无法修改或删除。 区块链上的每条记录都被永久保存。

没有任何个人或组织维护数据库。 它必须有数千人，每个人都有一个数据库副本。

要了解人们如何将自己的数据库副本与他人同步，请想象一个由 10 人组成的网络。 每个人都有一个空文件夹和一个空白页面。 无论何时网络中的任何人做了一些重要的事情，例如转账，它都会广播给网络中的每个人。

每个人都会在他们的页面上记录公告，直到页面被填满。 当页面填满时，每个人都必须通过解决数学难题来密封页面的内容。 这样可以确保每个人的页面都具有相同的内容，永远无法修改。 第一个解决这个数学难题的人将获得一些加密货币作为奖励。

注意：想确切地知道这个过程是如何工作的吗？ 阅读有关如何理解区块链的终极指南。

一旦页面被存档，它们就会被添加到文件夹中，新页面出现，并且循环永远重复。

-区块链-

随着时间的推移，这些包含重要记录（交易）的页面（区块）被一个一个地添加到文件夹（链）中，从而形成一个数据库（区块链）。

区块链存储什么？

区块链可以用来存储任何类型的数据，存储在区块链上的数据类型赋予了区块链价值。 比特币的区块链存储金融交易记录，从而使比特币成为一种类似于美元或英镑的货币。 比特币和美元一样有用。 以太坊不同。

以太坊不仅仅是一种货币，如美元、英镑或比特币。 以太坊比货币有更强烈的目的。 以太坊是：

以太坊本质上是一台巨型计算机！ 然而，它非常慢——比今天的普通计算机慢大约 5 到 100 倍——而且价格昂贵。 这台“以太坊计算机”与罕见的 90 年代智能手机相同； 因此只能做一些琐碎的事情。

这听起来并不多，那么为什么以太坊如此受欢迎呢？ 好问题。 以太坊风靡全球以太坊节点类型，因为它是一台分布在世界各地的完全去中心化的计算机。 了解以太坊区块链是如何工作的，你就知道世界计算机以太坊是如何工作的。

以太坊如何运作？

与其他区块链一样，以太坊需要成千上万的人在他们的计算机上运行一个软件来为网络提供动力。 网络中的每个节点（计算机）都运行一个称为以太坊虚拟机（EVM）的软件。 将以太坊虚拟机想象成一个操作系统，可以理解和执行以以太坊特定编程语言编写的软件。 由以太坊虚拟机执行的软件/应用程序被称为“智能合约”。

在这台世界计算机上做任何事情都是收费的。 然而，付款不是使用美元或英镑等常规货币，而是使用网络的本地加密货币，称为以太币。 以太币与比特币非常相似，不同之处在于以太币可用于支付在以太坊上执行智能合约的费用。

在以太坊上，人类和智能合约都可以充当用户。 智能合约可以做人类用户可以做的事情，甚至更多。

在网络中，智能合约的行为与其他人类用户完全一样。 两者都可以像任何其他货币一样发送和接收以太币。

然而，与人类用户不同以太坊节点类型，智能合约还可以执行预定义的计算机程序，这些程序在程序被触发时执行各种操作。 让我们通过以下示例了解智能合约的强大功能。

智能合约的力量

想象一下，我们两个人打赌明天的天气。 我赌明天是晴天，你赌明天会下雨。 我们同意输家必须给赢家 100 美元。 我们如何下这个赌注并仍然确保输家信守诺言？ 我可以想到三种不同的方法：

1.相互信任

最简单的方法就是互相信任。 如果我们已经是老朋友了，就很容易相互信任。 我知道你的家庭住址，你也知道我的黑历史。 但是，如果我们是陌生人，那就更难了。 你没有理由相信我，我也没有理由相信你。

2.签订法定合同

另一种可能的方法是根据我们之间的赌注签订合法合同。 我们双方都会签署一份合同，详细说明打赌的条款——包括关于输家违约的条款。 这份合同将使我们在法律上有义务支付赌注的赢家，但这是不切实际的。 因为如果通过法律手段强制对方履行合同，成本会比打赌本身还要高。

3.寻求共同朋友的帮助

我们可以找一个我们都信任的共同朋友，每人支付 100 美元与他或她在一起。 第二天，他或她查看天气并将 200 美元转给获胜者。 这种方法很简单，除了一种情况：如果可信赖的朋友带着钱走了怎么办？

现在我们有三种不同的投注方法，但每种都有其缺点。 因为我们是陌生人，我们不能相互信任。 强制对方履行法定合同的成本太高，不可行。 向共同的朋友寻求帮助可能会导致信任问题。

以太坊的智能合约在这种情况下可以派上用场。 智能合约就像是寻求共同朋友的帮助，只是写入了代码。 使用以太坊，我们可以编写软件向双方收取价值 100 美元的以太币。 第二天，打开API访问天气应用查看天气情况，将总价值200美元的以太币转给获胜者。

一旦智能合约最终确定，就不能以任何方式对其进行编辑或修改。 因此，可以肯定的是，合同中规定的任何内容无论如何都会得到执行。

但是智能合约是如何执行的呢？ 它是如何连接到区块链的？

智能合约与区块链有何关系？

无论智能合约何时执行，它都会记录有关在区块上执行的交易的信息。 在高层次上，以太坊区块链上的交易看起来像这样：

这些字段都很容易理解，除了最后一个。 其中，“数据”赋予了以太坊独特的创建记录和执行智能合约（即交易）的能力。 以太坊区块链上的任何给定区块都可以包含以下三种类型的交易：

1. 人类用户与用户之间的普通以太币转账

这些是网络中常见的交易，类似于比特币交易。 如果您直接将以太币发送给朋友，“数据”字段将留空。

2. 没有接收者的以太币转账

在没有接收者的情况下进行交易时，这意味着交易的目的是使用网络中“数据”项的内容创建智能合约。 “数据”项包含软件代码，其行为与网络上的任何其他用户相同。

3. 用户与智能合约之间的以太币转账

每当用户（或智能合约）想要执行智能合约时，他/她/它需要与智能合约进行交易，将执行指令放在“数据”项中。

就像在其他区块链上一样，无论何时发生以上三种事件中的任何一种，都会在全网公开，每个人都会记录下来。 除了记录之外，每个节点还执行接收指令的智能合约，从而使以太坊虚拟机的状态与网络的其余部分同步。

每个节点执行一部分软件，从而使整个网络充当一个巨大（但速度慢）的分布式计算机。 之后，每次执行都存储在区块链上以永久存储。

等等，我听说有一种东西叫煤气——那是什么？

我说过使用智能合约的用户必须支付费用才能执行合约。 该费用支付给使用内存、硬盘驱动器、计算和电力实际执行此智能合约的节点。

要计算智能合约的费用，每份报表都有指定的成本。 例如，如果您正在执行使用节点内存的语句，则此类语句会产生特定的成本。 如果您正在执行使用节点硬盘存储的语句，则此类语句会产生额外的特定成本。 特定成本的单位称为 Gas。 最终，Gas通过一定的汇率转化为Ether。

每当您执行智能合约时，您必须确定要消耗的最大气体量。 当合约执行完毕，或达到gas limit时，合约将停止执行。 这样做是为了防止智能合约陷入死循环，以防程序重复执行一组语句，第二部分继续执行其他合约。

发生这种情况是因为程序员的疏忽。 每次重复都会消耗一定数量的 Gas，从而将无限循环变成有限循环。 一个节点因为程序员的错误而陷入重复执行的泥潭是没有意义的。 Gas 的概念解决了这个问题。

女士们，先生们，以太坊是下一个

以太坊不仅仅是一种用于交易的加密货币。 它的真正价值在于它的目的。 以太坊的目的是让任何拥有以太币的人都能访问由数千个节点驱动的分布式世界计算机。

当然，去中心化分布式计算机速度慢且成本高，因为每个微小的语句都必须由网络中的每个节点执行。 但是这里说的慢参照系是什么？ 参考是更快但集中控制的服务器。

为了享受使用集中式计算机的低成本，我们赋予它们控制我们的权力。 如果中央计算机（服务器）出现故障或被黑客入侵，所有连接到它的用户都会受到威胁。 只有当每个节点都出现故障时，去中心化计算机才会出现故障，这台计算机才能继续工作。 哪里有网络，哪里就有以太坊。

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