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以太币总量发行多少个？以太币发行量具体介绍

2023-07-27 16:31:45 | 来源：本站整理 | 作者：佚名

以太币是以太坊区块链网络的原生加密货币，作为加密货币中市值排行第二的货币，关于以太币总量发行多少个？下面是小编为大家整理的详细介绍。

以太币是以太坊区块链网络的原生加密货币，作为加密货币中市值排行第二的货币，以太币吸引了众多投资者的目光，想必还有很多投资者不知道以太币发行总量是无限供应的，目前以太币流通量为120282981枚，每年新发行的以太币数量不超过当前总供应量的4%，这个上限是由以太坊的开发者和社区共同决定和控制的。

以太币总量发行多少个？

以太币总量是无上限的，目前太币流通量为120282981枚，以太不同于大多数类型的加密货币。我们可以将其描述为以太坊网络的燃料。它允许智能合约运行。换句话说，它验证了以太坊区块链上的区块，其中包含智能合约代码。与该平台上的应用程序交互的用户应该使用以太币进行支付。

以太坊允许用户制定智能合约。通过智能合约，我们实际上是指可以促进任何有价值的东西交换的计算机代码。它是一种自运行程序，在满足特定条件时自动执行。重要的一点是以太坊允许创建任何类型的操作。因此两方签订合同。它们是匿名的，但合约本身是一个公共分类账。然后触发事件被触发，合约自行执行。

以太坊的历史始于2013年，当时19岁的Vitalik Buterin提出了一个平台，该平台可以利用区块链在国际分布式代码网络中存储和执行计算机程序。2014年，以太坊进行了众筹，筹集了超过1400万美元。2015年第一个实验版本启动。2016年，第一个主要的以太坊升级发布。

以太币一个多少人民币？

截止到目前以太币价格为1821.43美元，折合为1.27万人民币，其投资回报率更是达到了5912倍。以太币是加密货币市场中最具知名度和影响力的数字资产之一，随着以太坊网络的发展和智能合约的广泛应用，以太币越来越多地被认为是数字资产市场中的重要组成部分。

并且以太币在加密货币和区块链领域的公共认知程度很高，它被视为数字资产市场中的重要代币之一，有着广泛的社区支持和应用场景。对于刚进入币圈的投资者来说，以太币是一个很好的选择，以太坊的技术发展已经相当成熟，仍在不断地进化和完善，其生态系统和开发者工具非常丰富，越来越多的企业和项目开始选择以太坊作为他们的区块链基础设施，这进一步证明了以太坊技术的成熟和可靠性。

以上就是以太币总量发行多少个？以太币发行量具体介绍的详细内容，更多关于以太币一个多少人民币？的资料请关注脚本之家其它相关文章！

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Tag：以太币比特币区块链

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2018 年 2 月期间，活跃地址比例，在 4% - 10% 的区间内。这里我们需要考虑到以太坊新增地址量的影响，短时间内地址激增，往往会对应着二级市场上交易量的放大以及币价的大幅波动。根据 Glassnode 数据显示，当前地址新增量为 13.4 万左右，呈现出震荡上行的趋势，不过相比上一波牛市，仍然算是温和增长。结合对 2017 年 11 月份至 2018 年 2 月份的增长趋势的比较，以及活跃地址的比例，我们也可以粗略推断，市场参与者的 FOMO 情绪，还并没有完全点燃。当然，考虑到诸多的投资者仍然是直接通过中心化交易所来参与加密市场，链上活跃地址数的变化情况，也仅仅作为参考。三、链上交易回暖链上交易量反应的是以太坊网络中每日产生的交易量，用于衡量网络的活跃程度。从上述数据看，在长达两年的时间里，从 2018 年 5 月份至 2020 年 3 月份左右，以太坊的日交易量往往在 300 万 ETH 的范围内波动。本年度的数据则显示，逐渐上行至 500 万 ETH 的日均交易量区间，在 DeFi 热期间，日交易量一度突破 1000 万 ETH，后续回落至 500万 ETH 至 800 万 ETH 之间。对比上一轮牛市期间的以太坊交易量情况（如下图所示，来自 IntoTheBlock), 我们可以将日交易量 1000 万 ETH 看做是当前首先需要达到的一个交易区间。而量在价先的规律表明，链上交易在一定程度上可能给我们准备在下一波牛市逃顶时做个参考指标，量缩价升的时候，就要开始警惕了。尽管近日价格回落，但随着以太坊链上交易量数据逐渐回暖，相信进入 1000 万 ETH 的日交易量级别，并不会等待太久。四、Mayer 指数梅耶尔指数 (Mayer) 常常被用在 BTC 市场分析中，用来衡量当前市场是否存在超买或者超卖的情况，该指标由 Twitter 用户 Trace Mayer 创建，QKL123 提供了以太坊市场的 Mayer 指数。具体而言，Mayer 指数是用当前币价跟 200 天均价做比较，从而得到一个比率。若 Mayer 指数数值较大，说明当前币价高于 200 日均价，可能处于超买状态；若 Mayer Multiple 较小，说明当前币价低于 200 日均价，可能处于超卖状态。Mayer 指数表明了交易者对市场的乐观或悲观的看法。当前以太坊市场的 Mayer 指数为 1.8 左右。由于 Mayer 指数并非是一个绝对指标，我们需要将它和不同情境下的历史数据进行对比。如果 Mayer 指数过大，意味着市场当前价格难以维系，出现泡沫破裂的危险加重，需要谨慎控制仓位。历史上以太坊 Mayer 指数达到最高值的两天，分别为 2016 年的 3 月 14 号和 2017 年的 6 月 13 号。由于 Mayer 指标在以太坊市场上并不常用到，所以实际使用时候仍然要做一定的修正，尤其是针对以太坊这样在 2017 年才开始经历第一轮牛市的币种，更是如此。在 2018 年 1 月 14 日以太坊价格到达 9020 元时，Mayer 指数为 3.42。因此，我们可以忽略 Mayer 指标的两个极端值，将 2018 年年初的数据作为极端牛市准备反转节点的参考。同样，我们可以看到 2019 年 3 月 12 日以太坊价格为 900 元左右，当时 Mayer 指数为 0.8。因此，我们将 Mayer 指数用作以太坊市场分析时，可以简单武断的将 0.8 - 3.5 这个区间来作为参考指标。当前数据来看，市场仍在乐观情绪之中。五、江卓尔逃顶指标根据 QKL123 给出的江卓尔逃顶指标，可以用来衡量当前市场所处的位置。江卓尔逃顶指用来描述市场情绪的狂热程度。在牛市末端，市场狂热，泡沫堆积，短期内币价快速拉升，超过新人新资金的入场速度。此指标用 60 日累计涨幅来衡量市场的交易情绪，如果该数值过高，则意味着要警惕市场进入泡沫破灭转折点了。根据历史数据经验，在以太坊市场上可以将 100% 的 60 日累计涨幅来作为参考，衡量市场泡沫破裂风险。不过，该指标和 Mayer 指数一样，尽管在比特币分析中常用到，但在以太坊市场分析之中并没有得到长期的市场验证。所以，不可拘泥于绝对数值，而是作为相对衡量即可。六、长期锁仓比例超过 57%以太坊地址的持币时长，可以一定程度上用来衡量市场投资者的基本分布情况，如果长期持币者比例增加，意味着有更多的投资者继续看好后市，短期内不会出售，市场上的 ETH 抛压不会增加。越多人长期持仓，则 ETH 的抛压就越小。目前，有超过 57% 的以太坊地址持币时间超过一年。具体而言，当前有 2839 万地址、5926 万 ETH 已经锁仓了超过一年的时间，这一数据可能反映出以太坊持有者对于后市的乐观态度。当然，随着 ETH 价格增长，也有一部分交易者择机参与交易。数据表明，持有时间不超过 1 个月的 ETH 比例，近三个月也有所增加。11 月的数据显示有 304 万以太坊地址、1955 万 ETH 的持仓时间不超过 30 天。该数值的增加，往往意味着交易者更活跃地参与市场。七、灰度信托锁定 263.5 万枚10 月 12日，加密货币资产管理公司 Grayscale Investments （灰度）在官方 Twitter 上发布了一则信息，称已经正式获得 SEC 批准，旗下的以太坊信托正式成为 SEC 报告公司。灰度信托为传统机构购买加密资产提供了便捷合规的渠道，也难怪许多人会为此兴奋不已。除了比特币灰度信托之外，如今以太坊灰度信托也可以在市场上交易，而灰度信托 ETH 持仓量指标，则表示在 ETH 信托之中所持有的 ETH 的数量。灰度以太坊信托当前持仓量为 263.5 万枚，并以此发行了28,367,200 份流动信托份额，每股之中包含 0.09289242 枚 ETH。由于灰度 ETH 信托是首支合规的信托，并且目前是单向的兑换机制（持有 ETH 可以交给灰度，换成对应的 ETHE 份额锁仓），随着灰度每周持续的买买买，预期灰度将成长为除了 ETH 2.0 锁仓之外最大的貔貅。八、DeFi 锁仓量创新高DeFi 是以太坊生态的旗舰。根据 DeBank 数据，在11 月中旬 DeFi 总锁仓量突破新高之后，近日 DeFi 产品的锁仓量有所回落。DeBank 用去除了 DeFi 诸应用的内生资产之后的资产价值，来衡量真实锁仓量，相比总锁仓量数据而言，更能真实反映 DeFi 的生态数据。当前 ETH 在 DeFi 之中的锁仓量为 700 万枚，相比峰值减少了 90 万 ETH。其中的一个因素，可能会是近日 ETH 价格上涨，激励了一些 DeFi 玩家出货。排名前列的各 DeFi 应用，均出现了不同程度的锁仓量下降情况。就稳定币而言，当前总共有 170 亿美元的稳定币在以太坊上发行。其中 USDT 占据 2/3，超过了 120 亿美元。九、算力逼近历史峰值尽管随 ETH2 接近 Phase0 阶段的信标链创世阶段越来越近，许多第三方抵押和持币人开始布局 Staking 市场参与 ETH2 挖矿。但是在 ETH 完全过渡到 PoS 机制之前，网络挖矿难度仍然可以作为矿工群体对市场的态度。图中数据显示了以太坊 Hash 算力情况，可以看到在过去半年内，以太坊挖矿算力持续增加，从六月下旬的 176 TH/s 上升到目前的 266.38 TH/s，TH/s 表示每秒钟可以运行的 hash 运算的量（THash 为单位），表示算力值的大小。同时根据 QKL123 的数据显示，当前以太坊网络算力也接近历史高值，目前挖矿难度为 3.56 P。挖矿难度越高，意味着出块需要付出更多的成本。算力和挖矿难度的上涨来自于两方面：更多高效能矿机的加入，以及投入更多成本去参与挖矿。这意味着在这波牛市持续期间，尽管存在对 PoW 和 PoS 切换引起了一些争议，不过矿工群体仍然是长期投入，对以太坊后市乐观。根据数据显示，当前算力最大的矿池分别来自星火矿池、EtherMine 以及蜘蛛矿池，其中星火矿池跟 EtherMine 矿池的算力之和，几乎占据全网算力的一半。来源：https://miningpoolstats.stream/ethereum十、以太坊发行量和市值以太坊目前总量为 1.1 亿个，当前每天大约挖出 1.8 万个 ETH，当前总市值 4429.5 亿人民币。2018 年 1 月初以太坊达到的市值峰值为 8630 亿，意味着如果按照当前的以太坊数量来算，价格翻倍，方能恢复此前高点的市值水平。目前， BTC 已经恢复此前市值水平，价格正在冲破前高的路上。对比之下，也能直观感受到不同市场的运行节奏。以太坊突破前高，还需要时间。当然，考虑到市值指标作为估算参数时会受到许多因素影响，如发行量、价格波动率等情况，其实并不适合用来作为严格估计，不过可以粗略展示 ETH 市场所处的情绪周期在持续乐观积累阶段。当前平均 Gas 价格为 35.12 Gwei。Gas 费衡量了以太坊网络中的活跃度，随着网络参与者增加，为了提升交易被打包入块的优先级，Gas 费会有所增加。在 2020 年 8-9 月期间，Gas 费飙高到数百，由 DeFi 交易者所引起。另外一个因素，会影响到 ETH 的市场：ETH 2.0 Staking 领域的发展。当前 ETH 存储合约中锁定了 742,432 枚 ETH，已经满足了 524,288 ETH 存入以启动 ETH 2.0 阶段的最低要求。随着 12 月 1 日信标链预期启动日的到来，Staking 领域的玩家逐渐入场，不管是采用拼单模式（凑齐 32 个 ETH) 还是作为独立质押人参与其中，都将会使 ETH 的锁仓量有所增加，降低市场流通率。这部分的影响，也值得关注。总结通过上面十组数据，我们对以太坊网络的当前状态和趋势应当有了一个直观的了解。尽管伴随回调，不过仍然有接近 80% 的地址保持盈利，链上长期持仓的比例也在增加，市场基本面数据仍然向好。除此之外，整体市场周期进入到了上行阶段，而灰度、Paypal 等机构巨头的加入，会带给加密市场新的增长力量。跟以往相比有了更多机构玩家，我认为会比此前走得更为沉稳。市场有风险，投资需要做好功课。希望本文提到的一些思考角度能够给你带来一些启发。参考信息：本文主要引证数据源来自于 QKL123、DeBank、intotheblock、EtherScan、CoinMetrics 等网站，特此致谢。-END-声明：本文为作者独立观点，不代表区块链研习社（公众号）立场，不构成任何投资意见或建议。发布于 2020-11-28 10:55虚拟货币比特币 (Bitcoin)赞同 2添加评论分享喜欢收藏申请

一文读懂以太坊 —— ETH 2.0发展与投研报告 - 知乎

一文读懂以太坊 —— ETH 2.0发展与投研报告 - 知乎首发于加密湾投研日志切换模式写文章登录/注册一文读懂以太坊 —— ETH 2.0发展与投研报告加密湾本文时间：2021 年 7 月 30 日加密湾团队原创出品，禁止转载。前言在加密货币的世界里，无论是投资机构、区块链应用开发者、矿机商，还是个人投资者、硬件供应商、游戏行业从业者等等，提起以太坊，大家或多或少都会有一些了解。这一方面取决于以太坊代币 ETH 本身的造富效应。从 2014 年首次发行以来，截至今天，ETH 的价格从 0.308 美元每枚涨到现在的 2300 美元每枚，投资回报率已经超过 7400 倍，非常夸张。另一方面，以太坊作为应用最广泛的去中心应用编程平台，引来无数开发者在其之上开发应用。这些应用不仅产生了巨大的商业价值，伴随 DEFI 生态、NFT 生态、DAO 生态蓬勃发展，也给 ETH 带来了更多使用者。随着“伦敦升级计划”临近，ETH 再次聚集所有人的关注目光。以太坊 2.0 到底是什么？包含哪些升级？目前进展如何？以太坊 2.0 到来，会对现有以太坊生态的去中心化应用产生哪些影响？ETH 是否值得持续投资？看完这篇文章，相信你会有自己的判断。（图：ETH 历史价格走势）以太坊起源在讲以太坊 2.0 之前，我们先简短回顾以太坊的发展历史。以太坊白皮书首次由俄罗斯程序员 Vitalik Buterin 于 2013 年发表，并于 2015 年正式启动主网。Vitalik Buterin 就是后来名震币圈的 V 神，4 岁学习编程，12 岁用 C++ 写游戏，17 岁接触比特币并创建了世界上最早的比特币信息平台，年仅 19 岁的他就发布了以太坊白皮书。关于 V 神的传奇故事，我们以后再讲。以太坊发布的初衷，是为了解决比特币拓展性不足的问题。我们都知道，比特币的发布打开了区块链行业发展的大门。随着行业的发展，更多高级复杂的去中心场景需求被提出，比特币单一去中心代币的功能属性已不能满足人们多样化的需求，开发者急需要拓展比特币以满足更多应用场景。但比特币作为最早的区块链应用，其代码与协议实现的功能非常有限。比特币为了自身程序的安全，使用的脚本语言与传输字节长度限制，让开发者难以在其之上继续做拓展应用开发工作。为了解决这个问题，以太坊不仅构建了新的协议框架，还在框架内支持数种图灵完备的高级编程语言，通过建立虚拟机（EVM）的方式来运行智能合约。对比比特币的脚本语言，图灵完备的高级编程语言显然功能强大的多，以太坊允许任何人在上边编写智能合约和去中心化应用程序，根据自己的需求定制程序功能。如果将搭建应用比作造房子，那么以太坊就提供了墙面、屋顶、地板等模块，用户只需像搭积木一样把房子搭起来，因此在以太坊上建立应用的成本和速度都大大改善。以太坊的出现，迅速吸引了大量开发者进入以太坊的世界编写出各类去中心应用，极大丰富了人们对去中心应用场景的需求。至此，大家对去中心应用的拓展需求，得到了相对完美的解决方案。（图：以太坊应用开发模型示意）以太坊与 ETH我们之前讲过，现有市场的加密货币，只是在区块链技术应用在某一场景下的单一代币。以太坊也不例外，它的完整项目名称是“下一代智能合约与去中心化应用平台”，Ether（以太币）是其原生加密货币，简称 ETH。（注：以太坊英文原版白皮书链接已放置文章结尾，有条件尽量去阅读原文）ETH 与 BTC 一样，也是去中心的加密货币。ETH 除了可以用来与各种类型数字资产之间进行有效交换，还提供支付交易费用的机制，即我们现在做链上操作时所支付的 GAS 费用。GAS 费用机制的出现，即保护了以太坊网络上创建的应用不会被恶意程序随意滥用，又因为 GAS 收入归矿工所有，让更多的用户参与到以太坊网络的记账当中成为矿工，进一步维护了以太坊网络安全与生态发展。与 BTC 不同的是，ETH 并没有采用 SHA256 挖矿算法，避免了整个挖矿生态出现由 ASIC（专用集成电路）矿机主导以至于大部分算力被中心化机构控制所带来的系统性风险。以太坊最初采用的是 PoW（Proof of Work）的工作量证明机制，人们需要通过工作量证明以获取手续费回报。我们经常听说矿工使用显卡挖矿，他们做的就是 POW 工作量证明。显卡越多，算力越大，那么工作量就越大，收入也就越高。当前，整个以太坊网络的总算力大约为 870.26 TH/s，用我们熟悉的消费级显卡来对比，英伟达 RTX 3080 的显卡算力大约为 92-93 MH/s，以太坊网络相当于 936 万张 3080 显卡算力的总和。以太坊白皮书内非常明确提到之后会将 PoW 工作证明的账本机制升级为 POS （Proof of Stake）权益证明的账本机制，这点我们后文再讲。ETH 经济模型与 BTC 总量 2100 万枚不同，ETH 的总量并没有做上限，而是在首次预售的 ETH 数量基础上每年增发，增发数量为 0.26x（x 为发售总量）。但我们也不用担心 ETH 会无限通胀下去，长期来看，每年增发币的数量与每年因死亡或者粗心原因遗失币的数量大致相同，ETH 的“货币供应增长率”是趋近于零的。（图：ETH 长期供应增长率）ETH 分配模型包含早期购买者，早期贡献值，长期捐赠与矿工收益，具体分配比例如下表。（图：ETH 分配机制）2014 年 7 月 24 日，首次 ETH 正式对外发售。ETH 最初定价为 1 枚 BTC 兑换 2000 枚 ETH，按当时 BTC 的价格计算，ETH 预售价格为 0.308 美元每枚。首次预售一共募资了 31,000 枚 BTC，售出了 60,102,216 枚 ETH，以当时的汇率，约合 1840 万美元。所以现在，每年将有 60,102,216 * 0.26 = 15,626,576 个 ETH 被矿工挖出，转成 PoS 后，每年产出的 ETH 将减少。目前，市场上流通的 ETH 总量约为 116,898,848 枚，总市值约为 2759 亿美元。以太坊发展历程以太坊项目开发被分为四个阶段，分别命名为：边境（Frontier）、家园（Homestead）、都会（Metropolis）、宁静（Serenity）。直到目前，以太坊项目仍处于开发阶段，其中前三个阶段已完成，目前正在进行第四阶段的开发工作。1. 边境阶段（2015年，已完成）：以太坊主网启动的第一个版本被后来被称为“边境”，上线后不久进行了第一次分叉，调整未来挖矿的难度。此版本处于实验阶段，技术并未成熟，最初只能让少部分开发者参与挖矿，智能合约也仅面向开发者开发应用使用，并没有用户参与，以太坊网络处于萌芽期。边境阶段 ETH 价格：1.24 美元。2. 家园阶段（2016年，已完成）：以太坊主网于 2016 年 3 月进行了第二次分叉，发布了第一个稳定版本，称作“家园”。此版本是第一个成熟的正式版本，采用 100% PoW 证明，引入难度炸彈，随着区块链数量的增加，挖矿难度呈指数增长，网络的性能大幅提升，以太坊项目也进入到快速成长期。在”家园“版本里，还发生了著名的”The DAO 攻击事件“，以太坊被社区投票硬分叉为以太坊（ETH）与以太经典（ETC）两条链，V 神站在了 ETH 这边。家园阶段 ETH 价格：12.50 美元。3. 都会阶段（2017~2019年，已完成）：都会的开发又分为三个阶段，升级分成了三次分叉，分别是 2017 年 10 月的“拜占庭”、2019 年 2 月底的“君士坦丁堡“、以及 2019 年 12 月的“伊斯坦布尔”。这些升级主要改善智能合约的编写、提高安全性、加入难度炸弹以及一些核心架构的修改，以协助未来从工作量证明转至权益证明。在都会阶段，以太坊网络正式显现出其威力，正式进入成熟期。智能合约让不同链上的加密货币可以互相交易，ERC-20 也在 2017 代币发行的标准，成千上万个项目在以太坊网络进行募资，被称作“首次代币发行（Initial Coin Offering, ICO）”，相信很多币圈的老人都是被当时 ICO 造富效应带进来的。到 2019 年，随着DeFi 生态的崛起，金融产品正式成为以太链上最大的产业。都会阶段 ETH 价格：151.06 美元。4. 宁静阶段（2020-2023年，正在进行）：与都会分三阶段开发相同，宁静阶段目前预计分成三次分叉：柏林（已完成）、伦敦（即将到来）、以及未命名的第三次分叉。“宁静”阶段又称为“以太坊 2.0”，是项目的最终阶段，以太坊将从工作量证明方式正式转向权益证明，并开发第二层扩容方案，提高整个网络的运行效率。宁静阶段可以说是以太坊网络的集大成之作，如果说前个三阶段只是让以太坊的愿景展现的实验平台，宁静阶段之后的以太坊，将正式成为完全体，不仅有完备的生态应用，超级快的处理速度，众多网络协同发展，而且 PoS 机制会非常节约能源，真正代表了区块链技术走向成熟的标志。宁静阶段 ETH 价格：2021 年 4 月 15 日完成的柏林阶段，当天价格为 2454 美元。（图：即将到来的『伦敦』协议升级）以太坊生态以太坊在发布白皮书时就已经定义出网络未来可能会出现的应用场景，如：代币系统、金融衍生品和稳定价值货币、身份和声誉系统、去中心化文件存储、去中心化自治组织、储蓄钱包、农作物保险、去中心化的数据馈送、智能多重签名托管、云计算、点对点赌博、预测市场、链上去中心化市场等，后续也是一直沿着这条路径调整优化逐步发展。以太坊的生态发展，从属性划可分为两大类：一是以太坊网络生态应用建设，二是以太坊网络扩容建设。两者相互融合，互相成就，应用需要更健壮强大的网络作为承载，网络需要功能完善的应用场景服务用户。先说应用生态，以太坊的生态我们又可以分为以下几大类：1. 去中心化自制组织（DAO）生态什么是去中心化自制组织？还是以我们熟悉的比特币举例：比特币目前市值七千多亿美金，在全球资产市值类排名第九，但比特币并不是某一公司发布的产品，也没有特定公司组织招聘人员进行维护。比特币现有的一切，都源于比特币持有者、比特币矿工自发形成的分布式组织，他们通过投票方式规划比特币发展路线，自发参与维护比特币程序与网络 ———— 这仅仅因为只要拥有比特币，所有人都是比特币网络建设中的受益者，一切维护都源于自身的利益关系。比特币的发明与成功运行，突破了由荷兰人创建、至今流行 400 多年的公司商业架构，开创出一种全新的、无组织架构的、全球分布式的商业模式，这就是 DAO。再说回以太坊，以太坊的 DAO 可以由智能合约编写，用户自定义应用场景。简单说就是我们规定出程序执行条件与执行范围，真实世界里只要触发设定好的条件，程序就会自动执行运行，且所有过程都会在以太坊的网络上进行去中心化公开验证，不需要经过人工或者任何第三方组织机构确认。以太坊 DAO 生态演化出许多商业场景，有慈善机构使用 DAO 建立公开透明的捐款与使用机制，有风投机构使用 DAO 建立公平分配的风险基金。以太坊生态的很多项目都采用 DAO 自治，代表项目有：Uniswap，AAVE，MakerDAO，Compound，Decred，Dash 等。2. 去中心化金融（DEFI）生态DEFI 是英语 Decentralized Finance 的缩写，翻译为去中心化金融。与去中心金融对应的就是中心化金融。在传统商业世界里，我们如果需要借钱、存钱，或者买某一公司股票，或者做企业贷款、融资，只要是进行金融活动，总离不开与银行、证券机构、会计事务所这些金融机构打交道。而在去中心的世界里，区块链本质就是集合所有人交易记录且公开的大账本，我们可以非常容易的追溯到每一个钱包地址发生过的每一笔交易，查询到任意一个钱包地址的余额信息，从而对钱包地址里的资产做评估。举个例子：全世界个人贷款最贵的国家是印度，印度的年轻人房贷利率目前是 8.8%，最高曾经到过 20%；与此对应，全世界个人存款利率最低的国家是日本，日本政府为了鼓励民众消费，在很长一段时间里银行存款利率是负值，日本人在银行存款不仅没有利息，还要给银行交保管费。理论上，如果日本人将自己的存款借与印度人，双方都能获得利益最大化，但现实生活中这样的场景很难发生。一是每个国家都有外汇管制，日本人的钱并不容易能给到印度人，二是印度人的信用如何日本人也不好评估，大家没有统一标准，万一借出去的钱无法归还，不能没了收益还要蒙受损失。但在去中心的世界里，这样的事情就简单的多。如果印度人的钱包地址里有比特币，我们就可以利用智能合约，印度人将自己的比特币质押进去，根据比特币当时的价格，系统自动给印度人一个授信额度，印度人就可以拿着这个额度去和日本人借款，并规定好还款的周期与利率。如果印度人违约，合约自动将印度人质押进去的比特币扣除，优先保障日本的权利，这样，日本人不用担心安全问题放心享受收益，印度人也有了更多的款项做为流动资金。这个例子就是去中心金融的简单应用，实际上，这就是我们参与 DEFI 挖矿是质押理财的原理 —— 当然真正应用实现算法与场景要复杂的多。DEFI 根据场景不同，又可以分为很多赛道，比如稳定币、预言机、AMM 交易所、衍生品、聚合器等等，我们以后专门开篇来讲。DEFI 代表项目有：Dai，Augur，Chainlink，WBTC，0x，Balance，Liquity 等。3. 非同质化代币（NFT）生态世界名画《蒙娜丽莎》，只有达·芬奇的原版可以展览在法国卢浮宫博物馆，哪怕现代的技术可以无比精细地复刻出来，仿品都不具备原版的收藏价值。这就是 NFT 的应用场景。NFT（英语：Non-Fungible Token）是我们可以用来表示独特物品所有权的代币，它们让我们将艺术品、收藏品甚至房地产等现实事物唯一代币化。虽然文件（作品）本身是可以无限复制，但代表它们的代币在链上可以被追踪，并为买家提供所有权证明。相比现实中实物版权、物权的双重交割相比，NFT 只需要交割描述此物品的唯一代币。NFT 作品往往存储在如 IPFS 这样的分布式存储网络里，随用随取，永不丢失，加之交割简单方便，很快吸引了大量玩家与投资者收藏转卖，NFT 出现也给艺术家提供了全新的收入模式。类似 DEFI 生态，NFT 生态根据应用场景不同也产生了不同赛道，目前比较火热的赛道有 NFT 交易平台，NFT 游戏平台，NFT 艺术品平台， NFT 与 DEFI 结合在一起的金融平台。NFT 代表项目有：CryptoKitties，CryptoPunks，Meebits，Opensea，Rally，Axie Infinity，Enjin Coin，The Sandbox 等。4. 标准代币协议（ERC-20）生态与 NFT 非同质化代币所对应的，就是同质化代币。比如我们使用的人民币就是一种同质化代币，我们可以用人民币进行价值交换，即使序号不同也不影响其价值，如果面额相同，不同的钞票序号对持有者来说没有区别。BTC，ETH 和所有我们熟知的加密货币，都属于同质化代币。同种类的一个比特币和另一个比特币没有任何区别，规格相同，具有统一性。在交易中，只需关注代币交接的数量即可，其价值可能会根据交换的时间间隔而改变，但其本质并没有发生变化。以太坊的 ERC-20 就是定义这种代币的标准协议，任何人都可以使用 ERC-20 协议，通过几行代码，发布自己在以太坊网络上的加密货币。现在，以太坊网络上运行的代币种类有上百万个，上边提到的项目，大多也在以太坊网络中发布了自己的同质化代币。ERC-20 代表项目有：USDT，USDC，WBTC 等。（图：以太坊生态 DEFI 项目一栏表）以太坊网络性能扩容再说网络性能扩容。我们先引入一个概念：区块链的不可能三角，即无论何种方法，我们都无法同时达到可扩展、去中心化、安全，三者只能得其二。这其实很好理解，如果我们要去中心化和安全，就需要更多有节点参与网络进行验证，从而导致验证人增多、网络效率降低，扩展性下降。网络性能建设就是在三者之间找到平衡点。用数据举例，目前比特币可处理转账 7 笔 / 秒，以太坊是 25 笔 / 秒，而 VISA 平均为 4500 笔 / 秒，峰值则达每秒上万笔。这种业务处理能力的差别，我们就可以简单理解为是「吞吐量」的差距。而想要提高吞吐量，则需要扩展区块链的业务处理能力，这就是所谓的扩展性。根据优化方法不同，以太坊网络性能扩容方案可以分为：1. Layer 1 链上扩展，所有交易都保留在以太坊上的扩展解决方案，具有更高的安全性。链上扩展的本质还是改进以太坊主链本身，使整个系统拥有更高的拓展性与运行效率。一般的方法有两种，要么改变共识协议，比如 ETH 将从 PoW 转变为 PoS；要么使用分片技术，优化方法使网络具有更高效率。2. Layer 2 链下扩展，在以太坊协议之上分层单独做各场景解决方案，具有更好的扩展性。链下扩展可以理解为把计算、交易等业务处理场景拿到以太坊主链之外计算，最后将计算好的结果传回主链，主链只反映最终的结果而不用管过程，这样，无论多么复杂的应用都不会对主链产生影响。常用的方法有：卷叠（Rollups）、状态通道（State channels）、侧链（Sidechains）、等离子体（Plasma）、混合方案（Hybrid solutions）等。我们并不需要明白具体技术实现，只需知道：相比 Layer 1 方案，Layer 2 方案网络不会干扰底层区块链协议，可以替 Layer 1 承担大部分计算工作，从而降低主网络的负担提高网络业务处理效率，是目前公认比较好的扩容方案。Layer 2 代表项目有：Polygon，Loopring，OMG Network，Plasma Finance，Synthetix，ZKSwap，dYdX，Skale 等。（图：以太坊网络 Layer 生态一栏）以太坊 2.0终于讲到以太坊 2.0，回到今天的主题。通过回顾以太坊的发展历史，我们现在已经十分明确：以太坊 2.0 并不是新项目，它只是以太坊开发进程的最后一个阶段，它将由整个以太坊生态多个团队协同完成，目标是使以太坊更具可扩展性、更安全和更可持续，最终成为主流并为全人类服务。以太坊社区将现有的以太坊主网称为 ETH1，升级后的以太坊主网成为 ETH2。ETH2 建设目标有：1. 更具可扩展性。每秒支持 1000 次交易，以使应用程序使用起来更快、更便宜。2. 更安全。以太坊变得更加安全，以抵御所有形式的攻击。3. 更可持续。提高网络性能的同时减少对能源的消耗，更好地保护环境。最重要的变化，ETH2 将从 ETH1 使用的 PoW（Proof of Work）工作量证明机制升级为 POS （Proof of Stake）权益证明机制。不再以算力做为验证方式，而是通过质押加密货币的数量做为验证手段。矿工不需要显卡也能挖矿，既节省了时间成本与电力成本，又提高了 ETH 的利用率，非常类似钱存在银行获得利息。ETH2 主要使用的技术是分片分层技术实现整个网络扩容，与 Layer2 方案类似，ETH2 将是 Layer1 与 Layer2 方案的大融合。ETH2 升级将分为三个阶段进行：1. 阶段0（2020年12月，正在进行）：信标链的创建与合并。信标链是 ETH2 的主链，如同人类的大脑，是 ETH2 得以运行的基础。信标链将负责协同管理 ETH2 所有的分片链与所有验证者，并运行 POS 机制。信标链与 ETH1 并不是同一条链，它比 ETH1 更强大，ETH1 最终也会合并在信标链里，成为信标链的一个分片，合并后的以太坊网络同时支持 PoW 与 PoS 机制。目前，信标链已于 2020 年 12 月启动，我们可以在以太坊官网上质押 ETH 来获得 PoS收益。另外，信标链与 ETH1 合并时间，预计会在 2021 年末至 2022 年初进行。(图：ETH2 网络目前质押数量与收益率)2. 阶段1（预计2022年，未开始）：分片链的创建与应用。当信标链与 ETH1 合并完成后，就进入分片链的开发阶段。分片链可以理解为将 ETH2 主链的整块数据按一定规则拆分存放，单独建立新链处理，用来分担主链上的数据压力，目前规划是建立 64 条分片链。举个例子，从北京到上海，原来的交通工具只有一条公路，所有的车辆都需要在上边运行，就会非常拥挤；现在通过分片技术，多出来高铁、飞机等交通方式，分流的车辆同时到达速度更快，这就是分片链起到的作用。（图：分片链与主链交互示意图）3. 阶段2（预计2023年，未开始）：整个网络功能的融合。到了此阶段，整个系统的功能全面开始融合，分片链的功能会更加强大，新的处理机制开始支持账户、智能合约、开发工具的创建，新的生态应用等。此阶段是以太坊网络的最终形态，网络性能得到全面提升，生态应用全面爆发。但要服务全人类，ETH2 每秒 1000 次的交易效率显然还是远远不够，以太坊也会为它的目标持续优化下去。ETH2 对大家会有什么影响？1. 对于以太坊生态开发者。ETH2 在部署应用的时候，是需要选择应用在哪条分片网络进行部署，造成这种差异的原因是跨分片通信不同步，这就意味着开发者需要根据自己发展计划做不同的组合。2. 对与 ETH 持币者。ETH2 与 ETH1 数据完全同步，代币也不会有任何变化，你可以继续使用现在的钱包地址继续持有 ETH。3. 对于矿工。虽然 PoW 与 PoS 还会并行一段时间，可以预计的 PoW 矿机的产出会越来越少，应该开始减少 PoW 矿机的投资，开始转向 PoS 机制。4. 对于用户。ETH2 速度更快，交易手续费更低，网络体验会非常好，唯一值得注意的是，由于 Dapp 部署在不同的分片网络上，可能需要手动选择应用的网络选项。ETH 是否值得投资？这个应该是我们最关心的话题，做为本文的结尾。ETH 是除了 BTC 以外市场的风向标，明确了解 ETH2 非常有助于我们理解其他区块链项目，理解二级市场。简单总结几个点吧：1. 通过以太坊的项目分析，我们可以清晰地看到：在比特币之后，以太坊项目的发展史就是目前区块链应用生态的发展史。无论 DEFI 生态，NFT 生态，DAO 生态还是代币、合约、协议生态，其实在以太坊发布白皮书时已有预见，后来出现的项目，都是围绕计划做验证。2. 以太坊的联合创始人里，只有 V 神还在为以太坊事业做贡献，但这并不影响以以太坊繁荣发展。初始团队只是创建了它，后续的发展是社区、开发者、矿工与用户共同建立的结果，以太坊已经不是某几个人的思维，它是所有生态参与者共同的结晶，它属于全人类。3. 在过去的几年里，以太坊一直沿着既定的开发轨迹发展，从未停止。虽然中途出现过几百次“死亡”危机，它还是顽强的发展下来，拥有了繁荣生态，成为公链之王。ETH2 还要两三年时间才能落地，中间也充满变数，比如其他的公链抢占先机，但我们可以相信，以太坊现有的开发构架，一定会让 ETH2 顺利落地，变得更加强壮。4. 区块链技术是革命，不要再抱有任何 BTC 会死亡，区块链行业会消失这样的伪命题。BTC、ETH 让我们看到了突破原有公司组织架构，一种全新无组织架构的商业模式存在，显然，这种商业模式非常符合这个时代的发展需求。即使创始团队在不在，即使发展过程会走偏方向，只要方向对人类有益，总会被修正到正确的道路上来。5. 我们对 ETH 态度非常明确，值得投资并坚定持有。ETH2 的上线，短期看 PoW 奖励与 PoS 奖励并行，可能会让 ETH 总通胀率短期内飙升，长期看 ETH 通胀率始终保持平衡。以太坊网络承载的生态与 ETH 自身的应用场景，我们目前看不到有其他公链代替以太坊公链的可能性，ETH2 的上线，甚至会对其他公链造成“虹吸效应”，万链归一。全文完。参考资料：1. 以太坊白皮书英文版：Ethereum Whitepaper | ethereum.org2. 以太坊白皮书中文版：[中文] 以太坊白皮书 · ethereum/wiki Wiki3. 以太坊基金会公告：https://blog.ethereum.org/2014/07/22/launching-the-ether-sale/4. 以太坊发展历史：History and Forks of Ethereum | ethereum.org5. 以太坊周报：Week in Ethereum News6. Ethereum Wiki：https://en.wikipedia.org/wiki/Ethereum7. The DAO 攻击事件：白话区块链：以太坊分叉的缘由：著名的The DAO事件8. 以太坊浏览器：https://etherscan.io/9. 全球资产排名：Infinite Market Cap10. 去中心化金融：Decentralized finance (DeFi) | ethereum.org11. 去中心化资质组织：Decentralized autonomous organisations (DAOs) | ethereum.org12. 非同质化代币：Non-fungible tokens (NFT) | ethereum.org13. ETH2信标链浏览器：Mainnet | Beacon Chain Explorer (Phase 0) for Ethereum 2.014. ETH2质押回报率计算器：Staking Calculator | Beacon Chain (Phase 0) Ethereum 2.0 Explorer15. ETH2基金会博客：https://blog.ethereum.org/category/research-and-development/————————————————加密湾频道：分享区块链知识干货，让每个人都能成长为区块链领域独立投资者。更多关于加密货币投资知识，欢迎持续关注我的知乎频道。编辑于 2021-08-03 16:17数字货币币圈赞同 609 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录加密湾投研日志有深度、超干货的加密货币专栏！欢迎订阅。日记事记诚实面对自己

图解以太坊发行量 · Ethereum Community Network

坊发行量 · Ethereum Community Network新闻资讯零时学院开发者门户生态漫游ΞSearch by 图解以太坊发行量ETH发行量应如何计算呢？本文借以图表阐述每个阶段的ETH发行量受哪些因素影响。JMJim McDonald 2020-05-18来源 | attestant.io

为了保证链的安全性，Eth1采用工作量证明共识机制，而Eth2采用权益证明。两种网络都通过产生新的ETH来奖励参与者，这就使ETH总供应量不断增长。总供应量持续且无限地增长会导致通货膨胀，那么相较于其他货币来说，ETH或许会贬值。本文着眼于从Eth1到Eth2网络的技术变化，因这些变化将对ETH总供应量产生短期和长期影响。

发行量与通货膨胀

譬如，若某个时间点的总供应量为1000万，一年后为1200万，那么就表示净发行量为200万。

在上述例子中，通货膨胀率为20%。

通货膨胀率与发行量以年为单位计算。发行量显示总供应量变化的幅度，通货膨胀率则显示总供应量变化的影响。

请注意，ETH是一种单一货币，无论是在Eth1还是Eth2链上，最终都可以相互转换。因此，当计算通货膨胀率时，会将两条链上的发行量与总供应量相加得出实际数值。

Eth1发行量

众所周知，关于Eth1发行量，每挖出一个区块，矿工便能得到2个ETH的区块奖励。Eth1区块的生成速度并非早已设定，只是随着时间的推移，区块的平均生成时间渐渐稳定在14秒。因此，每年大约发行450万个ETH。

Eth1还会发放叔块奖励。最先产生或广播到网络中的区块将成为主链的一部分，其叔块则与主链失之交臂。叔块奖励在很大程度上取决于网络，趋向于占主要发行量的5％左右，即每年约25万个ETH。

截至撰写本文时，ETH总供应量将要达到1.1亿，过去一年的通货膨胀率约为4.5％。

Eth2阶段0的影响

Eth2有自己的发行机制。区块的生成更具规律性，即每12秒的时隙最多生成一个区块。尽管如此，**每个区块的生成过程中积极保护网络安全的验证者总数决定了该区块的奖励。**下图呈现发行量与验证者数量的关系：

图表1：Eth2发行量

注意，上图统计的是可能达到的最大发行量。实际上，由于出现网络故障等问题，某些验证者在本应活跃时处于非活跃状态，导致损失奖励的同时还要遭受罚款，这两种情况都会导致发行量减少。结果，对Eth2发行量预计约为上图所示值的90％。

EIP-1559的影响

目前，用户在以太坊链上发送交易时支付的所有费用都会奖励给该区块的矿工。EIP-1559是一个以太坊改进提案，对交易费用分配方案进行改良（当然还有其他更改）。交易费用中的很大一部分会被“销毁”，从链上彻底消失，从而使发行量减少。

各种交易费用销毁额方案都被已纳入考虑范围，目前的提议是大约销毁80％的交易费用。随着时间的推移，交易费用也会发生显著的变化（这是EIP-1559正在试图解决的问题），但采用当前费用平均数，即每个区块产生0.1ETH的交易费用，这将使发行量减少约18万个ETH。

停止挖矿的影响

关于合并Eth1和Eth2的讨论持续进行中。出于本文的目的，不管以任何形式进行合并，重点是Eth1链将采用Eth2的权益证明共识机制以保证安全性，不再需要现存的工作量证明共识机制。

合并后不再发放区块奖励与叔块奖励，将使发行量大幅下降。

Eth2阶段2的影响

Eth2的阶段2引入交易。尽管尚未确定这些交易的相关细节，**但此阶段将引入其他参与者充当状态提供者(state providers)。**网络需要为他们的工作支付薪酬，这意味着发行量将有所增长。目前尚无具体数据，但是可以合理地预计状态提供者将获得完全验证节点奖励的30％，

阶段2中的验证者需要独立完成更多的工作量，这样能够抵消上述情况中的增长。而且，从阶段2启动开始，首次能够停止验证，且操作简单，这很可能会使验证者数量减少，发行量也随之减少。

然而，在很大程度上，Eth2阶段2才开始属于功能齐全的Eth2链。随着越来越多的应用程序部署在Eth2上，交易增多，ETH的销毁量也会随之上升（多亏Eth2实行EIP-1559），发行量则不断下降。

综上所述

下图时间轴综合了所有的变化，粗略地预计了Eth发行量接下来几年内的变化趋势。

图表2：发行量变化趋势

显而易见，时间轴上并没有标明实际日期，而是采用了编号标记。这些编号分别对应以下阶段：

Eth2阶段0

EIP-1559

停止挖矿

Eth2阶段2

我不保证这些事项将严格按照顺序进行。譬如，有可能停止挖矿后才实施EIP-1559。

尽管上图不太明晰，但从图中可以看出，Eth2启动后，预测的发行量从近似值转变为范围值，这是由于发行量开始取决于验证者数量。所示范围值根据迄今为止的可用信息得出，是最具可能性的估值。

Eth2转向采用权益证明，对发行量产生了直接而巨大的影响，但只是一次性的。相比之下，EIP-1559对发行量的初始影响相对较小，但其影响的程度与以太坊网络上处理的交易数量成正比。随着交易量的增多，发行量将继续下降，可能降至0以下。此时，ETH将首次出现通缩现象。

希望ETH通胀率长期保持在0.5％至-0.5％之间，同时保持甚至提高安全性水平。这表明要想确保交易安全的同时，不产生大量的内部与外部成本，以太坊还要努力向前迈进。尽管无法确定具体的时间表，但发展步骤明确，寓示着以太坊和ETH前景广阔。

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皮书 | ethereum.org跳转至主要内容学习用法构建参与研究搜索语言 ZH帮助更新此页面本页面有新版本，但现在只有英文版。请帮助我们翻译最新版本。翻译页面没有错误！此页面未翻译，因此特意以英文显示。不再显示首页/whitepaper页面最后更新: 2023年9月25日在本页面下一代智能合约和去中心化应用平台比特币及现有概念简介历史比特币是一个状态转换系统挖矿默克尔树其它的区块链应用脚本以太坊以太坊帐户消息和交易消息以太坊状态转换函数代码执行区块链和挖矿应用代币系统金融衍生品和价值稳定的货币身份和信誉系统去中心化文件存储去中心化自治组织更多应用杂项和关注改进版 GHOST 协议的实现费用计算和图灵完备货币和发行长期供应增长率（百分比）挖矿中心化可扩展性结论注释与延伸阅读注释延伸阅读以太坊白皮书这篇介绍性论文最初由以太坊创始人 Vitalik Buterin 在 2014 年发表，前于 2015 年的项目正式发布时间。值得一提的是，和其他社区驱动的开源软件项目一样，以太坊自发布以来一直不断发展。虽然已经过数年，但由于本文仍然可提供有用的参考并能够准确表述以太坊及其愿景，我们仍然在维护它。若想了解以太坊的最新进展，以及以太坊协议的更新情况，我们推荐您阅读本指南。寻求此白皮书早期版本或规范版本 [自 2014 年 12 月起] 的研究人员和学者应使用此 PDF。下一代智能合约和去中心化应用平台中本聪 2009 年开发的比特币常被誉为资金和货币的一次革命性变革，作为数字资产的首个实例，它同时具有以下特点：没有实物或内在价值(opens in a new tab)支撑，也没有一个中心化的发行机构或控制者。然而，比特币实验有另一个可以说是更重要的部分，即作为分布式共识工具的底层区块链技术，并且人们的注意力正迅速地开始转移到比特币的这个方面。经常被提到的其他区块链技术应用包括：使用链上数字资产表示自定义货币和金融工具（“彩色币(opens in a new tab)”）、底层物理设备的所有权（“智能资产(opens in a new tab)”）、非同质化资产例如域名（“域名币(opens in a new tab)”），以及一些更复杂的应用，例如让数字资产由一段实现任意规则的代码（“智能合约(opens in a new tab)”）甚至由基于区块链的“去中心化自治组织(opens in a new tab)”(DAO) 直接控制。以太坊打算提供一种内置完全成熟的图灵完备编程语言的区块链，这种语言可用来创建“合约”，而合约可用于编码任意状态转换函数，让用户可以创建上述任何系统以及我们尚未想象到的许多其他内容，只需用几行代码编写出想实现的逻辑即可。比特币及现有概念简介历史去中心化数字货币的概念以及财产登记等其他应用已经存在了几十年。 1980 年代和 1990 年代的匿名电子现金协议主要依赖于称为 Chaumian 盲签名的密码学原语，提供了一种具有高度隐私性的货币，但这些协议基本上未能获得关注，因为它们依赖于中心化中介。 1998 年，戴伟 (Wei Dai) 的 b-money(opens in a new tab) 成为第一个提出通过解决计算难题来创造货币及去中心化共识等想法的协议，但该协议缺乏关于如何实际实施去中心化共识的细节。 2005 年，Hal Finney 引入了“可重复使用的工作量证明(opens in a new tab)”这一概念，该系统将 b-money 的想法与 Adam Back 有计算难度的哈希现金难题相结合来创建加密货币的概念，但由于依赖可信计算作为后端，又一次未能做到完美。 2009 年，中本聪将通过公钥密码学管理所有权的成熟原语与用于跟踪货币所有者的共识算法相结合，首次真正意义上实现了一种去中心化货币，被称为“工作量证明”。工作量证明机制是该领域的一项突破，因为它同时解决了两个问题。首先，它提供了一种简单且比较有效的共识算法，让网络中的节点能够全体对比特币账本状态的一组规范更新达成一致。其次，它提供了一种允许自由进入共识过程的机制，解决了决定谁来影响共识的政治问题，同时防止了女巫攻击。为此，在工作量证明中，将正式的参与壁垒（例如要求在特定清单上注册成为唯一实体）替换成经济壁垒，即共识投票过程中单个节点的权重与该节点的算力成正比。此后，还提出了另一种称为权益证明的方法，节点权重与其货币持有量而非计算资源成正比；针对这两种方法相对优点的讨论不在本文范围内，但应该注意，这两种方法都可以作为加密货币的支柱。比特币是一个状态转换系统从技术角度讲，诸如比特币等加密货币账本可视作一种状态转换系统，该系统有一个“状态”，由全部现存比特币的所有权状态和一个“状态转换函数”组成，状态转换函数以状态和交易为输入并输出新状态作为结果。例如，在标准的银行系统中，状态就是一个资产负债表，一笔交易是一个从 A 帐户向 B 帐户转账$X的请求，状态转换函数将从A帐户中减去$X，向 B 帐户增加$X。如果A帐户的余额在第一步中小于$X，状态转换函数就会返回错误提示。所以，可以如此定义：APPLY(S,TX) -> S' or ERROR

上面提到的银行系统中，状态转换函数如下：APPLY({ Alice: $50, Bob: $50 },"send $20 from Alice to Bob") = { Alice: $30, Bob: $70 }

但是：APPLY({ Alice: $50, Bob: $50 },"send $70 from Alice to Bob") = ERROR

比特币中的“状态”是指所有已铸造但尚未使用的货币（技术上称为“未使用的交易输出”或 UTXO）的集合，每个 UTXO 都有面额和所有者（由一个 20 字节的地址定义，本质上是一个加密公钥 [fn1]（注释编号））。一个交易包括一个或多个输入以及一个或多个输出，每个输入都包含对现有 UTXO 的引用以及所有者地址相关的私钥创建的加密签名；每个输出都包含一个要添加到状态中的新 UTXO。状态转换函数 APPLY(S,TX) -> S' 的定义大体如下：对于 TX 中的每个输入：如果引用的 UTXO 不在 S 范围内，则返回错误。如果提供的签名与 UTXO 的所有者不符合，则返回错误。如果所有输入 UTXO 面值总额小于所有输出 UTXO 面值总额，则返回错误。在移除所有输入 UTXO 且添加所有输出 UTXO 后，返回 S。第一步的第一部分防止交易发送者花费不存在的比特币，第二部分防止交易发送者花费其他人的比特币，第二步确保价值守恒。为了用于支付，比特币协议如下。假设 Alice 想给 Bob 发送 11.7 BTC。首先，Alice 将寻找她拥有的一组总数至少为 11.7 BTC 的可用 UTXO。事实上，Alice 不太可能正好有 11.7 BTC；假设她能得到的最小数额是 6+4+2=12。所以，她可以创建一笔有三个输入和两个输出的交易。第一个输出为 11.7 BTC，所有者是 Bob 的地址，第二个输出为剩下的 0.3 BTC 找零，所有者是 Alice 自己。挖矿如果我们拥有可信任的中心化服务机构，状态转换系统可以很容易地实现；可以简单地将上述功能准确编码，使用中心化服务器的硬盘来记录状态。然而，我们想把比特币构建成去中心化货币系统，为了确保每个人都同意交易的顺序，我们需要将状态转换系统与一个共识系统结合起来。比特币的去中心化共识进程要求网络中的节点不断尝试将交易打包成“区块”。网络计划大约每十分钟产生一个区块，每个区块包含一个时间戳、一个随机数、一个对上一个区块的引用（即哈希）和上一区块生成以来发生的所有交易列表。随着时间推移就创建出了一个持续增长的区块链，它不断地更新，从而能够代表比特币账本的最新状态。检查一个区块是否有效的算法，如以下范式所示：检查该区块引用的上一个区块是否存在且有效。检查该区块的时间戳是否大于上一个区块 [fn2]（注释编号）的时间戳并且在将来 2 小时以内检查区块上的工作量证明是否有效。令前一个区块末尾的态为 S[0]。假设 TX 是该区块的交易列表，其中包含 n 个交易。对于 0...n-1 中的所有 i，如果有任何应用程序返回错误，退出并返回 false，请设置 S[i+1] = APPLY(S[i],TX[i])。返回 true，并将 S[n] 登记为该区块末尾的状态。本质上，区块中的每笔交易都必须提供一个有效的状态转换，从交易执行前的规范状态转换到某个新状态。注意，状态并未编码到区块。它纯粹只是校验节点记住的抽象概念，只能被任意区块从创世状态开始，按顺序加上每一个区块的每一笔交易，（安全地）计算出当前状态。另外，需要注意矿工将交易收录进区块的顺序。如果一个区块中有 A、B 两笔交易，B 花费的是 A 创建的 UTXO，如果 A 在 B 之前，这个区块是有效的，否则，这个区块无效。“工作量证明”是出现在上表而其他系统没有的验证条件。具体验证方法为，对每个区块进行两次 SHA256 哈希处理，得到一个 256 位的数值，该数值必须小于不断动态调整的目标数值，本文写作时目标数值大约是 2187。工作量证明的目的是使创建区块有算力困难，从而阻止女巫攻击者恶意重新生成区块链。因为 SHA256 是完全不可预测的伪随机函数，创建有效区块的唯一方法就是简单地不断试错，不断地增加随机数的数值，查看新的哈希数是否小于目标值。当前的目标数值是~2187，网络必须平均尝试 ~269次才能生成有效的区块。一般而言，比特币网络每隔 2016 个区块重新设定目标数值，从而保证网络中的节点平均每十分钟生成一个区块。为了对矿工的计算工作进行激励，每一个成功生成区块的矿工有权在区块中包含一笔凭空发给他们自己 12.5 BTC 的交易。另外，如果交易的输入额大于输出，差额部分就作为“交易费”付给矿工。顺便提一下，这也是比特币发行的唯一机制，创世状态中并没有比特币。为了更好地理解挖矿的目的，让我们分析比特币网络出现恶意攻击者时会发生什么。因为比特币的密码学基础是非常安全的，所以攻击者会选择攻击没有被密码学直接保护的部分：交易顺序。攻击者的策略非常简单：向商家发送 100 个比特币以换取某种产品（最好是快速交付的数字商品）等待商品交付创建另一笔交易，将这 100 个比特币发送给自己试图让网络相信他对自己的交易是先发生的。一旦步骤 (1) 发生，几分钟后矿工将这笔交易收录到区块中，假设是编号为 270000 的区块。大约一小时后，此区块后面将会有五个区块，每个区块间接地指向这笔交易，从而确认这笔交易。这时卖家收到货款，并向买家发货。因为我们假设这是数字商品，交付将瞬间完成。现在，攻击者创建另一笔交易，将相同的 100BTC 发送到自己的帐户。如果攻击者只是单纯地向全网广播这一消息，该笔交易不会被处理；矿工将运行状态转换函数 APPLY(S,TX) ，发现这笔交易要花费已经不在状态中的 UTXO。所以，攻击者会对区块链进行分叉，将第 269 个区块作为父区块重新生成第 270 个区块，在此区块中用新交易取代旧的。因为区块数据是不同的，这要求重新进行工作量证明。另外，攻击者的新版 270 区块有不同的哈希，原来的 271 到 275 的区块不指向它，所以原链和攻击者的新链是完全分离的。规定，在发生区块链分叉时，最长链被认为是诚实的区块链，合法的矿工将会沿着原有的 275 区块挖矿，只有攻击者一人在新的 270 区块后挖矿。攻击者为了使其区块链最长，他需要拥有比除了他以外的全网更多的算力来追赶（即“51%攻击”）。默克尔树左：仅提供默克尔树上的少量节点已经足够给出分支的合法证明。右：对默克尔树任意部分进行改变的尝试最终都会导致链上某处不一致。比特币一个重要的可扩展特性是：它的区块存储在多层次数据结构中。一个区块的哈希实际上只是区块头的哈希，区块头是一段约 200 字节的数据，包含时间戳、随机数、上个区块的哈希和默克尔树根的哈希，而默克尔树是一个存储了该区块所有交易的数据结构。默克尔树是一种二叉树，由一组叶节点、一组中间节点和一个根节点构成。最下面是大量包含基础数据的叶节点，每个中间节点是其两个子节点的哈希，顶部的根节点也是其两个子节点的哈希。默克尔树的目的是允许区块数据可以零散地传送：节点可以从一个源下载区块头，从其它源下载相关树的一小部分，而依然能够确认所有的数据都是正确的。之所以如此是因为哈希向上传播：如果一个恶意用户尝试替换一个伪造的交易到树的底部，此改动将导致树的上层节点的改动，以及更上层节点的改动，最终导致根节点的改动以及区块哈希的改动，这样协议就会将其记录为一个完全不同的区块（几乎可以肯定是带着无效的工作量证明）。默克尔树协议可以说是比特币长期持续性的基础。比特币网络中的一个全节点——存储和处理所有区块全部数据的节点，在 2014 年 4 月需要占用 15GB 的磁盘空间，而且还以每个月超过 1GB 的速度增长。目前，对台式计算机来说尚可接受，但是手机已经负载不了如此巨大的数据了，未来只有商业机构和爱好者才会充当完整节点。简化支付确认协议（SPV）允许另一种节点存在，这样的节点被称为“轻节点”，它下载区块头，使用区块头确认工作量证明，然后只下载与其交易相关的默克尔树分支。这使得轻节点只要下载整个区块链的一小部分，就可以安全地确定任何一笔比特币交易的状态和帐户的当前余额。其它的区块链应用将区块链思想应用到其它领域的想法早就出现了。 2005 年，Nick Szabo 提出了“利用所有者权限确保财产权(opens in a new tab)”这一概念，该文件描述了“复制数据库技术的新进展”将如何允许基于区块链的系统存储谁拥有哪些土地的登记表，创建了一个包括宅基地、违法占有和佐治亚州土地税等概念的复杂框架。然而，不幸的是在那时还没有实用的复制数据库系统，所以这个协议没有被付诸实践。不过，自 2009 年比特币的去中心化共识开发成功以来，大量区块链的其它应用开始快速出现。域名币 - 创建于 2010 年，域名币(opens in a new tab)描述成去中心化的名称注册数据库最为恰当。在 Tor、比特币和比特信等去中心化协议中，需要某种方式来识别帐户，以便其他人可以与帐户交互，但在所有现有解决方案中，唯一可用的标识符是伪随机哈希，如 1LW79wp5ZBqaHW1jL5TCiBCrhQYtHagUWy。理想情况下，人们希望能够拥有名称的帐户，比如“george”。但是，问题在于如果一个人可以创建名为“george”的帐户，那么其他人也可以按相同流程为自己注册“george”来冒充。唯一的解决方案是“成果优先原则”范式，即第一个注册者成功后第二个注册者将失败，这个问题非常适合比特币共识协议。域名币是应用这种想法的最早、最成功的名称注册系统实现。彩色币 - 彩色币(opens in a new tab)的作用是充当一种协议，让人们在比特币区块链上创建自己的数字货币，或者在货币只有一个单位的这种重要但琐碎情况下，创建数字代币。在彩色币协议中，通过公开为特定的比特币 UTXO 分配一种颜色来“发行”新货币，并且该协议以递归方式将其他 UTXO 的颜色定义为与创建它们的交易所花费的输入的颜色相同（一些特殊规则适用于混合颜色输入的情况）。这样，用户可以维护仅包含特定颜色 UTXO 的钱包，像发送普通比特币一样发送它们，并通过区块链回溯以确定他们收到的任何 UTXO 的颜色。元币 - 元币是想要拥有一个基于比特币的协议，使用比特币交易来存储元币交易，但具有不同的状态转换函数 APPLY'。因为元币协议无法阻止无效元币交易出现在比特币区块链中，所以增加了一条规则，如果 APPLY'(S,TX) 返回错误，该协议默认为 APPLY'( S,TX) = S。这为创建任意加密货币协议提供了一种简单的机制，可能有无法在比特币内部实现的高级功能，但开发成本非常低，因为比特币协议已经处理了挖矿和网络的复杂性。元币已被用于实现某些类别的金融合约、名称注册和去中心化交易所。因此，一般而言，建立共识协议有两种方法：建立一个独立网络或把协议建立在比特币网络上。前一种方法在域名币这样的应用中相当成功，但是该方法的实施非常困难，每个应用都要创建独立的区块链，建立并测试所有必须的状态转换函数和网络代码。另外，我们预测去中心化共识技术应用将会服从幂律分布，大多数的应用太小不足以保证自身的安全，我们还注意到大量的去中心化应用，尤其是去中心化自治组织，需要进行应用之间的交互。另一方面，基于比特币的方法存在缺点，它没有继承比特币简化确认支付（SPV) 的特性。比特币可以实现简化确认支付，因为比特币可以用区块链深度代表有效性；某种程度上，当一笔交易的祖先们距离现在足够远时，就可以安全地认为它们是合法状态的一部分。与之相反，基于比特币区块链的元币协议不能强迫区块链剔除违反元币协议的交易。因此，完全安全的元币协议的简化支付确认需要后向扫描所有的区块，直到比特币区块链的初始点，以确认某一交易是否有效。目前，所有基于比特币的元币协议的“轻”实施都依赖可信任的服务器提供数据，这对主要目的之一是消除信任需要的加密货币而言，可能是一个相当次优的结果。脚本即使不对比特币协议进行扩展，它也能在一定程度上实现”智能合约”。比特币的 UTXO 并非只能被公钥拥有，也可以被用基于堆栈的编程语言所编写的更加复杂的脚本所拥有。在这一模式下，花费这样的 UTXO，必须提供满足脚本的数据。事实上，甚至基本的公钥所有权机制也是通过脚本实现的：脚本将椭圆曲线签名作为输入，验证该交易和拥有此 UTXO 的地址，如果验证成功则返回 1，否则返回 0。其它更复杂的脚本用于各种不同的应用情况。例如，人们可以创建要求集齐三个私钥签名中的两个才能进行交易确认的脚本（多重签名），对公司帐户、安全储蓄帐户和某些商业代理来说，这种脚本是非常有用的。脚本也能用来支付解决计算问题的奖励，人们甚至可以创建这样的脚本“如果你能够提供你已经发送一定数额的狗币给我的简化确认支付证明，该比特币 UTXO 就是你的了”，本质上，比特币系统允许不同的加密货币进行去中心化交易。然而，比特币系统的脚本语言存在一些严重的限制：缺乏图灵完备性 - 也就是说，虽然比特币脚本语言支持一个很大的计算子集，但它基本上不支持所有计算。缺少的主要类别是循环。这样做是为了避免交易验证期间出现无限循环；理论上，对脚本程序员来说循环是一个可以克服的障碍，因为任何循环都可以通过简单地使用 if 语句多次重复执行底层代码来模拟，但这确实会导致脚本的空间效率非常低下。例如，实现另一种椭圆曲线签名算法可能需要 256 次重复的乘法，而每次都需要单独写在代码里。价值盲 - UTXO 脚本无法对可提取金额进行精细控制。例如，预言机合约的一个强有力的用例是对冲合约，其中 A 和 B 存入价值 $1000 的比特币，30 天后脚本将价值 $1000 的比特币发送给 A，其余的发送给 B。这需要预言机来确定 1 个比特币的美元价值，但即便如此，与现有完全集中化的解决方案相比，这在信任和基础设施要求方面仍是一个巨大的进步。然而，由于 UTXO 要么是全部要么是零，要实现这一目标，只能使用非常低效的破解方法，即持有许多不同面额的 UTXO（例如，面额为 2k 的 UTXO，每个 k 值都可以达到 30）并让预言机选择发送给 A 和发送给 B 的 UTXO。缺少状态 - UTXO 可以是已使用或未使用；用于保存任何其他内部状态的多阶段合约或脚本是没有机会出现的。这使得多阶段期权合约、去中心化交易报价或两阶段加密承诺协议（这是安全计算赏金所必需的）难以创建。这也意味着 UTXO 只能用于构建简单的一次性合约，而不是去中心化组织等更复杂的“有状态”合约，使得元协议难以实现。二进制状态加之价值盲也意味着另一个重要应用 — 提款限制 — 是不可能实现的。区块链盲 - UTXO 看不到区块链的数据，例如随机数、时间戳和上一个区块的哈希。由于该脚本语言无法通过随机性来创造可能的价值，它在博彩和其他几个类别的应用受到了严重限制。至此，我们已经考察了在加密货币上建立高级应用的三种方法：建立一个新的区块链、在比特币区块链上使用脚本、在比特币区块链上建立元币协议。建立新区块链的方法可以自由地实现任意的特性，但要付出开发时间、引导工作和安全性的代价。使用脚本的方法容易实施和标准化，但是它的功能有限。元币协议尽管非常容易实现，但是存在扩展性差的缺陷。在以太坊系统中，我们打算建立一个替代框架，使得开发更便捷、轻客户端性能更强大，同时允许应用程序共享经济环境和区块链安全性。以太坊以太坊的目的是创建一个用于建立去中心化应用的替代协议，我们认为提供一套不同的折衷方案对大量去中心化应用非常有用，尤其是那些强调快速开发、小型和不常用应用的安全性，以及应用间高效交互能力的程序。以太坊通过构建本质上是最终的抽象基础层来实现这一点：一种内置图灵完备编程语言的区块链，允许任何人编写智能合约和去中心化应用，并在其中设立他们自由定义的所有权规则、交易方式和状态转换函数。域名币的主体框架只需要两行代码就可以实现，诸如货币和信誉系统等其它协议只需要不到二十行代码就可以实现。智能合约，即包含价值、只有在满足特定条件时才能解锁的加密“盒子”，也可以在平台上构建，并且因为图灵完备性、价值知晓（value-awareness）、区块链知晓（blockchain-awareness）和多状态所增加的力量，而比比特币脚本所能提供的智能合约强大得多。以太坊帐户在以太坊中，状态由称为“帐户”的对象组成，而每个帐户都有一个 20 字节的地址，状态转换是指帐户之间价值和信息的直接转移。一个以太坊帐户包含四个字段：nonce，用于确保每笔交易只能处理一次的计数器帐户当前的以太币余额帐户的合约代码（若有）帐户的存储（默认为空）以太币是以太坊内部的主要加密燃料，用于支付交易费。通常有两类帐户：由私钥控制的外部帐户以及由其合约代码控制的合约帐户。外部帐户没有代码，持有者可以通过创建和签署交易从外部帐户发送消息；在合约帐户中，每次合约帐户收到消息时，其代码都会激活，允许该帐户读取和写入内部存储，继而发送其他消息或创建合约。注意，以太坊中的“合约”不应被视为要“履行”或“遵守”的东西；相反，合约更像是存在于以太坊执行环境中的“自治代理”。当被交易或消息“触发”时，合约总是执行特定的代码段，并直接控制自已的以太币余额和键/值存储，以跟踪永久变量。消息和交易在以太坊中，术语“交易”用来指代已签名的数据包，数据包存储着将要从外部帐户发送的消息。交易包含：消息接收者用于识别发送者身份的签名从发送者转账到接收者的以太币金额一个可选数据字段STARTGAS 值，表示允许交易运行的最大计算步骤数GASPRICE 值，表示发送者每个计算步骤支付的费用前三个是任何加密货币都有的标准字段。默认情况下，数据字段没有函数，但虚拟机有一个操作码，合约可以使用该操作码访问数据；以这样的用例为例：如果一个合约作为区块链上的域名注册服务，那么它可能希望将传送给它的数据解释为包含两个“字段”，第一个字段是要注册的域名，第二个字段将域名注册到 IP 地址。合约将从消息数据中读取这些值，并将其适当地存储。STARTGAS 及 GASPRICE 字段对于以太坊的反拒绝服务模型至关重要。为了防止代码中出现无意或恶意的无限循环或其他计算浪费，要求每笔交易对代码可以执行的计算步骤设置一个限制。计算的基本单位是燃料；通常，一个计算步骤消耗 1 份燃料，但某些操作会消耗更多燃料，因为它们在计算上更加昂贵或者增加了必须存储到状态中的数据量。交易数据中的每个字节还需支付的费用为 5 份燃料。收费系统的意图是要求攻击者相应支付他们消耗的每一种资源，包括计算、带宽和存储；因此，任何导致网络消耗更多这些资源的交易，都必须支付大致与增加量成比例的燃料费用。消息合约能够向其他合约发送“消息”。消息是从未序列化的虚拟对象，只存在于以太坊执行环境中。消息包含：消息发送者（隐含的）消息接收者随消息一起转账的以太币金额一个可选数据字段STARTGAS 值本质上消息类似于交易，只是消息是由合约而非外部参与者产生的。当前正在运行代码的合约执行 CALL 操作码时会产生一条消息，该操作码就是用于产生并执行消息。像交易一样，信息导致接收者帐户运行其代码。因此，合约之间可以建立关系，方式完全与外部参与者之间建立关系相同。请注意，为交易或合约分配的燃料配额适用于该交易和所有子执行消耗的总燃料量。例如，如果外部参与者 A 向 B 发送一笔配额为 1000 份燃料的交易，B 在向 C 发送消息需要消耗 600 份燃料，而 C 在内部执行需要消耗 300 份燃料才能返回结果，那么 B 再发送 100 份燃料就会消耗完燃料。以太坊状态转换函数以太坊状态转换函数 APPLY(S,TX) -> S' 可如下定义：检查交易格式是否正确（即具有正确数量的值）、签名是否有效以及 Nonce 值是否与发送者帐户中的 Nonce 值匹配。若否，则返回错误。通过 STARTGAS * GASPRICE 计算出交易费，并从签名中确定发送地址。从发送者的帐户余额中减去费用，并增加发送者的 nonce 值。如果帐户余额不足，则返回错误。初始化 GAS = STARTGAS，并根据交易中的字节数量为每个字节扣除相应数量的燃料。将交易数值从发送者帐户转移至接收帐户。如果接收帐户尚不存在，则创建此帐户。如果接收帐户是合约，运行该合约的代码，直到代码运行结束或燃料耗尽。如果由于发送者资金不足或者代码运行耗尽了燃料，而导致转账失败，则回滚除支付费用之外的所有状态变化，并将费用支付给矿工帐户。否则，将所有剩余燃料的费用退还发送者，并把为所消耗燃料而支付的费用发送给矿工。例如，假设合约的代码如下：if !self.storage[calldataload(0)]:

self.storage[calldataload(0)] = calldataload(32)

注意，合约代码实际上是用低级以太坊虚拟机代码编写的；为了清晰起见，此示例是用我们的一种高级语言 Serpent 编写的，它可以编译为以太坊虚拟机代码。假设合约的存储一开始是空的，发送了一个价值为 10 个以太币的交易，消耗 2000 份燃料，燃料价格为 0.001 个以太币，并且数据包含 64 个字节，字节 0-31 代表数字 2，字节 32-63 代表字符串 CHARLIE。在这种情况下，状态转换函数的执行过程如下：检查交易是否有效、格式是否正确。检查交易发送者是否至少有 2000 * 0.001 = 2 个以太币。若有，则从发送者帐户中扣除 2 个以太币。初始化燃料 = 2000 份，假设交易长度为 170 个字节，每字节费用 5 份燃料，减去 850 份燃料，剩下 1150 份燃料。从发送者帐户再减去 10 个以太币并增加到合约帐户。运行代码。在本例中，运行比较简单：代码检查是否使用合约的索引 2 处的存储，若未使用，则通知；若使用，代码将索引 2 处的存储设置为值 CHARLIE。假设该运行花费了 187 份燃料，所以余下的燃料数量是 1150 - 187 = 963 份燃料。向发送者帐户增加 963 * 0.001 = 0.963 个以太币，同时返回产生的状态。如果交易的接收一端没有合约，那么总交易费就等于提供的 GASPRICE 乘以交易的字节长度，并且和随交易发送的数据无关。注意，消息在回滚方面与交易相同：如果消息执行耗尽燃料，那么该消息的执行以及该执行触发的所有其他执行都会回滚，但父执行不需要回滚。这意味着合约调用另一份合约是“安全的”，就好像 A 使用 G 份燃料调用 B，那么可以保证 A 的执行最多损耗 G 份燃料。最后请注意，有一个创建合约的操作码 CREATE；它的执行机制通常类似于 CALL，不同之处在于执行的输出决定了新创建合约的代码。代码执行以太坊合约中的代码用一种基于堆栈的低级字节码语言编写，被称为“以太坊虚拟机代码”或“EVM 代码”。该代码由一系列字节组成，每个字节代表一种操作。通常，代码执行是一个无限循环，即重复执行当前程序计数器（从零开始）处的操作，然后将程序计数器增加一，直到代码执行完毕或出现错误，或者检测到 STOP 或 RETURN 指令。操作可以访问三种数据存储空间：堆栈，一种后进先出容器，值可以在其中入栈和出栈内存，一种可无限扩展的字节数组合约的长期存储，一个键/值存储。与堆栈和内存会在计算结束后重置不同，存储将长期持续存在。代码可以访问传入消息的值、发送者信息和数据，可以访问区块头数据，而且代码还可以返回数据字节数组作为输出。以太坊虚拟机码的正式执行模型简单得令人吃惊。当以太坊虚拟机运行时，其完整计算状态可以由元组 (block_state, transaction, message, code, memory, stack, pc, gas) 来定义，其中 block_state 是包含所有帐户的全局状态并包括余额和存储。在每一轮执行开始时，可以通过调用 code 的第 pc 个字节（或者如果 pc >= len(code)，则调用 0）来找到当前指令，并且每条指令在元组影响方式方面都有自己的定义。例如，ADD 将两个项目出栈并将它们的和入栈，将 gas 减少 1 并将 pc 增加 1，SSTORE 将顶部的两个项目出栈并将第二个项目插入到合约存储中第一个项目指定的索引处。尽管有很多通过 JIT 编译来优化以太坊虚拟机执行的方法，但只需几百行代码就可以完成以太坊的基本实现。区块链和挖矿以太坊区块链在许多方面与比特币区块链相似，但确实存在一些差异。以太坊和比特币在区块链架构方面的主要区别在于，与比特币不同，以太坊区块包含交易列表和最新状态的副本。此外，其他两个值、区块编号和难度也存储在区块中。以太坊中的基本区块验证算法如下：检查被引用的前一个区块是否存在并有效。检查区块的时间戳是否大于被引用的前一个区块的时间戳，并且在将来 15 分钟以内。检查区块编号、难度、交易根、叔根和燃料限制（各种以太坊特定的低级概念）是否有效。检查区块上的工作量证明是否有效。令前一个区块末尾的态为 S[0]。令区块的交易列表为 TX，并包含 n 笔交易。对于 0...n-1 中的所有 i，设置 S[i+1] = APPLY(S[i],TX[i])。如果任何应用程序返回错误，或者直到此时区块中消耗的总燃料量超过 GASLIMIT，则返回错误。令 S_FINAL 为 S[n]，但添加支付给矿工的区块奖励。检查状态 S_FINAL 的默克尔树根是否等于区块头中提供的最终状态根。如果等于，则该区块有效；否则该区块无效。这种方法乍一看效率似乎极低，因为它需要存储每个区块的全部状态，但实际上效率应该与比特币相当。原因是状态存储在树结构中，而且在添加每个区块后只需要更改树的一小部分。因此一般来说，在两个相邻区块之间，树的绝大部分应该是相同的，因此数据可以用指针（即子树的哈希）存储一次和引用两次。一种称为“帕特里夏树”的特殊类型的树用于实现此目的，它包括对默克尔树概念的修改，允许高效地插入和删除节点，而不仅仅是更改。此外，由于所有状态信息都存在于最后一个区块内，因此无需存储整个区块链历史，如果可以应用于比特币，使用这种策略计算可以节省 5-20 倍空间。一个常见的问题是合约代码在物理硬件的“哪里”执行。该问题有一个简单的答案：合约代码的执行过程是状态转换函数定义的一部分，而该函数是区块验证算法的一部分，因此如果将交易添加到区块 B 中，由该交易产生的代码执行将在现在和将来由所有节点执行，由此下载并验证区块 B。应用通常，以太坊上有三种类型的应用。第一类是金融应用，为用户提供更有效的方式来使用资金管理和签订合约。包括子货币、金融衍生品、对冲合约、储蓄钱包、遗嘱，甚至最终包括某些类别的完整雇佣合约。第二类是半金融应用，它们涉及金钱，但很大一部分功能也与资金无关；一个恰当的示例是针对解决计算难题的自动执行的赏金。最后还有一些应用与金融毫不想关，例如在线投票和去中心化治理。代币系统区块链上的代币系统有许多应用，从代表美元或黄金等资产的子货币到公司股票等等，单个代币可以代表智能资产、不可伪造的安全优惠券，甚至可代表作为激励积分系统并与传统价值完全没有联系的代币系统。代币系统在以太坊中非常容易实现，让人吃惊。要理解的重点是，从根本上讲，所有货币或代币系统都是具有这样一种操作的数据库：从 A 中减去 X 个单位并将 X 个单位添加给 B，条件是 (1) A 在交易之前至少有 X 个单位并且 (2) 交易由 A 批准。实现代币系统所需要做的就是将此逻辑实现到合约中。使用 Serpent 语言实现代币系统的基本代码如下所示：def send(to, value):

if self.storage[msg.sender] >= value:

self.storage[msg.sender] = self.storage[msg.sender] - value

self.storage[to] = self.storage[to] + value

此代码本质上是本文档前面部分详细描述的“银行系统”状态转换函数的字面实现。需要额外添加几行代码来规定在最初以及其他一些特殊情况下分配货币单位的初始步骤，理想情况下，应该添加一个函数让其他合约查询地址的余额。但这就足够了。理论上，基于以太坊的代币系统在作为子货币时可能具有另一个重要特征，该特征是基于比特币的链上元货币所缺乏的，那就是直接以该货币支付交易费的能力。实现这一点的方式是：合约会保持一定数量的以太币余额，用来向发送者退还用于支付费用的以太币；合约也会通过收取费用来收集内部货币，并在持续不断的拍卖中转售货币，以此补充以太币余额。因此，用户需要用以太币“激活”他们的帐户，但一旦帐户中有以太币，就可以重复使用，因为合约每次都会向帐户退还资金。金融衍生品和价值稳定的货币金融衍生品是“智能合约”最常见的应用，也是通过代码实现的最简单的应用之一。实现金融合约的主要挑战在于，其中大多数合约都需要引用外部价格自动收报机；例如，一个非常理想的应用是对冲以太币（或其他加密货币）相对于美元波动的智能合约，但对冲需要合约知道以太币/美元的价值。要实现这一点，最简单的方法是借助由特定方（例如纳斯达克）维护的“数据馈送”合约，这种合约的设计使得特定方能够根据需要更新合约并提供一个接口，允许其他合约向该合约发送消息并返回包含价格的响应。鉴于这一关键因素，对冲合约将如下所示：等待 A 方输入 1000 个以太币。等待 B 方输入 1000 个以太币。在存储中记录 1000 个以太币的美元价值（通过查询数据馈送合约计算得出），假设价值是 $x。30 天后，允许 A 或 B“重新激活”该合约，以便将价值 $x 的以太币（通过再次查询数据馈送合约获取新价格并且计算得出）发送给 A，剩余以太币发送给 B。这种合约在加密货币交易中潜力巨大。加密货币的主要问题之一是它的波动性。尽管许多用户和商家可能希望获得处理加密资产的安全性和便利性，但他们中许多人不希望面临在一天内资金价值损失 23% 的景象。迄今为止，最常见的解决方案是发行人支持的资产；其想法是发行人创建一种子货币，他们有权发行和撤销这种子货币单位，并且发行人可以向给他们（离线）提供一个单位指定基础资产（例如黄金、美元）的任何人提供一个单位的货币。然后，发行人承诺向返还一个单位加密资产的任何人提供一个单位基础资产。这种机制使得任何非加密资产“升级”为加密资产，前提是发行人是可信的。但实际上，发行人并不总是值得信赖，在某些情况下，银行基础设施过于薄弱或过于不友好，以至于无法提供此类服务。金融衍生品提供了一种替代方案。在这种方案中，不是由单个发行人提供资金来支持资产，而是由一个去中心化的投机者市场承担了这一角色，他们押注加密参考资产（例如以太币）的价格会上涨。与发行人不同，投机者无法在交易中违约，因为对冲合约托管他们的资金。请注意，这种方法不是完全去中心化的，因为仍然需要一个可信来源提供价格自动收报机，但可以说在降低基础设施要求（与成为发行者不同，发布价格馈送不需要许可证并且可能被归类为自由言论）以及减少欺诈的可能性方面，这仍是一次巨大的改进。身份和信誉系统最早的替代加密货币域名币(opens in a new tab)尝试使用类似比特币的区块链提供一种名称注册系统，通过该系统，用户可以在公共数据库中注册他们的姓名和其他数据。主要用例是 DNS(opens in a new tab) 系统，它将诸如“bitcoin.org”等域名（在域名币的情况下，“bitcoin.bit”）映射到一个 IP 地址。其它用例包括电子邮件身份验证系统和可能更为先进的信誉系统。下面是一个基础合约，它在以太坊中提供与域名币类似的名称注册系统：def register(name, value):

if !self.storage[name]:

self.storage[name] = value

该合约非常简单；它完全是以太坊网络中的一个数据库，可以向其中添加但不能修改或移除。任何人都可以把名称注册为一个值，该注册将永久保存。更复杂的名称注册合约还包含一个“函数子句”以及一种机制，前者允许其他合约查询它，后者允许名称的“所有者”（即第一个注册者）更改数据或转让所有权。甚至可以在该合约上添加信誉和信任网络功能。去中心化文件存储过去几年，大批受欢迎的在线文件存储初创公司不断涌现，其中最著名的是 Dropbox。Dropbox 想让用户可以上传硬盘备份、提供备份存储服务并允许用户访问备份，而用户需按月付费。然而，在这一点上，文件存储市场有时效率相对较低。在粗略了解各种现有解决方案后会发现，主流文件存储的每月价格比整个硬盘驱动器的成本还要高，特别是在被称为“恐怖谷”的 20-200 GB 级别，既没有免费额度也没有企业级折扣。以太坊合约让去中心化文件存储生态系统得以发展，个人用户可以在该系统中将自己的硬盘租出去以获得少量收益，而未使用的空间可用来进一步降低文件存储的成本。该系统的基础性构件就是我们所谓的“去中心化 Dropbox 合约”。该合约的工作原理如下。首先，用户将需要存储的数据拆分成几个区块并对每个区块加密以保护隐私，然后以此构建一个默克尔树。然后创建一个含以下规则的合约，对于每 N 个区块，合约将从默克尔树中选择一个随机索引（使用能够被合约代码访问的上一个区块的哈希作为随机性来源），然后给予第一个实体 X 个以太币，以提供具有简化支付确认（例如证明树中特定索引处区块的所有权）的交易。当用户想重新下载他们的文件时，可以使用微支付通道协议（例如每 32 KB 支付 1 个 szabo）收回文件；最节省费用的方法是支付者不到最后不发布交易，而是每 32 KB 之后，用一个更划算的具有相同 nonce 的交易取代原来的交易。该协议的一个重要特点是，虽然似乎用户相信许多随机节点不会丢失文件，但可以通过以下方法将这种风险降低到接近于零：通过私钥共享将文件拆分成许多部分，并通过监控合约确定每一部分仍在某个节点中。如果合约仍在支付款项，则提供了一个加密证明，证明有人仍在存储该文件。去中心化自治组织通常意义上“去中心化自治组织”是指拥有一定数量成员或股东的虚拟实体，他们大概拥有 67% 的大多数股权，有权使用实体的资金并修改其代码。成员集体决定组织的资金分配方式。去中心化自治组织的资金分配方式可以是奖金、薪资或者更奇特的机制等等，比如用内部货币去奖励工作。这在本质上复制了传统公司或者非营利组织的合法手段，但仅使用加密区块链技术进行了加强。目前为止，许多关于去中心化自治组织的讨论都围绕着去中心化自治公司的“资本家”模式，其中有可获得红利的股东和可交易的股份；作为替代方案，有一种可能被称为“去中心化自治社区”的实体将使所有成员在决策时拥有同等权利，并在增减成员时要求 67% 的现有成员多数同意。由于每个人只能拥有一个成员资格，所以需要群体来集体执行。下面概括了如何用代码实现去中心化自治组织。最简单的设计就是一段自动修改的代码，如果三分之二的成员同意更改，该代码就更改。理论上代码是不可更改的，然而通过把代码片段放入不同的合约并将合约调用的地址存储在可更改的存储中，用户可以轻易解决这一问题，使代码事实上变得可修改。在这种去中心化自治组织合约的简单实现中，有三种交易类型，可通过交易中提供的数据行区分：[0,i,K,V] 在索引 i 处注册提案，以便将存储索引 K 的地址更改为值 V[1,i] 注册一张赞成提案 i 的投票[2,i] 如果投票有足够票数，则确认提案 i合约为每一种交易都提供有子句。它将维护所有开放存储更改的记录以及投票支持者的列表。合约还包括所有成员的列表。当任何存储更改获得三分之二成员投票赞成时，一个确认交易将执行这项更改。更复杂的框架可能还有针对发送交易、增减成员等功能的内置投票功能，甚至可以提供委任式民主(opens in a new tab)投票委托（即任何人都可以委托另外一个人代表自己投票，而且这种委托关系是可以传递的，如果 A 委托了 B，然后 B 委托了 C，那么 C 将决定 A 的投票）。这种设计将使去中心化自治组织作为一个去中心化社区有机地成长，允许人们最终将筛选成员的任务委派给专家，但与“现有系统”不同，随着时间的推移，当个别社区成员改变他们的阵营时，专家可以很容易地加入或退出。另一个模型是去中心化公司，其中任何帐户可以拥有零份或多份股份，决策需要持有三分之二多数股份。完整框架将包括资产管理功能，即能够出价购买或出售股份并且能够接受报价（最好是合约里有订单匹配机制）。委托还提供委任制民主形式，普及了“董事会”的概念。更多应用1. 储蓄钱包。假设 Alice 想安全地保管她的资金，但她担心自己的私钥丢失或被破解。她把以太币放到和银行 Bob 签订的一个合约里，如下所示：Alice 每天最多可以单独提取 1% 的资金。Bob 每天最多可以单独提取 1% 的资金，但 Alice 可以用她的密钥创建一个交易取消 Bob 的提取权限。Alice 和 Bob 一起可以任意提取资金。通常，每天 1% 的额度对于 Alice 足够了，如果 Alice 想提取更多资金，她可以联系 Bob 寻求帮助。如果 Alice 的密钥被破解，她可以立即找到 Bob，帮她将资金转移到一个新合约里。如果 Alice 丢失了密钥，Bob 最终会取出资金。如果最终发现 Bob 是恶意的，她可以取消他的提取权限。2. 作物保险。用户可以轻松地制订金融衍生品合约，但使用的是天气而不是任何价格指数的数据馈送。如果爱荷华州的一位农民购买了一项金融衍生品，该产品基于爱荷华的降雨情况进行反向赔付，那么如果遇到干旱，该农民将自动收到赔付资金，而且如果降雨充沛，他会很开心，因为他的作物收成会很好。通常，这种保险可以扩展到自然灾害保险。3. 去中心化数据馈送。对于金融差价合约，实际上有可能通过一种名为“谢林币(opens in a new tab)”的协议将数据馈送去中心化。谢林币的基本工作原理如下。N 个相关方都向系统输入给定数据的值（以太币/美元价格），对这些值进行排序，在第 25 和第 75 百分位之间的每个人都会得到一个代币作为奖励。每个人都有动力提供其他人都会提供的答案，而唯一能让众多参与者实际达成一致的值是显而易见的：真相。这样就创建了一种去中心化的协议，它理论上可以提供任何数量的值，包括以太币/美元的价格、柏林的温度、甚至某个硬计算的结果。4. 智能多重签名托管。比特币允许多重签名交易合约，例如，提供了给定五个密钥中的三个便可以使用资金。以太坊允许更精细的控制；例如，提供五个密钥中的四个可以使用任意数额的资金，提供五个密钥中的三个可以每天最多使用 10% 的资金，提供五个密钥中的两个可以每天最多使用 0.5% 的资金。此外，以太坊的多重签名是异步的 — 双方可以在不同时间在区块链上注册他们的签名，最后一个签名将自动发送交易。5. 云计算。以太坊虚拟机技术还可以用来创建一个可验证的计算环境，让用户可以要求他人执行计算，然后有选择地索要证明，证实计算在某些随机选定的检查点处正确完成。这就可以创建一个云计算市场，任何用户都可以用他们的台式机、笔记本电脑或专用服务器来参与，并且抽查与保证金双管齐下确保系统是值得信赖的（即节点不能通过欺骗获利）。但是，这样的系统可能并不适合所有任务；例如，需要进行大量进程间通信的任务无法在大型节点云上轻易实现。然而，其他任务则更容易实现并行；例如 SETI@home、folding@home 和遗传算法等项目可以方便地在这类平台上实现。6. 点对点赌博。任意数量的点对点赌博协议都可以在以太坊区块链上实现，例如 Frank Stajano 和 Richard Clayton 的 Cyberdice(opens in a new tab)。最简单的赌博协议实际上只是一种关于下一个区块哈希的差价合约，并且可以在其基础上创建更高级的协议，创建接近零费用且无法作弊的赌博服务。7. 预测市场。如果有预言机或谢林币，预测市场也很容易实现，预测市场与谢林币一起有可能被证明是 futarchy(opens in a new tab) 的第一个主流应用，作为去中心化组织的治理协议。8. 链上去中心化市场，基于身份和信誉系统。杂项和关注改进版 GHOST 协议的实现“贪婪最重可观察子树”(GHOST) 协议是由 Yonatan Sompolinsky 和 Aviv Zohar 在 2013 年 12 月(opens in a new tab)首次提出的一项创新。提出 GHOST 的动机是，具有快速确认时间的区块链目前由于过时率高而安全性降低 — 因为区块需要一定的时间才能通过网络传播，如果矿工 A 开采了一个区块，然后矿工 B 碰巧在矿工 A 的区块传播到 B 之前开采了另一个区块，那么矿工 B 的区块最终会被作废，不会增加网络安全。此外，还有一个中心化问题：如果矿工 A 是一个拥有 30% 算力的矿池，而 B 拥有 10% 算力，那么 A 将面临 70% 的时间生产陈腐区块的风险（因为在其他 30% 的时间 A 产生了最后一个区块，所以会立即获得挖矿数据），而 B 将面临 90% 的时间生产陈腐区块的风险。因此，如果区块间隔短到足以使过时率较高，则 A 将仅仅凭借其规模而显着提高效率。结合这两种影响，快速产生区块的区块链很可能造就一个拥有足够高比例网络算力的矿池，从而对挖矿过程拥有事实上的控制。正如 Sompolinsky 和 Zohar 所描述的，GHOST 通过在计算哪条链“最长”时包含陈腐区块来解决第一个问题 - 网络安全降低；也就是说，在计算哪个区块具有最大的总工作量证明支持它时，不仅区块的父块和更远的祖先，而且该区块祖先（在以太坊行话中称为“叔块”）的陈腐子代也都被添加到计算中。为了解决第二个问题 - 中心化偏差，我们跳出了 Sompolinsky 和 Zohar 描述的协议范畴，并且还为陈腐区块提供区块奖励：陈腐区块获得其基础奖励的 87.5%，而包含陈腐区块的侄块获得剩余的 12.5%。不过，交易费不奖励给叔块。以太坊实现了一个简化版的 GHOST 协议，它仅仅深入七个层级。具体而言，它的定义如下：一个区块必须指定一个父块，并且必须指定零个或多个叔块包含在区块 B 中的叔块必须具有以下属性：它必须是区块 B 的第 k 代祖先的直系子代，其中 2 <= k <= 7。它不能是 B 的祖先叔块必须是有效的区块头，但不需要是之前验证过的甚至是有效的区块叔块必须不同于前面区块中包含的所有叔块，并且不同于同一区块中包含的所有其他叔块（非双重包含）对于区块 B 中的每个叔块 U，区块 B 的矿工获得额外 3.125% 的铸币奖励，而叔块 U 的矿工获得 93.75% 的标准铸币奖励。这种限制版的 GHOST 协议，最多只能包含 7 代叔块，采用它有两个原因。首先，无限制 GHOST 协议让计算给定区块的哪些叔块有效时过于复杂。其次，无限制 GHOST 协议采用了以太坊中使用的补偿，取消了促使矿工在主链而不是公共攻击者的链上挖矿的激励措施。费用由于发布到区块链中的每笔交易都会给网络带来下载和验证成本，因此需要一些监管机制（通常涉及交易费）以防滥用。比特币中使用的默认方法是收取完全自愿性质的费用，依靠矿工充当守门人并设置动态最低费用。这种方法在比特币社区中非常受欢迎，特别是因为它是“基于市场的”，允许由矿工和交易发送者之间的供需决定价格。然而，这种思路的问题在于，交易处理并不符合市场规律。尽管将交易处理解释为矿工向发送者提供的服务直观上很有吸引力，但实际上矿工收录的每笔交易都需要由网络中的每个节点处理，因此绝大部分交易处理成本由第三方承担，而不是由决定是否收录交易的矿工承担。因此，公地悲剧的问题很可能发生。然而结果却是，基于市场机制中的这个缺陷，在给出一个不准确的特定简化假设时，会神奇地自我抵消。论证如下。假设：交易导致 k 个操作，将提供奖励 kR 给收录它的任何矿工，其中 R 由发送者设置，k 和 R 事先（大体上）对矿工可见。操作在任何节点的处理成本均为 C（即所有节点效率相同）有 N 个挖矿节点，每个节点的处理能力完全相同（即为总处理能力的 1/N）没有不挖矿的完整节点。如果预期奖励大于成本，矿工将愿意处理交易。因此，预期奖励是 kR/N，因为矿工有 1/N 几率处理下一个区块，而矿工的处理成本仅仅是 kC。所以，当 kR/N > kC 或者 R > NC 时，矿工将会收录交易。请注意，R 是发送者提供的每个操作的费用，因此是发送者从交易中获得的收益的下限，NC 是整个网络共同处理一个操作的成本。因此，矿工有动力仅收录那些总实际收益超过成本的交易。然而，现实中这些假设会存在几个重要偏差：与其他验证节点相比，矿工处理交易的成本确实更高，因为额外的验证时间会延迟区块传播，因而增加区块变陈腐的几率。确实存在不挖矿的完整节点。实际中挖矿能力的分配最终可能极端不平等。热衷于破坏网络的投机者、政敌和疯子确实存在，他们可以巧妙地设置合约，使得他们的成本远低于其他验证节点支付的成本。(1) 让矿工趋向于收录更少的交易，并且 (2) 增加 NC；因此，这两种作用会相互抵消一部分。如何抵消？(opens in a new tab) (3) 和 (4) 是主要问题，为了解决它们，我们简单地制订了一个浮动上限：没有区块能够包含比 BLK_LIMIT_FACTOR 乘以长期指数移动平均值更多的操作数。具体如下：blk.oplimit = floor(

(blk.parent.oplimit * (EMAFACTOR - 1) +

floor(parent.opcount * BLK_LIMIT_FACTOR)) /

EMA_FACTOR

)

BLK_LIMIT_FACTOR 和 EMA_FACTOR 是常量，暂时设置为 65536 和 1.5，但可能会在进一步分析后更改。还有一个因素会抑制比特币中的大区块大小：大区块将需要更长时间来传播，因此变陈腐的概率更高。在以太坊中，燃料消耗量高的区块也可能需要更长的传播时间，因为它们的物理大小更大，而且因为它们需要更长时间来处理交易状态转换以进行验证。这种延迟抑制因素在比特币中是一个重要的考虑因素，但在以太坊中由于 GHOST 协议而较少考虑；因此，依靠受监管的区块限制可提供更稳定的基线。计算和图灵完备重要的一点是，以太坊虚拟机是图灵完备的；这意味着以太坊虚拟机代码可以对任何设想可执行的计算进行编码，包括无限循环。以太坊虚拟机代码以两种方式实现循环。首先，使用一个 JUMP 指令，允许程序跳回至代码中的前一个位置，还使用一个 JUMPI 指令进行条件跳转，允许诸如 while x < 27: x = x * 2 之类的语句。其次，合约可以调用其他合约，有可能通过递归进行循环。这很自然地导致了一个问题：恶意用户能够通过迫使矿工和完整节点进入无限循环而不得不关机吗？这个问题的出现源于计算机科学中的一个难题，称为停机问题：在一般情况下，没有办法知道一个特定的程序是否会停止运行。正如状态转换部分所述，我们的解决方案要求交易设置一个允许执行的最大计算步骤数，如果超过执行时间，计算就会被回滚，但仍要支付费用。消息的工作原理相同。为显示我们解决方案背后的动机，请看下面的示例：攻击者创建一个运行无限循环的合约，然后向矿工发送激活该循环的交易。矿工将处理该交易，运行无限循环直到燃料耗尽。即使执行耗尽了燃料并中途停止，交易仍然有效，矿工仍然向攻击者索取每个计算步骤的费用。攻击者创建一个非常长的无限循环，目的是迫使矿工持续计算很长时间，以至于计算结束时，将有更多区块产生出来，这样矿工就不可能通过收录该交易来索取费用。然而，攻击者需要为 STARTGAS 提交一个值，限制执行可以进行的计算步骤数，因此矿工将提前知道该计算将进行相当多的步骤数。攻击者看到一个合约，其中的代码形式为 send(A,contract.storage[A]); contract.storage[A] = 0，然后发送一个交易，但燃料只够运行第一步而不足以运行第二步（即进行提款但不让余额减少）。合约作者无需担心防卫此类攻击，因为如果执行中途停止，更改会被回滚。金融合约使用九个专有数据馈送的中位数，以便最大限度降低风险。攻击者接管其中一个数据馈送，该数据馈送设计为可通过去中心化自治组织部分描述的变量-地址-调用机制修改，并将其转换为运行无限循环，从而强制任何从金融合约索取资金的尝试都因燃料耗尽而中止。然而，金融合约可以为消息设置一个燃料限制，防止这个问题发生。图灵完备的替代方案是图灵不完备，其中 JUMP 和 JUMPI 不存在，并且在任何给定时间每个合约只允许有一个副本存在于调用堆栈内。在这样的系统里，上述收费系统和关于我们解决方案效果的不确定性可能都是不需要的，因为执行一个合约的成本将被它的大小决定。此外，图灵不完备甚至不是一个很大的限制；在我们内部构想的所有合约示例中，到目前为止只有一个需要循环，甚至那个循环也可以通过将一行代码重复 26 次来消除。考虑到图灵完备带来的严重影响和有限的益处，为什么不简单地使用一种图灵不完备语言呢？然而，在现实中，图灵不完备还远远不能有效地解决问题。要想知道原因，请思考以下合约：C0: call(C1); call(C1);

C1: call(C2); call(C2);

C2: call(C3); call(C3);

...

C49: call(C50); call(C50);

C50: (run one step of a program and record the change in storage)

现在，向 A 发送一笔交易。这样，在 51 笔交易中，我们有一个合约需要进行多达 250 个计算步骤。矿工可以尝试提前检测这种逻辑炸弹，方法是为每个合约维护一个值，指定合约可以进行的最大计算步骤数，然后对递归调用其他合约的合约进行计算，但是这需要矿工禁止创建其他合约的合约（因为上面 26 个合约的创建和执行可以很容易地汇集到一个单独合约内）。另一个问题是，消息的地址字段是一个变量，所以在一般情况下，甚至不可能提前知道某个合约将调用哪些其他合约。于是，最终我们有了一个惊人的结论：图灵完备的管理惊人地容易，而在缺乏同样的控制时图灵不完备的管理惊人地困难，那为什么不直接让协议图灵完备呢？货币和发行以太坊网络包括自己的内置货币以太币，以太币扮演双重角色：提供一个主要流动资金层，实现各种数字资产之间的高效交易；更重要的是，提供一种支付交易费的机制。为了方便起见并避免将来出现争议（参考比特币当前的 mBTC、uBTC、satoshi 争论），不同面值的名称将提前设置如下：1: wei1012：Szabo1015：finney1018：ETH这应该被视为“美元”和“美分”或“BTC”和“satoshi”概念的扩展版本。在不久的将来，我们期望“ETH”用于普通交易，“finney”用于微型交易，“szabo”和“wei”可以在围绕费用和协议实现的技术讨论中使用；其余的面额可能会在以后变得有用，但目前不应包含在客户端中。发行模型如下：以太币将以货币销售的形式发行，价格为一个比特币可购买 1000-2000 个以太币，这种机制旨在为以太坊组织筹资和支付开发费用，且已被其他平台（如 Mastercoin 和 NXT）成功应用。早期的购买者将从较大的折扣中获益。发售所得的比特币将全部用来支付开发者的薪资和奖金，并用来投资以太坊和加密货币生态系统中的各种营利和非营利项目。0.099 倍的发售总量（60102216 个以太币）将分配给以太坊组织，以补偿早期贡献者，并用以太币计价的方式支付创世块诞生前的开销。0.099 倍的发售总量将作为长期储备金保留。发售后，将永久性地每年为矿工分配 0.26 倍的发售总量。分组启动时一年后5 年后货币单位1.198X1.458X2.498X购买者83.5%68.6%40.0%已支用的预售准备金8.26%6.79%3.96%已使用的售后准备金8.26%6.79%3.96%矿工0%17.8%52.0%长期供应增长率（百分比）尽管采用了线性发行方式，然而和比特币一样，以太币的长期供应增长率也趋于零。上述模型提供了两个主要选项：(1) 捐赠池的存在和规模，以及 (2) 永久增长的线性供应的存在，而比特币采用了限制供应的方法。捐赠池存在的理由如下。如果捐赠池不存在，并且线性发行量减少到总发售量的 0.217 倍以实现相同的通货膨胀率，那么以太币总量将减少 16.5％，而每个单位的价值将增加 19.8％。因此为了均衡，将会多发售 19.8% 的以太币，所以每个单位的价值将再次与以前完全一样。之后，该组织还将拥有 1.198 倍的比特币，可以考虑将其分成两部分：原有的比特币和增加的 0.198 倍比特币。因此，这种情况完全等同于捐赠，但有一个重要区别：该组织仅持有比特币，因而没有动力支持以太币单位的价值。永久性线性供应增长模型降低了有些人认为比特币财富过度集中的风险，并为生活在当前和未来的人提供了获取货币单位的公平机会，同时又保留了让人获取并持有以太币的强效激励措施，因为长期来看，用百分比表示的“供应增长率”将趋于零。我们还推测，由于加密货币总是会因为不小心、死亡等原因而丢失，而加密货币的损失可以被模拟为每年总供应量的百分比，因此流通中的货币总供应量实际上最终会稳定在一个等于每年发行量除以损失率的数值上（例如，在损失率为 1% 时，一旦供应量达到 26 倍，那么每年将有 0.26 倍被开采，0.26 倍丢失，形成一个平衡点）。注意，未来以太坊可能过渡到权益证明模型以确保安全，将每年发行量降低到 0 至 0.05 倍之间。如果以太坊组织失去资助或出于任何其他原因而消失，我们将开放一个“社区合约”：任何人都有权创建未来的以太坊候选版本，唯一的条件是太币数量必须最多为 60102216 * (1.198 + 0.26 * n) 个，其中 n 是创世块产生后的年数。创建者可以自由地通过众筹或其他方式，分配权益证明驱动的供应增加与最大允许供应增加之间的部分或全部差额，以支付开发费用。不符合社区合约的候选版本升级可能被合理地分叉为兼容版本。挖矿中心化比特币挖矿算法的原理是，让矿工一次又一次地对区块头稍作修改的版本进行数百万次 SHA256 计算，直到最终某个节点所产生版本的哈希小于目标值（目前大约为 2192）。然而，这种挖矿算法容易遭受两种形式的中心化攻击。第一种，挖矿生态系统已经被 ASIC（专用集成电路）所支配，这些计算机芯片专门为特定的比特币挖矿任务而设计，因此效率提高了数千倍。这意味着比特币挖矿不再是一种高度去中心化和平等的事业，需要巨额资本才能有效参与。第二种，大部分比特币矿工事实上不在本地完成区块验证；而是依赖中心化矿池提供区块头。这个问题可以说更糟：截至撰写本文时，排名前三的矿池间接控制了比特币网络中大约 50% 的处理能力，尽管当矿池或联盟试图进行 51％攻击时，矿工可以转换到其他矿池这一事实缓解了该问题。以太坊现在的目的是使用一种挖掘算法，要求矿工从状态中获取随机数据，从区块链的最后 N 个区块中计算一些随机选择的交易，并返回结果的哈希值。这有两个重要好处。首先，以太坊合约可以包含任何类型的计算，因此以太坊 ASIC 本质上是用于一般计算的 ASIC，即更好的 CPU。其次，挖矿需要访问整个区块链，这迫使矿工存储整个区块链并至少能够验证每笔交易。这样就消除了对中心化矿池的需求；虽然矿池仍然可以起到平衡奖励分配随机性的合法作用，但没有中心化控制的点对点矿池同样也可以很好地发挥此功能。该模型未经测试，在将合约执行作为挖矿算法使用时，在避免某些巧妙优化的过程中可能会遇到困难。然而，这种算法有一个值得注意的特点，任何人都可以通过将专用于抑制某些 ASIC 的大量合约引入区块链中，在“井里下毒”。由于存在经济激励，ASIC 制造商会使用这种方法互相攻击。因此，我们正在开发的解决方案最终是一种适应性人为经济解决方案，而不是纯粹的技术解决方案。可扩展性可扩展性问题是以太坊常被关注的一个方面。像比特币一样，以太坊也有缺陷，即网络中的每个节点都需要处理每笔交易。使用比特币，当前区块链的大小约为 15 GB，每小时增长约 1 MB。如果比特币网络像 Visa 一样每秒处理 2000 笔交易，它将每三秒增长 1 MB（每小时 1 GB，每年 8 TB）。以太坊可能也会经历相似甚至更糟的增长模式，因为以太坊区块链之上还有很多应用，不像比特币区块链上只有货币，但以太坊完整节点只需存储状态而不是完整的区块链历史，这一事实让情况得到了改善。大区块链的问题是中心化风险。如果区块链大小增加到 100 TB，可能的情况是只有极少数大型企业能运行完整节点，而所有普通用户将使用轻 SPV 节点。在这种情况下，可能会出现这样的担忧：完整节点合伙欺诈牟利（例如更改区块奖励，给他们自己比特币等）。轻节点无法立即检测到这一点。当然，可能至少存在一个诚实的完整节点，几个小时之后有关诈骗的信息会通过 Reddit 这样的渠道泄露，但这时已为时过晚：将由普通用户相互组织协作将指定区块列入黑名单，这种大规模的、很可能不切实际的协作在规模上无异于发动一次成功的 51% 攻击。就比特币而言，目前这是一个问题，但 Peter Todd 建议(opens in a new tab)对区块链进行修改，以缓解这一问题。在短期内，以太坊将使用两种其他策略来应对这个问题。首先，因为基于区块链的挖矿算法，至少每个矿工都会被强制成为一个完整节点，为完整节点的数量创建了一个下限。其次，更重要的是，处理完每笔交易后，我们会把一个中间状态树根收录到区块链中。即使区块验证是中心化的，只要存在一个诚实的验证节点，就可以通过验证协议规避中心化问题。如果矿工发布了无效区块，该区块必定是格式错误，或者是状态 S[n] 不正确。由于已知 S[0] 是正确的，因此必然存在第一个不正确的状态 S[i]，但状态 S[i-1] 是正确的。验证节点将提供索引 i 以及“无效证明”，该证明包括处理 APPLY(S[i-1],TX[i]) -> S[i] 所需的帕特里夏树节点的子集。节点将能够使用这些节点来运行该部分计算，并查看生成的 S[i] 与提供的 S[i] 是否不匹配。另一种更复杂的攻击涉及恶意矿工发布不完整的区块，因此甚至不存在完整信息，致使无法确定区块是否有效。解决方案是质询-应答协议：验证节点对目标交易索引发起“质疑”，接受到质疑信息的轻节点会对相应的区块取消信任，直到另外的节点（无论是矿工还是另一个验证者）提供一个帕特里夏树节点子集作为有效性证明。结论以太坊协议最初被设想为加密货币的升级版本，通过高度通用的编程语言提供高级功能，如区块链托管、提款限制、金融合约、博彩市场等。以太坊协议不会直接“支持”任何应用，但图灵完备编程语言的存在意味着，理论上可以为任何交易类型或应用创建任意合约。然而，关于以太坊更有趣的方面是，以太坊协议远远超出了货币的范畴。围绕去中心化文件存储、去中心化计算和去中心化预测市场的协议以及许多其他这类概念，有可能大大提高计算行业的效率，并首次通过添加经济层来大力促进其他点对点协议的发展。最后，还有大量与金钱完全无关的应用程序。以太坊协议实现的任意状态转换函数的概念提供了一个具有独特潜力的平台；而不是一种专门针对数据存储、赌博或金融领域内一系列特定应用的封闭式单用途协议，以太坊在设计上是开放式的，我们相信在今后几年中它非常适合作为大量金融和非金融协议的基础层。注释与延伸阅读注释有经验的读者可能会注意到，事实上比特币地址是椭圆曲线公钥的哈希，而非公钥本身。然而事实上从密码学术语角度把公钥哈希称为公钥完全合理。这是因为比特币密码学可以视为一种定制的数字签名算法。在数字签名算法中，公钥由 ECC（椭圆曲线加密算法）公钥的哈希组成，签名由连接了 ECC 签名的 ECC 公钥组成。而验证算法涉及用 ECC 公钥哈希（作为公钥提供）来检查签名中的 ECC 公钥，然后用 ECC 公钥来验证 ECC 签名。技术上来说，前 11 个区块的中位数。在内部，2 和 "CHARLIE" 都是数字 [fn3]（注释编号），后者采用大端序基数 256 表示。数字可以至少为 0，最大为 2256-1。延伸阅读内在价值(opens in a new tab)智能资产(opens in a new tab)智能合约(opens in a new tab)B-money(opens in a new tab)可重复使用的工作量证明(opens in a new tab)利用所有者权限确保财产权(opens in a new tab)比特币白皮书(opens in a new tab)域名币(opens in a new tab)佐科三角(opens in a new tab)彩色币白皮书(opens in a new tab)万事达币白皮书(opens in a new tab)去中心化自治公司，比特币杂志(opens in a new tab)简化支付确认(opens in a new tab)默克尔树(opens in a new tab)帕特里夏树(opens in a new tab)GHOST 协议(opens in a new tab)StorJ 和自治代理，Jeff Garzik(opens in a new tab)Mike Hearn 在图灵节上谈论智能资产(opens in a new tab)以太坊递归长度前缀编码 (RLP)(opens in a new tab)以太坊默克尔帕特里夏树(opens in a new tab)Peter Todd 论默克尔求和树(opens in a new tab)有关本白皮书的历史，请参阅此维基文章(opens in a new tab)。和众多社区驱动的开源软件项目一样，以太坊自启动以来一直不断发展。若想了解以太坊的最新进展以及如何更改以太坊协议，我们推荐您阅读本指南。本文对你有帮助吗？是否在本页面下一代智能合约和去中心化应用平台比特币及现有概念简介历史比特币是一个状态转换系统挖矿默克尔树其它的区块链应用脚本以太坊以太坊帐户消息和交易消息以太坊状态转换函数代码执行区块链和挖矿应用代币系统金融衍生品和价值稳定的货币身份和信誉系统去中心化文件存储去中心化自治组织更多应用杂项和关注改进版 GHOST 协议的实现费用计算和图灵完备货币和发行长期供应增长率（百分比）挖矿中心化可扩展性结论注释与延伸阅读注释延伸阅读网站最后更新: 2024年2月16日(opens in a new tab)(opens in a new tab)(opens in a new tab)使用以太坊查找钱包获取以太币Dapps - 去中心化应用二层网络运行节点稳定币质押ETH学习学习中心什么是以太坊？什么是以太币 (ETH)？以太坊钱包Gas fees以太坊安全和预防欺诈措施什么是 Web3？智能合约以太坊能源消耗以太坊路线图以太坊改进提案（Eip）以太坊的历史以太坊白皮书以太坊词汇表以太坊治理区块链桥零知识证明测试中心开发者开始体验相关文档教程通过编码来学习设置本地环境生态系统社区中心以太坊基金会以太坊基金会的博客(opens in a new tab)生态系统支持方案(opens in a new tab)以太坊漏洞悬赏计划生态系统资助计划以太坊品牌资产Devcon(opens in a new tab)企业级应用主网以太坊私密以太坊企业级应用关于ethereum.org关于我们工作机会参与贡献语言支持隐私政策使用条款缓存政策联系我们(opens in a new t

以太坊 - 维基百科，自由的百科全书

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序言

1特點

开关特點子章节

1.1第二層功能

2開發歷史

开关開發歷史子章节

2.1起源

2.2邊境（2015年）

2.3家園（2016年）

2.4都會（2017~2019年）

2.5寧靜（2020~至今）

3以太幣

4智慧合約

开关智慧合約子章节

4.1程式語言

4.2運行效率

5實作

开关實作子章节

5.1區塊鏈程式

5.2客戶端軟體

5.2.1企業軟體

5.3認許制記帳

6採用

7交易以外的用途

8参考资料

9参见

10外部链接

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以太坊（以太币）以太坊原作者林嘉文（英语：Gavin Wood）[1]開發者以太坊基金会、超级账本、Nethermind、OpenEthereum、EthereumJS当前版本1.12.2 (2023年8月13日；穩定版本)[2]

源代码库github.com/ethereum

编程语言C++、Go、JavaScript、Python、Java、node.js操作系统Linux, Windows, macOS, POSIX（客户端）系統平台x86-64, ARM文件大小694.37 GB [GETH客戶端] (2022-05-09), 636.82 GB [OpenEthereum客戶端] (2022-05-09)类型去中心化计算许可协议开源许可证网站ethereum.org/zh/

以太坊（Ethereum）是一个去中心化的开源的有智能合约功能的公共区块链平台。[3][4]以太币（ETH 或 Ξ）是以太坊的原生加密货币。截至2024年3月，以太币是市值第二高的加密货币，仅次于比特币，市值为3.2兆人民币，同时以太坊也是使用最多的区块链。

以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员維塔利克·布特林受比特币启发后提出，大意为“下一代加密货币与去中心化应用平台”[5]，在2014年通过ICO众筹得以開始發展[6]。

以太坊亦被称为“第二代的区块链平台”，仅次于比特币[7]。

特點[编辑]

相較於較大多數其他加密貨幣或區塊鏈技術，以太坊的特點包括以下幾點：

智能合约：儲存在區塊鏈上的程式，由各節點執行，需要執行程式的人支付手續費給節點的礦工或權益人。[8]

分散式應用程式：以太坊上的分散式應用程式不會停機，也不能被關掉。

代幣（tokens）：智能合約可以創造代幣供分散式應用程式使用。分散式應用程式的代幣化讓使用者、投資者以及管理者的利益一致。代幣也可以用來進行首次代幣發行。

权益證明：相較於工作量證明更有效率，可節省大量在挖礦時浪費的電腦資源，並避免特殊應用積體電路造成網路中心化。2022年9月15日與主鏈合併[9]。

燃料（gas）：由交易手續費的概念擴充，在執行各種運算時需計算燃料消耗量，並繳交燃料費，包括傳送以太幣或者其他代幣也被視為一種運算動作。

原丹克分片（Proto-Danksharding）：在部份節點上暫存資料，以提升效率。尚未實作。

叔塊：此功能在轉為權益證明後已停用。原本的功能是將因為速度較慢而未及時被收入母鏈的較短區塊鏈併入，以提升交易量。使用的是有向無環圖的相關技術。[8]

第二層功能[编辑]

支鏈比較

主鏈驗證機制

交易資料寫入主鏈

交易資料不寫入主鏈

雙向通道

平行鏈

Optimistic 詐騙證明

Optimistic Rollup

Plasma

零知識有效證明

zk Rollup

Validium

除了在主鏈上執行的各種功能，為了支援智能合約所需的高運算量以及資料容量，以太坊也積極開發第二層功能來減輕主鏈的負擔、提升交易速度、擴展其實用規模。第二層功能大多在2019~2021年發展成形，目前的主要方案包括以下：

狀態通道（state channels）：原理同比特幣的閃雷網路，將時常交易的一些結點之間的交易給果打包後再把最終結果寫入主鏈。實作的例子包括雷電網路（Raiden）[8]、Connext、Kchannels等。

支鏈：用較小的分支或平行的區塊鏈執行一部份的運算，只將一部份的資料寫入主鏈，以減輕主鏈的負擔

平行鏈：可能使用完全不同的區塊鏈結構和驗證機制，只在開頭和結尾用雙向橋接和主鏈相連。實作的例子有Skale、xDai、POA等。

Plasma 和 Validium支鏈：將大部份的合約執行和運算都移到支鏈上進行，只將最後交易結果寫入主鏈。此方案由於交易資料未寫入主鏈，安全性較差，但擴容效果較佳。實作的例子包括OMG、Polygon、Starkware、Loopring等。

Rollup支鏈：將鏈上資料複製一份，在鏈外用以太坊虛擬機（EVM）執行合約並確認後，將交易數據壓縮再寫入主鏈。主鏈上另有一系列合約可以驗證結果正確，可再分為 Optimistic 和零知識證明兩種驗證方式。[10]

開發歷史[编辑]

以太坊程序升級歷史

名稱

啟用日期

啟用區塊

概要

邊境

2015-07-30

冰期

2015-09-08

200,000

加入挖礦難度炸彈

家園

2016-03-15

1,150,000

智能合約擴增功能

DAO 分叉

2016-07-20

1,920,000

復原DAO攻擊

橙哨

2016-10-18

2,463,000

提高交易成本反制DoS攻擊

假龍

2016-11-23

2,675,000

修正DAO分叉造成的重放攻擊

拜占庭

2017-10-16

4,370,000

加密演算法擴增、難度炸彈延後、挖礦獎勵減少

君士坦汀堡/聖彼德堡

2019-02-28

7,280,000

智能合約功能擴增和優化、難度炸彈延後、挖礦獎勵減少

伊斯坦堡

2019-12-08

9,069,000

各種優化和新功能

繆爾冰川

2020-01-01

9,200,000

難度炸彈延後

ETH 2.0第0期

2020-12-01

（信標鏈）0

信標鏈啟用，允許權益證明的抵押（staking）

柏林

2021-04-15

12,244,000

新增交易方式、調整交易成本

倫敦

2021-08-05

12,965,000

交易手續費改由系統計算並且會銷毀而非交給礦工

牛郎星

2021-10-28

（信標鏈）74240

信標鏈升級，獎懲機制微調

艾羅冰河

2021-12-08

13,773,000

難度炸彈延後

格雷冰河

2022-06-30

15,050,000

難度炸彈延後

參宿五

2022-09-06

（信標鏈）144,896

信標鏈預備和區塊鏈結合

巴黎

2022-09-15

15,537,394

區塊鏈停止挖礦，完全轉為權益證明

五車二

2023-04-13

（信標鏈）194048

可提領權益證明中抵押的以太幣

上海市

2023-04-13

17,034,871

可提領權益證明中抵押的以太幣

涌升

未定

利用原丹克分片，將交易速度上升至每秒十萬筆

禍害

未定

將驗證過程拆分成提議和建造區塊鏈

邊界

未定

利用零知識證明進一步簡化驗證過程

清除

未定

利用零知識證明減少區塊鏈的資料量

揮霍

未定

各種優化

起源[编辑]

以太坊最初由維塔利克·布特林在2013年提出[11]。維塔利克本是一名參與比特幣社群的程式設計師，曾向比特幣核心開發人員主張比特幣平臺應該要有個更完善的程式語言讓人開發程式，但未得到他們的同意，因此決定開發一個新的平臺作此用途[12]:88。維塔利克認為很多程式都可以用類似比特幣的原理來達成進一步的發展[13]，在2013年寫下了《以太坊白皮書》，說明了建造去中心化程式的目標[13][14]。然後2014年透過網路公開募資得到開發的資金，投資人用比特幣向基金會購買以太幣[6]。

最初以太坊程式是由一間位在瑞士的公司 Ethereum Switzerland GmbH 開發[15][16]，之後轉移至一個非營利機構「以太坊基金會」（Ethereum Foundation）[6]。在平臺開始發展的最初，有人稱讚以太坊的科技創新，但也有人質疑其安全和可擴展性。[13]

開發計畫分為四個階段：邊境（Frontier，也有「前鋒」的意思）、家園（Homestead）、都會（Metropolis）、寧靜（Serenity）。

邊境（2015年）[编辑]

以太坊的公共區塊鏈在2015年7月30日啟動[17][18]，最初的版本稱為「邊境」，用的是工作量證明（proof-of-work）的演算法，但未來預期會轉換成权益證明（proof-of-stake）[12]:32。啟用後不久進行了第一次分叉，調整未來挖礦的難度，確保未來的使用者會有轉換至权益證明的動機[19]。邊境最初只能挖礦，主要功能是讓使用者有時間加入以太鏈，過了幾天後才能交易和使用智能合約。

家園（2016年）[编辑]

2016年春季進行了第二次分叉，釋出了第一個穩定版本，稱作「家園」（Homestead）。

2016年六月，以太坊上的一個去中心化自治組織 The DAO 被駭，造成市值五千萬美元的以太幣被移動到只有該駭客可以控制的「分身DAO」[20][21]。因為程式不允許駭客立即提取這些以太幣，以太坊使用者有時間討論如何處理此事[22]，考慮的方案包括取回以太幣和關閉DAO，而DAO去中心化的本質也表示沒有中央權力可以立即反應，而需要使用者的共識[22][21]。最後在2016年7月20日，以太坊進行硬分叉，作出一個向後不兼容的改變，[23]讓所有的以太幣（包括被移動的）回歸原處，而不接受此改變的區塊鏈則成為以太坊經典[24]。這是第一次有主流區塊鏈為了補償投資人，而透過分叉來更動交易记录[23]。

在分叉以前就持有以太幣的人會同時持有以太幣和以太幣經典（Classic Ether, ETC），存在交易所或線上錢包中的以太幣也不例外。這些線上服務大多選擇只支持其中一種以太幣，並讓使用者領回另一種以太幣[25]。在這次分叉之後，造成了在兩個區塊鏈之間進行重放攻击的可能，加上其他網路攻擊，讓以太坊和以太坊經典又各自進行了數次分叉來避免攻擊[26][27]。其中2016年11月底的分叉因為溝通疏失，短暫造成以太坊的兩個主要用戶端程序 Parity 和 Geth 失去共識而產生意外的分叉，但問題在數小時內即被找出並修正[28]。

都會（2017~2019年）[编辑]

「都會」的開發遇到許多延遲，升級分成了三次分叉，2017年10月的「拜占庭」、2019年2月的「君士坦丁堡」和「聖彼德堡」、以及2019年12月的「伊斯坦堡」。這些升級主要改善智能合約的編寫、提高安全性、加入難度炸彈以及一些核心架構的修改，以協助未來從工作量證明轉至權益證明。安全性升級包括讓以太坊可以使用零知識證明的zk-SNARKs和zk-STARKs，也能和Zcash鏈互通。[29][30][31]

在使用方面，2017年以太坊和比特幣首次進行了原子交換（atomic swap），用智能合約讓不同鏈上的加密貨幣互相交易[32]。ERC-20也在2017年成為標準，成千上萬個專案透過以此進行集資，稱作「首次代幣發行」（Initial Coin Offering, ICO）。2019年DeFi和MakerDAO等金融商品成為以太鏈上最大的產業。三星手機、Opera瀏覽器以及微軟都開發了以太坊的相關程式。[31]

在以太幣的價格方面，2017年從年初的10美金開始暴漲，至2018年初漲到1400美元。然而在2018年，人們對區塊鏈的熱潮慢慢退卻，至年底價格又跌至85美元。[31]

寧靜（2020~至今）[编辑]

「寧靜」又稱為「以太坊2.0」，主要目標是轉換至權益證明，並開發第二層擴容方案。分成三階段升級：柏林、倫敦、以及雙鏈合併[33]。在完成雙鏈合併後（Merge），則有五個階段：涌升（Surge）、禍害（Scourge）、邊界（Verge）、清除（Purge）、揮霍（Splurge）。

權益證明所需的信標鏈在2020年12月1日上線，並允許權益證明的抵押，但尚不能提領。至2021年11月，已有8百萬以太幣加入權益證明的抵押，約佔總發行量的7%。2021年進行了柏林和倫敦分叉，並升級了信標鏈，為未來轉換至權益證明作準備，並透過銷毀手續費和降低區塊獎勵的方式控制總發行量。

2022年9月15日，以太坊合并完成，主网与PoS共识层信标链（Beacon链）结合、将此前PoW工作量证明机制转变为PoS权益证明机制，宣布以太坊正式进入2.0时代[34]。此举意味着，以太坊将告别大规模矿机挖矿时代，持有者通过质押以太坊代币（ETH）即可挖矿，质押门槛为32个ETH[34]。

以太幣[编辑]

以太币使用地区使用地全球发行历史始发时间2015年7月30日货币单位 1以太（Ether） 6997100000000000000♠10−3芬尼（finney） 6994100000000000000♠10−6萨博（szabo） 6982100000000000000♠10−18維（wei）货币符号Ξ[35], ETH货币估值货币供给不明[36]

以太坊區塊鏈上的代幣稱為以太幣（Ether），代碼為ETH[37]，可在許多加密貨幣的外匯市場上交易[38]，它也是以太坊上用來支付交易手續費和運算服務的媒介[39][40] 。以太幣的總發行量不明，因為權益證明的具體運作方式仍在研究中，而雖然難度炸彈限制了工作量證明的挖礦的區塊數量上限，但因為叔塊也有獎勵，而且叔塊的數量並不一定，造成確切數量難以估算[36]。

以太幣對其他實體貨幣的匯率可能在短時間內大幅變化，例如2016年The DAO被駭時，對美元的匯率從 $21.50 跌至 $15[21]，而2017年初到2018年初的的一年間從大約10美金漲到1400美元[31]。

維塔利克在2016年4月售出手上持有的四分之一以太幣，造成一些人質疑，而他本人則說這是理財上很合理的分散風險，並引用前比特幣開發員 Gavin Andresen 說這一切都還只是一場實驗，仍有失敗的可能。[41][42]

智慧合約[编辑]

主条目：智慧合約

以太坊最重要的技術貢獻就是智慧合約。智慧合約是儲存在區塊鏈上的程式，可以協助和驗證合約的談判和執行。以太坊的智慧合約可以數種用圖靈完備的程式語言寫成[43]。紐約時報稱以太坊平臺是一台由眾多使用者構成的網路來運轉的公用電腦，並用以太幣來分配和支付這台電腦的使用權[39]。經濟學人則說明智慧合約可以讓眾多組織的資料庫得以用低廉的成本互動，並且讓使用者寫下精密的合約，功能之一是產生去中心化自治組織，也就是一間只是由以太坊合約構成的虛擬公司。[44]

因為合約內容公開，合約可以證明其宣稱的功能是真實的，例如虛擬賭場可以證明它是公平的[45]。另一方面，合約的公開性也表示如果合約中有漏洞，任何人都可以立刻看到，而修正程式可能會需要一些時間[46]。The DAO 就是一個例子，無法即時阻止[20]。

智慧合約的許多細節仍在研究中，包括如何驗證合約的功能。微軟研究院的報告指出要寫出完善的合約可能非常困難，討論了微軟開發的一些可以用來驗證合約的工具，並提到如果大規模分析各個已發佈的合約，可能發現找出大量的漏洞。報告也說可以證明Solidity程式和以太虛擬機編碼的等同性。[47]

程式語言[编辑]

主条目：Solidity

Gavin Wood寫的《以太坊黃皮書》中定義了以太虛擬機的運作流程[48]。智慧合約可以專門為此開發的Solidity程式語言寫成，或是Python的一個變體Serpent[49]，或是LLL[50]。以太虛擬機也可以在Mutan上運行[51]。智慧合約之後會編譯成位元組碼，然後發佈在以太坊區塊鏈上[50][52]。

運行效率[编辑]

將所有合約存在區塊鏈上每個結點的作法有好有壞[53]。主要的缺點是所有的結點都同時要運算所有的合約，因此速度較慢[53]。開發人員正研究將資料切分（Sharding）的技術套用至以太坊[53]。2016年9月維塔利克發表了改善可擴展性的企畫[54]。截至2016年1月，以太坊每秒可以處理25個交易[53]。

實作[编辑]

智慧合約的潛在應用很多。彭博社商業週刊稱它是「所有人共享但無法篡改的軟體」[55]。更高階的軟體有可能用以太坊建立網路商店[6]。

區塊鏈程式[编辑]

以太坊可以用來建立去中心化的程式、自治組織和智慧合約，據紐約時報的報導，在2016年5月已經有數十個可用的程式[39][40]。預期的應用目標涵蓋金融、物聯網、農田到餐桌（farm-to-table）、智慧電網、體育賭博等[39]。去中心化自治組織有潛力讓許多原本無法執行或成本過高的營運模型成為可能[56]。目前較知名的應用有：

遊戲：CryptoKitties讓玩家繁殖及交易虛擬貓[57]。

類龐氏騙局的賭局遊戲：Fomo 3D，不同於傳統的龐氏騙局，最後一位加入賭局中的人可獲得總資金盤中的48%[58]

虛擬寶物交易平臺：FreeMyVunk[59]。

去中心化創業投資：The DAO用以太幣資金創立，目標是為商企業和非營利機構建立新的去中心化營業模式[60][61][62][39][61]、The Rudimental讓獨立藝術家在區塊鏈上進行群眾募資[63]。

社會經濟平臺：Backfeed[64]。

去中心化預測市場：Augur[65]。

物聯網：Ethcore（一間以太坊公司）研發的客戶端[66]、Chronicled（一間區塊鏈公司）發表了以太坊區塊鏈的實物資產驗證平臺；晶片公司、物理IP創建者和生產者可以用植入的藍牙或近場通訊進行驗證[67]。Slock.It開發的智慧鎖可以在付費後自動開啟，讓使用者在付費後可以幫電動車充電、或是打開租屋的房門[68]。

版權授權：Ujo Music平臺讓創作人用智慧合約發佈音樂，消費者可以直接付費給創作人。伊莫珍·希普用此平臺發布了一首單曲[69]。

智慧電網：TransActive Grid讓使用者可以和鄰居買賣能源[70]。

去中心化期權市場：Etheropt[71]。

釘住匯率的代幣：DigixDAO提供與黃金掛鈎的代幣，在2016年四月正式營運[6][72][73]。Decentralized Capital提供和各種貨幣掛鈎的代幣[74]。

行動支付：Everex讓移工匯款回家鄉[75]。

客戶端軟體[编辑]

以太坊的2個主要的客戶端軟體是Geth和Parity。

企業軟體[编辑]

企業軟體公司也正測試用以太坊作為各種用途。已知有興趣的公司包括微軟、IBM、摩根大通[39]。

德勤和ConsenSys在2016年宣佈成立數位銀行Project ConsenSys[76]。

R3公司在Microsoft Azure上執行私人以太坊區塊鏈，將11間銀行連接至一本分散式帳薄（distributed ledger）[40]。

Microsoft Visual Studio提供程式開發者使用Solidity程式語言[77]。

英國政府中負責推動創新的機構Innovate UK提供了近25萬英鎊給Tramonex用以太坊發展跨國支付系統[78][79]。

認許制記帳[编辑]

目前有許多方案正在研究使用以太坊建立認許制的區塊鏈。

摩根大通打算用以太坊上建立一個私人區塊鏈「Quorum」。其功能是洗亂衍生性金融產品及其交易紀錄來保護交易者的隱私，但同時符合金融管制單位在資訊公開上的要求，以期在保障隱私和資訊公開之間找到平衡。[80]

蘇格蘭皇家銀行用以太坊的分散式記帳和智慧合約平臺建立了一個結算交割機制（Clearing and Settlement Mechanism, CSM），可以達成每秒100筆交易、模擬六間銀行，平均每個trip在3到8秒間完成，這些數值用在於全國的支付系統是可接受的[81]。

採用[编辑]

2016年五月，紐約時報指出以太坊的採用仍在初期階段，並可能遇到讓成長率減緩的技術或法律問題。許多比特幣支持者認為以太坊比比特幣複雜，所以可能需要面對更多的安全問題。報導也指出這個系統複雜到熟知這個系統的人也很難用普通人的語言來描述它。[39]

微軟和ConsenSys合作，在 Microsoft Azure上提供第三方開發的區塊鏈工具，包括交易股票和跨境支付等用途。[4]

盧森堡交易所在2016年10月開始提供用以太坊產生的數位簽章來證明文件的真實性[82]。

新加坡金融管理局使用以太坊將新加坡元數位化。[83]

交易以外的用途[编辑]

因區塊鏈技術難以刪改資料的特質，部分人會運用加密貨幣上傳資料以免被他人刪改。

2018年4月，在北大岳昕事件中，有用戶把岳昕的公開信上載到以太坊的交易記錄，以免被校方刪除[84]。

2019年6月，部分香港警察的個人資料被示威者上載到以太坊的交易記錄，令有關當局難以追查上載者身分及刪除資料。[85][86] [87][88]。

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以太坊 - 维基百科，自由的百科全书

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序言

1特点

开关特点子章节

1.1第二层功能

2开发历史

开关开发历史子章节

2.1起源

2.2边境（2015年）

2.3家园（2016年）

2.4都会（2017~2019年）

2.5宁静（2020~至今）

3以太币

4智能合约

开关智能合约子章节

4.1编程语言

4.2运行效率

5实现

开关实现子章节

5.1区块链程序

5.2客户端软件

5.2.1企业软件

5.3认许制记账

6采用

7交易以外的用途

8参考资料

9参见

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以太坊（以太币）以太坊原作者林嘉文（英语：Gavin Wood）[1]开发者以太坊基金会、超级账本、Nethermind、OpenEthereum、EthereumJS当前版本1.12.2 (2023年8月13日；稳定版本)[2]

源代码库github.com/ethereum

编程语言C++、Go、JavaScript、Python、Java、node.js操作系统Linux, Windows, macOS, POSIX（客户端）系统平台x86-64, ARM文件大小694.37 GB [GETH客户端] (2022-05-09), 636.82 GB [OpenEthereum客户端] (2022-05-09)类型去中心化计算许可协议开源许可证网站ethereum.org/zh/

以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员维塔利克·布特林受比特币启发后提出，大意为“下一代加密货币与去中心化应用平台”[5]，在2014年通过ICO众筹得以开始发展[6]。

以太坊亦被称为“第二代的区块链平台”，仅次于比特币[7]。

特点[编辑]

相较于较大多数其他加密货币或区块链技术，以太坊的特点包括以下几点：

智能合约：存储在区块链上的程序，由各节点执行，需要执行程序的人支付手续费给节点的矿工或权益人。[8]

分布式应用程序：以太坊上的分布式应用程序不会停机，也不能被关掉。

代币（tokens）：智能合约可以创造代币供分布式应用程序使用。分布式应用程序的代币化让用户、投资者以及管理者的利益一致。代币也可以用来进行首次代币发行。

权益证明：相较于工作量证明更有效率，可节省大量在挖矿时浪费的电脑资源，并避免特殊应用集成电路造成网络中心化。2022年9月15日与主链合并[9]。

燃料（gas）：由交易手续费的概念扩展，在执行各种运算时需计算燃料消耗量，并缴交燃料费，包括发送以太币或者其他代币也被视为一种运算动作。

原丹克分片（Proto-Danksharding）：在部分节点上暂存资料，以提升效率。尚未实现。

叔块：此功能在转为权益证明后已停用。原本的功能是将因为速度较慢而未及时被收入母链的较短区块链并入，以提升交易量。使用的是有向无环图的相关技术。[8]

第二层功能[编辑]

支链比较

主链验证机制

交易资料写入主链

交易资料不写入主链

双向通道

平行链

Optimistic 诈骗证明

Optimistic Rollup

Plasma

零知识有效证明

zk Rollup

Validium

除了在主链上执行的各种功能，为了支持智能合约所需的高运算量以及资料容量，以太坊也积极开发第二层功能来减轻主链的负担、提升交易速度、扩展其实用规模。第二层功能大多在2019~2021年发展成形，目前的主要方案包括以下：

状态通道（state channels）：原理同比特币的闪雷网络，将时常交易的一些结点之间的交易给果打包后再把最终结果写入主链。实现的例子包括雷电网络（Raiden）[8]、Connext、Kchannels等。

支链：用较小的分支或平行的区块链执行一部分的运算，只将一部分的资料写入主链，以减轻主链的负担

平行链：可能使用完全不同的区块链接构和验证机制，只在开头和结尾用双向桥接和主链相连。实现的例子有Skale、xDai、POA等。

Plasma 和 Validium支链：将大部分的合约执行和运算都移到支链上进行，只将最后交易结果写入主链。此方案由于交易资料未写入主链，安全性较差，但扩容效果较佳。实现的例子包括OMG、Polygon、Starkware、Loopring等。

Rollup支链：将链上资料复制一份，在链外用以太坊虚拟机（EVM）执行合约并确认后，将交易数据压缩再写入主链。主链上另有一系列合约可以验证结果正确，可再分为 Optimistic 和零知识证明两种验证方式。[10]

开发历史[编辑]

以太坊程序升级历史

名称

激活日期

激活区块

概要

边境

2015-07-30

冰期

2015-09-08

200,000

加入挖矿难度炸弹

家园

2016-03-15

1,150,000

智能合约扩增功能

DAO 分叉

2016-07-20

1,920,000

撤销DAO攻击

橙哨

2016-10-18

2,463,000

提高交易成本反制DoS攻击

假龙

2016-11-23

2,675,000

修正DAO分叉造成的重放攻击

拜占庭

2017-10-16

4,370,000

加密算法扩增、难度炸弹延后、挖矿奖励减少

君士坦汀堡/圣彼德堡

2019-02-28

7,280,000

智能合约功能扩增和优化、难度炸弹延后、挖矿奖励减少

伊斯坦布尔

2019-12-08

9,069,000

各种优化和新功能

缪尔冰川

2020-01-01

9,200,000

难度炸弹延后

ETH 2.0第0期

2020-12-01

（信标链）0

信标链激活，允许权益证明的抵押（staking）

柏林

2021-04-15

12,244,000

创建新交易方式、调整交易成本

伦敦

2021-08-05

12,965,000

交易手续费改由系统计算并且会销毁而非交给矿工

牛郎星

2021-10-28

（信标链）74240

信标链升级，奖惩机制微调

艾罗冰河

2021-12-08

13,773,000

难度炸弹延后

格雷冰河

2022-06-30

15,050,000

难度炸弹延后

参宿五

2022-09-06

（信标链）144,896

信标链预备和区块链接合

巴黎

2022-09-15

15,537,394

区块链停止挖矿，完全转为权益证明

五车二

2023-04-13

（信标链）194048

可提领权益证明中抵押的以太币

上海市

2023-04-13

17,034,871

可提领权益证明中抵押的以太币

涌升

未定

利用原丹克分片，将交易速度上升至每秒十万笔

祸害

未定

将验证过程拆分成提议和建造区块链

边界

未定

利用零知识证明进一步简化验证过程

清除

未定

利用零知识证明减少区块链的资料量

挥霍

未定

各种优化

起源[编辑]

以太坊最初由维塔利克·布特林在2013年提出[11]。维塔利克本是一名参与比特币社群的程序员，曾向比特币核心开发人员主张比特币平台应该要有个更完善的编程语言让人开发程序，但未得到他们的同意，因此决定开发一个新的平台作此用途[12]:88。维塔利克认为很多程序都可以用类似比特币的原理来达成进一步的发展[13]，在2013年写下了《以太坊白皮书》，说明了建造去中心化程序的目标[13][14]。然后2014年透过网络公开募资得到开发的资金，投资人用比特币向基金会购买以太币[6]。

最初以太坊程序是由一间位在瑞士的公司 Ethereum Switzerland GmbH 开发[15][16]，之后转移至一个非营利机构“以太坊基金会”（Ethereum Foundation）[6]。在平台开始发展的最初，有人称赞以太坊的科技创新，但也有人质疑其安全和可扩展性。[13]

开发项目分为四个阶段：边境（Frontier，也有“前锋”的意思）、家园（Homestead）、都会（Metropolis）、宁静（Serenity）。

边境（2015年）[编辑]

以太坊的公共区块链在2015年7月30日启动[17][18]，最初的版本称为“边境”，用的是工作量证明（proof-of-work）的算法，但未来预期会转换成权益证明（proof-of-stake）[12]:32。激活后不久进行了第一次分叉，调整未来挖矿的难度，确保未来的用户会有转换至权益证明的动机[19]。边境最初只能挖矿，主要功能是让用户有时间加入以太链，过了几天后才能交易和使用智能合约。

家园（2016年）[编辑]

2016年春季进行了第二次分叉，发布了第一个稳定版本，称作“家园”（Homestead）。

2016年六月，以太坊上的一个去中心化自治组织 The DAO 被骇，造成市值五千万美元的以太币被移动到只有该黑客可以控制的“分身DAO”[20][21]。因为程序不允许黑客立即提取这些以太币，以太坊用户有时间讨论如何处理此事[22]，考虑的方案包括取回以太币和关闭DAO，而DAO去中心化的本质也表示没有中央权力可以立即反应，而需要用户的共识[22][21]。最后在2016年7月20日，以太坊进行硬分叉，作出一个向后不兼容的改变，[23]让所有的以太币（包括被移动的）回归原处，而不接受此改变的区块链则成为以太坊经典[24]。这是第一次有主流区块链为了补偿投资人，而透过分叉来更动交易记录[23]。

在分叉以前就持有以太币的人会同时持有以太币和以太币经典（Classic Ether, ETC），存在交易所或在线钱包中的以太币也不例外。这些在线服务大多选择只支持其中一种以太币，并让用户领回另一种以太币[25]。在这次分叉之后，造成了在两个区块链之间进行重放攻击的可能，加上其他网络攻击，让以太坊和以太坊经典又各自进行了数次分叉来避免攻击[26][27]。其中2016年11月底的分叉因为沟通疏失，短暂造成以太坊的两个主要客户端程序 Parity 和 Geth 失去共识而产生意外的分叉，但问题在数小时内即被找出并修正[28]。

都会（2017~2019年）[编辑]

“都会”的开发遇到许多延迟，升级分成了三次分叉，2017年10月的“拜占庭”、2019年2月的“君士坦丁堡”和“圣彼德堡”、以及2019年12月的“伊斯坦布尔”。这些升级主要改善智能合约的编写、提高安全性、加入难度炸弹以及一些核心架构的修改，以协助未来从工作量证明转至权益证明。安全性升级包括让以太坊可以使用零知识证明的zk-SNARKs和zk-STARKs，也能和Zcash链互通。[29][30][31]

在使用方面，2017年以太坊和比特币首次进行了原子交换（atomic swap），用智能合约让不同链上的加密货币互相交易[32]。ERC-20也在2017年成为标准，成千上万个项目透过以此进行集资，称作“首次代币发行”（Initial Coin Offering, ICO）。2019年DeFi和MakerDAO等金融商品成为以太链上最大的产业。三星手机、Opera浏览器以及微软都开发了以太坊的相关程序。[31]

在以太币的价格方面，2017年从年初的10美金开始暴涨，至2018年初涨到1400美元。然而在2018年，人们对区块链的热潮慢慢退却，至年底价格又跌至85美元。[31]

宁静（2020~至今）[编辑]

“宁静”又称为“以太坊2.0”，主要目标是转换至权益证明，并开发第二层扩容方案。分成三阶段升级：柏林、伦敦、以及双链合并[33]。在完成双链合并后（Merge），则有五个阶段：涌升（Surge）、祸害（Scourge）、边界（Verge）、清除（Purge）、挥霍（Splurge）。

权益证明所需的信标链在2020年12月1日上线，并允许权益证明的抵押，但尚不能提领。至2021年11月，已有8百万以太币加入权益证明的抵押，约占总发行量的7%。2021年进行了柏林和伦敦分叉，并升级了信标链，为未来转换至权益证明作准备，并透过销毁手续费和降低区块奖励的方式控制总发行量。

以太币[编辑]

以太币使用地区使用地全球发行历史始发时间2015年7月30日货币单位 1以太（Ether） 6997100000000000000♠10−3芬尼（finney） 6994100000000000000♠10−6萨博（szabo） 6982100000000000000♠10−18维（wei）货币符号Ξ[35], ETH货币估值货币供给不明[36]

以太坊区块链上的代币称为以太币（Ether），代码为ETH[37]，可在许多加密货币的外汇市场上交易[38]，它也是以太坊上用来支付交易手续费和运算服务的介质[39][40] 。以太币的总发行量不明，因为权益证明的具体运作方式仍在研究中，而虽然难度炸弹限制了工作量证明的挖矿的区块数量上限，但因为叔块也有奖励，而且叔块的数量并不一定，造成确切数量难以估算[36]。

以太币对其他实体货币的汇率可能在短时间内大幅变化，例如2016年The DAO被骇时，对美元的汇率从 $21.50 跌至 $15[21]，而2017年初到2018年初的的一年间从大约10美金涨到1400美元[31]。

维塔利克在2016年4月售出手上持有的四分之一以太币，造成一些人质疑，而他本人则说这是理财上很合理的分散风险，并引用前比特币开发员 Gavin Andresen 说这一切都还只是一场实验，仍有失败的可能。[41][42]

智能合约[编辑]

主条目：智能合约

以太坊最重要的技术贡献就是智能合约。智能合约是存储在区块链上的程序，可以协助和验证合约的谈判和执行。以太坊的智能合约可以数种用图灵完备的编程语言写成[43]。纽约时报称以太坊平台是一台由众多用户构成的网络来运转的公用电脑，并用以太币来分配和支付这台电脑的使用权[39]。经济学人则说明智能合约可以让众多组织的数据库得以用低廉的成本交互，并且让用户写下精密的合约，功能之一是产生去中心化自治组织，也就是一间只是由以太坊合约构成的虚拟公司。[44]

因为合约内容公开，合约可以证明其宣称的功能是真实的，例如虚拟赌场可以证明它是公平的[45]。另一方面，合约的公开性也表示如果合约中有漏洞，任何人都可以立刻看到，而修正程序可能会需要一些时间[46]。The DAO 就是一个例子，无法即时阻止[20]。

智能合约的许多细节仍在研究中，包括如何验证合约的功能。微软研究院的报告指出要写出完善的合约可能非常困难，讨论了微软开发的一些可以用来验证合约的工具，并提到如果大规模分析各个已发布的合约，可能发现找出大量的漏洞。报告也说可以证明Solidity程序和以太虚拟机编码的等同性。[47]

编程语言[编辑]

主条目：Solidity

Gavin Wood写的《以太坊黄皮书》中定义了以太虚拟机的运作流程[48]。智能合约可以专门为此开发的Solidity编程语言写成，或是Python的一个变体Serpent[49]，或是LLL[50]。以太虚拟机也可以在Mutan上运行[51]。智能合约之后会编译成字节码，然后发布在以太坊区块链上[50][52]。

运行效率[编辑]

将所有合约存在区块链上每个结点的作法有好有坏[53]。主要的缺点是所有的结点都同时要运算所有的合约，因此速度较慢[53]。开发人员正研究将资料切分（Sharding）的技术套用至以太坊[53]。2016年9月维塔利克发表了改善可扩展性的企画[54]。截至2016年1月，以太坊每秒可以处理25个交易[53]。

实现[编辑]

智能合约的潜在应用很多。彭博社商业周刊称它是“所有人共享但无法篡改的软件”[55]。更高阶的软件有可能用以太坊创建网络商店[6]。

区块链程序[编辑]

以太坊可以用来创建去中心化的程序、自治组织和智能合约，据纽约时报的报导，在2016年5月已经有数十个可用的程序[39][40]。预期的应用目标涵盖金融、物联网、农田到餐桌（farm-to-table）、智能电网、体育赌博等[39]。去中心化自治组织有潜力让许多原本无法执行或成本过高的营运模型成为可能[56]。目前较知名的应用有：

游戏：CryptoKitties让玩家繁殖及交易虚拟猫[57]。

类庞氏骗局的赌局游戏：Fomo 3D，不同于传统的庞氏骗局，最后一位加入赌局中的人可获得总资金盘中的48%[58]

虚拟宝物交易平台：FreeMyVunk[59]。

去中心化创业投资：The DAO用以太币资金创立，目标是为商企业和非营利机构创建新的去中心化营业模式[60][61][62][39][61]、The Rudimental让独立艺术家在区块链上进行群众募资[63]。

社会经济平台：Backfeed[64]。

去中心化预测市场：Augur[65]。

物联网：Ethcore（一间以太坊公司）研发的客户端[66]、Chronicled（一间区块链公司）发表了以太坊区块链的实物资产验证平台；芯片公司、物理IP创建者和生产者可以用植入的蓝牙或近场通信进行验证[67]。Slock.It开发的智能锁可以在付费后自动开启，让用户在付费后可以帮电动车充电、或是打开租屋的房门[68]。

著作权授权：Ujo Music平台让创作人用智能合约发布音乐，消费者可以直接付费给创作人。伊莫珍·希普用此平台发布了一首单曲[69]。

智能电网：TransActive Grid让用户可以和邻居买卖能源[70]。

去中心化期权市场：Etheropt[71]。

钉住汇率的代币：DigixDAO提供与黄金挂钩的代币，在2016年四月正式营运[6][72][73]。Decentralized Capital提供和各种货币挂钩的代币[74]。

移动支付：Everex让移工汇款回家乡[75]。

客户端软件[编辑]

以太坊的2个主要的客户端软件是Geth和Parity。

企业软件[编辑]

企业软件公司也正测试用以太坊作为各种用途。已知有兴趣的公司包括微软、IBM、摩根大通[39]。

德勤和ConsenSys在2016年宣布成立数字银行Project ConsenSys[76]。

R3公司在Microsoft Azure上执行私人以太坊区块链，将11间银行连接至一本分布式帐薄（distributed ledger）[40]。

Microsoft Visual Studio提供程序开发者使用Solidity编程语言[77]。

英国政府中负责推动创新的机构Innovate UK提供了近25万英镑给Tramonex用以太坊发展跨国支付系统[78][79]。

认许制记账[编辑]

目前有许多方案正在研究使用以太坊创建认许制的区块链。

摩根大通打算用以太坊上创建一个私人区块链“Quorum”。其功能是洗乱派生性金融产品及其交易纪录来保护交易者的隐私，但同时符合金融管制单位在信息公开上的要求，以期在保障隐私和信息公开之间找到平衡。[80]

苏格兰皇家银行用以太坊的分布式记账和智能合约平台创建了一个结算交割机制（Clearing and Settlement Mechanism, CSM），可以达成每秒100笔交易、模拟六间银行，平均每个trip在3到8秒间完成，这些数值用在于全国的支付系统是可接受的[81]。

采用[编辑]

2016年五月，纽约时报指出以太坊的采用仍在初期阶段，并可能遇到让成长率减缓的技术或法律问题。许多比特币支持者认为以太坊比比特币复杂，所以可能需要面对更多的安全问题。报导也指出这个系统复杂到熟知这个系统的人也很难用普通人的语言来描述它。[39]

微软和ConsenSys合作，在 Microsoft Azure上提供第三方开发的区块链工具，包括交易股票和跨境支付等用途。[4]

卢森堡交易所在2016年10月开始提供用以太坊产生的数字签名来证明文件的真实性[82]。

新加坡金融管理局使用以太坊将新加坡元数字化。[83]

交易以外的用途[编辑]

因区块链技术难以删改资料的特质，部分人会运用加密货币上传资料以免被他人删改。

2018年4月，在北大岳昕事件中，有用户把岳昕的公开信上传到以太坊的交易记录，以免被校方删除[84]。

2019年6月，部分香港警察的个人资料被示威者上传到以太坊的交易记录，令有关当局难以追查上传者身份及删除资料。[85][86] [87][88]。