以太坊(Ethereum)介绍


Ethereum于2013年底由加密货币研究员兼程序员Vitalik Buterin提出。开发由2014年7月至8月期间的在线众筹资助。[4]该系统于2015年7月30日上线,7200万枚硬币“预售”。这占2019年总循环供应量的约68%。[5]

2016年,由于利用了DAO项目的智能合约软件中的一个漏洞,以及随后被盗价值5000万美元的以太网,[6]以太坊被分成两个独立的区块链 - 新的独立版本变为以太坊(ETH)随着盗窃的逆转,[7]原来继续作为以太坊经典(ETC)。[8]

Vitalik Buterin在浏览维基百科有关元素和科幻小说的文章后选择了以太坊这个名字,当他找到这个名字时,注意到,“我立刻意识到我比其他所有其他替代方案都更喜欢它;我想这是事实听起来不错,它有“ 以太 ” 这个词,指的是渗透宇宙并允许光线传播的假想无形介质。[9]

历史

Ethereum最初是由Vitalik Buterin撰写的白皮书中描述的,[10]一位参与比特币杂志的程序员,于2013年底创建了分散式应用程序。[11] [12] Buterin认为比特币需要一种用于应用程序开发的脚本语言。由于未能达成一致,他提议开发一种采用更通用脚本语言的新平台。[4]:88

Ethereum于2014年1月在迈阿密举行的北美比特币会议上宣布。[9]在会议召开的同一时间,一群人在迈阿密Gavin Wood,Charles Hoskinson和Torontonian的Anthony Di Iorio 租了一所房子。资助该项目的人。[9]迪伊里奥邀请了邀请记者Morgen Peck的朋友Joseph Lubin作证。[9]六个月后,创始人再次在瑞士楚格的一所房子里相遇,Buterin告诉创始人,该项目将以非盈利方式进行。Hoskinson当时离开了这个项目。[9]

以太坊正式拥有一个非常长的创始人名单。Anthony Di Iorio写道:“以太坊由Vitalik Buterin,我自己,Charles Hoskinson,Mihai Alisie和Amir Chetrit(最初的5人)于2013年12月创立.Joseph Lubin,Gavin Wood和Jeffrey Wilke于2014年初被添加为创始人。” 以太坊软件项目的正式开发于2014年初开始通过瑞士公司Ethereum Switzerland GmbH(EthSuisse)开始。[13] [14] 在可以实施软件之前,需要指定将可执行智能合约放入区块链的基本思路; 这项工作由当时的首席技术官加文伍德 在以太坊黄皮书中完成指定了以太坊虚拟机。[15] 随后,还创建了一个瑞士非营利基金会 - 以太坊基金会(Stiftung Ethereum)。开发由2014年7月至8月期间的在线公共众筹资助,参与者用另一种数字货币比特币购买以太坊价值代币(以太)。

虽然早期对以太坊的技术创新表示赞赏,但也提出了有关其安全性和可扩展性的问题。[11]

企业以太坊联盟(EEA)

2017年3月,各种区块链初创企业,研究团体和财富500强公司宣布成立企业以太坊联盟(EEA),共有30名创始成员。[16]到5月份,该非营利组织有116名企业成员 - 包括ConsenSys,CME集团,康奈尔大学研究组,丰田研究院,三星SDS,微软,英特尔,摩根大通,Cooley LLP,Merck KGaA,DTCC,Deloitte,埃森哲,桑坦德银行,BNY Mellon,ING和加拿大国家银行。[17] [18] [19]在7月2017年,有超过150个成员,在联盟,包括最近增加万事达卡,思科系统公司,储蓄银行和丰业。[20] [21]

在Frontier网络正式启动之前,基金会开发了几个代号为Ethereum平台的原型,作为其概念验证系列的一部分。“奥运会”是这些原型中的最后一个,以及公开测试版的预发布。

奥运网络为用户提供了25,000以太的漏洞奖励,以测试以太坊区块链的极限。“Frontier”标志着2015年7月以太坊平台的试验性实验发布。

自首次发布以来,以太坊经历了多次计划的协议升级,这是影响平台底层功能和/或激励结构的重要变化。

协议升级是通过开源代码库的软分叉完成的。

“宅基地”是第一个被认为是稳定的。它包括改进交易处理,天然气定价和安全性; 软叉[ 引证需要 ]于2015年7月31日发生。

2017年10月16日,“Metropolis Part 1:Byzantium”软件[ citation needed ]分支生效,包括更改以降低EVM的复杂性,并为智能合约开发人员提供更多灵活性。Byzantium还增加了对zk-SNARKs(来自Zcash)的支持,2017年9月19日在testnet上发生了第一次zk-SNARK交易。[ 引证需要 ]

2019年2月28日,“Metropolis Part 2:Constantinople”硬叉和同时“圣彼得堡”网络升级发生在7,280,000区块。

DAO事件

主要文章:DAO(组织)

在2016年分权自治组织叫的DAO,一套智能合同的平台上开发,提出了创纪录的1.5亿$的crowdsale资助该项目。[25] DAO在6月被开采,当时一名身份不明的黑客带走了5000万美元的以太币。[26] [27]这一事件引发了加密社区的争论,即以太坊是否应该采取有争议的“硬分叉”来重新利用受影响的资金。[28]由于争议,网络分裂为两个。以太坊(这篇文章的主题)继续在分叉的区块链上,而以太坊Classic继续使用原始区块链。[29]硬分叉在两个网络之间形成了竞争。

在与DAO相关的硬分叉之后,以太坊随后在2016年第四季度分叉两次以应对其他攻击。截至2016年11月底,以太坊增加了对DDoS的保护,使区块链消失,并阻止了黑客进一步的垃圾邮件攻击。[ 不平衡的意见?] [ 引证需要 ]

特点

更多信息:加密货币

与其他加密货币一样,每个以太网的有效性由区块链提供,区块链是一个不断增长的记录列表,称为块,使用密码术链接和保护。[30] [31]通过设计,区块链本质上抵抗数据的修改。它是一个开放的分布式分类账,可以有效地以可验证和永久的方式记录双方之间的交易。[32]与比特币不同,以太坊以称为状态转换的方式使用账户和余额。这不依赖于未花费的交易输出(UTXOs)。State表示所有帐户和额外数据的当前余额。状态不存储在区块链中,它存储在单独的Merkle Patricia树中。一个cryptocurrency钱包存储公共和私有的“钥匙”或可用于接收或花费醚“地址”。这些可以通过用于BIP 32“HD钱包”的BIP 39风格助记符生成。在以太坊中,这是不必要的,因为它不在UTXO方案中运行。使用私钥,可以在区块链中写入,有效地进行以太交易。

要将以太网发送到帐户,您需要该帐户的公钥的Keccak-256哈希。以太帐户是假名的,因为它们不与个人相关联,而是与一个或多个特定地址相关联。

以太以太坊运作的基本标志,从而为交易提供公共分布式分类账。它用于支付天然气,一种用于交易和其他状态转换的计算单位。错误地,这种​​货币也被称为以太坊

它列在股票代码 ETH下并在加密货币交易所交易,希腊 大写Xi字符(Ξ)通常用于其货币符号。它还用于支付以太坊网络上的交易费和计算服务。[33]

地址

以太坊地址由前缀“0x”组成,这是十六进制的公共标识符,与ECDSA 公钥的Keccak-256哈希(大端)的最右边20个字节连接(使用的曲线是所谓的secp256k1,相同如比特币)。在十六进制中,2位数表示一个字节,表示地址包含40个十六进制数字。以太坊地址的示例是0xb794F5eA0ba39494cE839613fffBA74279579268。合同地址采用相同的格式,但它们由发件人和创建事务nonce确定。[34] 用户帐户与合同帐户无法区分,只给出了每个区块链数据的地址。任何有效的Keccak-256哈希都符合所描述的格式,即使它与具有私钥或合同的帐户不对应也是有效的。这与比特币不同,比特币使用base58check来确保正确输入地址。

与比特币的比较

以太网与比特币(截至2018年6月市值最大的加密货币)在几个方面不同:

  • 它的阻塞时间为14到15秒,比特币为10分钟。
  • 以太的开采以通常一致的速度产生新的硬币,偶尔在硬叉期间变化,而对于比特币,每4年减半。
  • 对于工作量证明,它使用Ethash算法,这降低了采矿中专用ASIC的优势。
  • 交易费用因计算复杂性,带宽使用和存储需求(在称为气体的系统中)而不同,而比特币交易通过事务大小(以字节为单位)进行竞争。
  • 以太坊燃气单位每个都有一个可以在交易中指定的价格。这通常在Gwei中测量。比特币交易通常按每个字节的satoshis指定费用。
  • 以太坊使用一种账户系统,其中魏的价值从账户中扣除并贷记到另一个账户,而不是比特币的UTXO系统,这更像是花钱和收到回报。

供应

截至2019年7月5日,乙醚的总供应量约为1.067亿。2017年,采矿产生了920万新醚,相当于其总供应量增加了10%。预计Casper FFG和CBC将通货膨胀率降至0.5%至2%之间。[ 引证需要 ]目前没有对ETH的总供应量实施硬性上限。[35]

市场和商店

Ether可以通过常规货币经纪人,加密货币交易所以及许多在线加密货币钱包进行交易。[36]

虚拟机

以太坊虚拟机(EVM)是以太坊中智能合约的运行时环境。它是一个256位寄存器堆栈,旨在完全按照预期运行相同的代码。它是以太坊的基本共识机制。EVM的正式定义在以太坊黄皮书中有详细说明。[34] [37] 2018年2月1日,主要以太坊网络中有27,500个节点。[38]以太坊虚拟机已经用C ++,Go,Haskell,Java,JavaScript,Python,Ruby,Rust,Elixir,Erlang实现很快,WebAssembly(目前正在开发中)。

智能合约

以太坊的智能合约基于不同的计算机语言,开发人员可以使用这些语言编写自己的功能。智能合约是高级编程抽象,可以编译成EVM 字节码并部署到以太坊区块链中执行。它们可以用Solidity(一个与C和JavaScript相似的语言库),Serpent(类似于Python,但已被弃用),LLL(一种低级别的 Lisp语言)和Mutan(Go- based,但已弃用)编写。。还有一种正在开发中的研究型语言称为Vyper(a强类型的 Python衍生的可判定语言)。

智能合约可以是公开的,这开启了证明功能的可能性,例如自足的可证明公平的赌场。[39]

与在公共区块链上使用智能合约相关的一个问题是,所有人都可以看到包括安全漏洞在内的漏洞,但无法快速修复。[40]这方面的一个例子是2016年6月17日对DAO的袭击,无法迅速停止或撤销。[26]

目前正在研究如何使用形式验证来表达和证明非平凡的属性。一个微软的研究报告指出,编写可靠的智能合同可以是非常困难的在实践中,使用DAO黑客来说明这个问题。该报告讨论了微软为验证合同而开发的工具,并指出对已发布合同的大规模分析可能会发现广泛的漏洞。该报告还指出,可以验证Solidity程序和EVM代码的等效性。[41]

应用

以太坊应用程序使用七种不同的图灵完整语言之一编写。[42]开发人员使用该语言创建和发布他们知道将在以太坊内部运行的应用程序。[43] [44]这是一个繁琐的系统,但这并不妨碍开发人员编写以太坊程序。[45]

以太坊区块链应用程序通常被称为DApps(分散式应用程序),因为它们基于分散的以太坊虚拟机及其智能合约。[46]已经为以太坊平台提出了许多用途,包括那些不可能或不可行的用途。[47] [33]用例提案包括金融,物联网,从农场到餐桌的产品,电力采购和定价,以及体育博彩。以太坊(截至2017年)是最初投币项目的领先区块链平台,市场份额超过50%。

截至2018年1月,有超过250个直播的DApps,还有数百个正在开发中。一些应用示例包括:数字签名算法,证券化令牌,数字版权管理,众筹,预测市场,汇款,在线赌博,社交媒体平台,金融交易和身份系统。

企业软件

基于以太坊的定制软件和网络,独立于公共以太坊链,正在由企业软件公司进行测试。[48]有兴趣的人士包括微软,IBM,摩根大通,[33] [49] Deloitte,[50] R3,[51] Innovate UK(跨境支付原型)。[52]巴克莱银行,瑞银集团和瑞士信贷正在试验以太坊区块链,以实现金融工具市场指令(MiFID)II要求的自动化。

权限分类帐

使用基于以太坊的许可区块链变体并针对各种项目进行调查。

  • 摩根大通(JP Morgan Chase)正在开发一种被称为“Quorum”的以太坊区块链的许可变种JPM Coin。[53]它旨在改变衍生品和支付领域的私人和公共之间的界限。这个想法是为了满足需要无缝访问金融行为的监管机构,同时保护不希望向公众披露其身份或交易细节的各方的隐私。[54]
  • 苏格兰皇家银行宣布已经建立了基于以太坊分布式账本和智能合约平台的清算和结算机制(CSM)。[55] [56]

表现

在以太坊中,所有智能合约都公开存储在区块链的每个节点上,这会产生成本。[57]作为区块链意味着它是  设计安全的,  并且是具有高拜占庭容错能力的分布式计算系统的一个例子  。缺点是性能问题出现在每个节点实时计算所有智能合约,导致速度降低。[57]截至2016年1月,以太坊协议每秒可处理约25笔交易。[57]相比之下,Visa支付平台每秒处理45,000笔付款,导致一些人质疑以太坊的可扩展性。[58]2016年12月19日,以太坊首次超过一百万笔交易。[59]

复仇的工程师一直在努力分片计算,并对下一步(被称为复仇2)在复仇的复康3月在2017年提出[60]

出于安全原因,以太坊的区块链使用Merkle树来提高可扩展性,并优化事务散列。[61]与任何Merkle树实现一样,它允许存储节省,设置成员证明(称为“Merkle校样”)和轻客户端同步。以太坊网络有时会遇到拥堵问题,例如2017年末与Cryptokitties相关的拥堵问题。[62]

发展治理和EIP

论社会治理
我们的治理本质上是社会性的,在社区中联系更紧密的人拥有更多权力,一种软实力。

2015年10月,[63]提出了一项发展治理,即以Ehere -1标准化的以太坊改进提案,即EIP。[64]核心发展小组和社区将通过流程监管的EIP获得共识。在EIP过程中做出了一些值得注意的决定,例如EIP-160(由Spurious Dragon Hardfork引起的EXP成本增加)[65]和EIP-20(ERC-20 Token标准)。[66] 2018年1月,当EIP-1状态变为“活跃”时,EIP流程最终确定并公布。[63]

批评

FT Alphaville的编辑Izabella Kaminska 指出,犯罪分子正在使用以太坊运行庞氏骗局和其他形式的投资欺诈。[67]这篇文章是根据卡利亚里大学的一篇论文得出的,该论文列出了以太网智能合约的数量,这些合同在所审查的1384份智能合约的近10%中为庞氏骗局提供便利。但是,它还估计网络上只有0.05%的交易与此类合同有关。[68]

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