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【链圈知识】以太坊（Ethereum）
以太坊（Ethereum）是一个平台和编程语言，使开发人员能够构建和发布下一代分布式应用程序。 以太坊（Ethereum）在继承比特币网络架构的基础上，主要提出了可编程“智能合约”的概念——一种按照事先任意制定的规则自动转移数字资产的系统。
在以太坊中，智能合约可以用以太坊特定的编程语言 Solinity 编写，然后上传到一个区块并永远存在。 由于区块链是安全且不可变的，因此可以完全相信以太坊的智能合约将按预期执行。 守则的可执行性使得赖账和违约不可能发生。
Vitalik Buterin 在以太坊的白皮书中解释了智能合约：
“智能合约不应被视为要履行或遵守的义务，它们更像是生活在 EVM 中的机器人，自动执行特定代码并修改余额或其他信息。”
以太坊几乎垄断了整个区块链智能合约市场。
以太坊应用扩展了区块链可以处理的交易类型。 主要场景应用在货币以外的金融领域：去中心化、任何东西的担保和交换、投票、域名、金融交易、众筹、公司管理、合同和大多数协议、知识产权，以及得益于硬件集成的智能资产。
以以太坊为代表的区块链技术被称为2.0时代。
Ether、Merkle-tree、on-chainMetacoins-protocol、改进的幽灵协议、身份和信誉系统、去中心化存储、去中心化自治组织（DAO）、费用规范机制是以太坊的重要创新。
以太坊（Ethereum）早期采用POW共识机制保护网络免受攻击，后通过分叉转型为POS共识机制。 这样的设计在初期主要考虑整个系统的安全性。 2016年7月，以太坊开发团队通过修改以太坊软件代码，将The DAO及其子DAO的全部资金强行转移至区块1,920,000的特定退款合约地址，从而“夺回”黑客资金。 由 DAO 合约控制的硬币。 由此形成两条链，一条是原链（ETC），一条是新的分叉链（ETH），分别代表不同的社区共识和价值观。
以太坊的历史
2013年12月，V神发布以太坊白皮书。
2014年1月，以太坊正式宣布诞生。
2014年4月，以太坊发布第三版测试网。
2014年4月，以太坊发布黄皮书。
2014 年 7 月以太坊每秒处理多少笔交易，第一个以太坊基金会成立。
2014年7月，以太坊发布第五版测试网。
2014年7月，以太坊开始募集代币，募集总额为1843万美元。
2015年7月，以太坊主网正式上线。
以太坊的基本元素
什么是以太坊账户
有两种类型的以太坊账户：
◆ Externally Owned Account (EOA)，又称普通账户
◆ 合约账户
普通账户
所谓普通账户就是我们存放以太坊的账户，可以随意生成。 它具有以下特点：
◆ 拥有以太币balance的balance（存放以太币的地方，区别于比特币的UTXO模型）。
◆ 一个计数器（nonce），用来决定每笔交易只能处理一次。
◆ 发送交易（以太币转账、发布合约、调用智能合约）
◆ 由私钥控制
◆ 无代码关联
合约账户
合约账户也是最令人兴奋的概念和底层代码实现。 它是函数和数据的集合，存在于以太坊中的特定地址（智能合约发布地址），具有以下特点：
◆拥有以太币余额
◆有关联代码
◆由交易或消息调用触发，由以太坊虚拟机（EVM）解释执行
执行时：
◆以随机复杂度运行（图灵完整性）
◆它只能操作它拥有的特定存储，例如它可以拥有它的永久状态
◆可以调用其他合约
以太坊区块链上的所有操作都是由每个账户发起的交易发起的。 当智能合约账户收到一笔交易时，交易带来的参数将成为代码的输入参数。 合约代码将由以太坊虚拟机 (EVM) 在参与网络的每个节点上运行，作为对其新区块的验证。
交易和新闻
贸易
一般来说，“交易”是指一个账户向另一个账户发送一个签名的消息包，区块链会记录并存储相应数据的过程。 推而广之，调用智能合约改变合约账户的数据状态也是一种交易，同样需要手续费。
交易包括：
◆消息发送者
◆消息接收者
◆签名信息，用于证明发送方打算通过区块链向接收方发送消息
◆Value字段，从发送方转移到接收方的以太币数量
◆可选数据字段，用于存储智能合约或调用智能合约代码
◆GasLimit，交易执行时使用的Gas上限
◆GasPrice，交易发送方愿意支付的Gas fee的价格。 一个单位的 Gas 代表一个基本指令的执行，比如一个计算步骤。
信息
合约有能力向其他合约发送“消息”。 消息是一个永远不会序列化的虚拟对象以太坊每秒处理多少笔交易，只存在于以太坊执行环境中。 它们可以理解为函数调用（function calls）。 曾经有人问智能合约是否可以调用比特币转账，这里的解释已经给出了明确的答案。
消息包括：
消息发送者
◆ 消息接收者
◆ 可选数据字段，合约实际输入的数据
◆ GasLimit，同交易。
一般来说，一条消息就是一笔交易，只是它不是由外部账户生成，而是由合约账户生成。 当 call 或 delegatecall 这两个命令在合约正在执行的代码中运行时，会生成一条消息。 消息有时被称为“内幕交易”。 与交易类似，消息指示接收账户运行其代码。 因此，合约账户可以与其他合约账户有关系。
什么是煤气
比特币网络中的计算机（节点）维护和更新区块链。 在以太坊中，这些节点运行以太坊虚拟机 (EVM)。 以太坊虚拟机是一台结合了网络中所有节点的计算能力的超级计算机。 这种计算能力用于在区块链上运行用户提交的代码（智能合约）。 为了执行智能合约，EVM 收取极小的交易费用，以换取智能合约所需的算力。 这笔费用称为“Gas”。 这笔费用以Gas为单位计算，也就是俗称的燃料。
交易消耗的天然气和天然气
每笔交易包括 Gas limit 和 Gas price。 矿工可以选择打包这些交易并收取这些费用。 Gasprice 会影响交易打包的等待时间。 如果交易运行使用的Gas量小于或等于设定的Gas limit，交易将被处理。 但如果总耗气量超过gas limit，所有操作将被重置，但仍会收取手续费。 区块链将显示交易已尝试完成，但所有合约命令都被还原，因为没有提供足够的 Gas。 交易完成后，未使用的 Gas 将以 Ether 的形式返还给发起方。 Gas 消耗量只是一个估计值，因此许多用户会多付 gas 以确保他们的交易被接受。
估算事务消耗
交易费用由两部分组成：
GasUsed：交易消耗的Gas总量
GasPrice：本次交易的单位Gas价格（以以太币计算）
交易费用 = GasUsed * GasPrice
用气量
EVM 中的每个命令都设置了相应的 Gas 消耗值。 GasUsed是所有执行命令的gas消耗值的总和。 如果你想估计 GasUsed，你可以使用 web3.eth.estimateGas。
天然气价格
用户可以自行设置的 GasPrice 价格。 由于网络拥堵等各种情况，这个价格会动态变化，可以根据交易字节数和当前区块打包的平均值粗略估算。
以太坊网络上的“DoS”攻击
CryptoKitties于2017年11月28日首次亮相以太坊区块链，是一款虚拟养猫游戏。 它导致以太坊网络拥堵。 减慢以太坊网络的过程称为对以太坊网络的“DoS”攻击。 当以太坊网络上始终存在完整的区块并且网络上有大量交易待处理时，就会发生所谓的 DoS 情况。 同时，矿工有权根据交易手续费选择打包哪些交易。 如果此时队列中（交易池中）有几千笔交易等待打包，可能会导致数小时的交易异常延迟。 DDoS 可以是恶意的也可以是非恶意的。
以太坊的现状面临几个重要的瓶颈：
1. 出块和计算速度不够快，承载不了足够多的Dapp。
2、目前ETH是POW的验证机制，矿池算力参差不齐，略微降低了以太坊基金会的主导能力。
3. 想要使用DAPP的用户，钱包里必须有ETH，否则无法运行程序。
V神的碎片化扩充方案
Vitalik 发推文说“分片即将到来”，他还分享了一个全新的代码存储库，其中记录了所谓的“分叉选择规则”中的一些概念验证，这些规则展示了以太坊分片的工作原理。 与主区块链交互。 Buterin 的推文还包含一张 12 分片的模拟图像。
2018 年 6 月，Vitalik Buterin 发布了一个新的概念验证，展示了如何在以太坊主链上“栓接”分片扩展解决方案，旨在显着提高以太坊区块链的交易吞吐量和可扩展性。 以太坊每秒处理不到 10 笔交易，无法满足当前的吞吐量要求。
不过业内人士认为，以太坊目前的分片技术至少要等3个月才能问世。
早在2014年，京通科技的区块链底层分层技术就已经落地，领先市场4年。 同时，借助分层架构设计，京通科技的姊妹公司项目Moker——无硬分叉，其分片技术也得到了落地。
京通区块链技术底层分层架构设计将信任栈分为5层，网络层、区块层、数据层、价值层和合约层，实现区块链不同层级的业务场景。
区块链的发展和成熟也是多层次的，不是单一的成熟路径。 基于分层设计的区块链可以根据不同层次的成熟度推出相应的区块链产品。
京通区块链技术基于分层跨链技术，简化智能合约的使用流程，方便实际操作； 并在此架构的基础上，提供了分层账本的功能，在全球率先实现了分层架构底层技术。
把分片想象成一个区块链，有上百个不同的漩涡，每个漩涡都是一个独立的账户空间，一个账户，一个合约可以在不同的漩涡上，或者在多个漩涡中产生和发起。 发起一个漩涡之间的交易，这个交易只会影响涉及到的漩涡。
