數據同步完的以太坊伺服器
以太坊是一個全新開放的區塊鏈平台,它允許任何人在平台中建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用。就像比特幣一樣,以太坊不受任何人控制,也不歸任何人所有——它是一個開放源代碼項目,由全球范圍內的很多人共同創建。
和比特幣協議有所不同的是,以太坊的設計十分靈活,極具適應性。在以太坊平台上創立新的應用十分簡便,任何人都可以安全地使用該平台上的應用。
以太坊是可編程的區塊鏈。它並不是給用戶一系列預先設定好的操作(例如比特幣交易),而是允許用戶按照自己的意願創建復雜的操作。這樣一來,它就可以作為多種類型去中心化區塊鏈應用的平台,包括加密貨幣在內但並不僅限於此。
以太坊狹義上是指一系列定義去中心化應用平台的協議,它的核心是以太坊虛擬機(「EVM」),可以執行任意復雜演算法的編碼。在計算機科學術語中,以太坊是「圖靈完備的」。開發者能夠使用現有的JavaScript和Python等語言為模型的其他友好的編程語言,創建出在以太坊模擬機上運行的應用。
和其他區塊鏈一樣,以太坊也有一個點對點網路協議。以太坊區塊鏈資料庫由眾多連接到網路的節點來維護和更新。每個網路節點都運行著以太坊模擬機並執行相同的指令。因此,人們有時形象地稱以太坊為「世界電腦」。
這個貫穿整個以太坊網路的大規模並行運算並不是為了使運算更高效。實際上,這個過程使得在以太坊上的運算比在傳統「電腦」上更慢更昂貴。然而,每個以太坊節點都運行著以太坊虛擬機是為了保持整個區塊鏈的一致性。去中心化的一致使以太坊有極高的故障容錯性,保證零停機,而且可以使存儲在區塊鏈上的數據保持永遠不變且抗審查。
以太坊平台本身沒有特點,沒有價值性。和編程語言相似,它由企業家和開發者決定其用途。不過很明顯,某些應用類型較之其他更能從以太坊的功能中獲益。以太坊尤其適合那些在點與點之間自動進行直接交互或者跨網路促進小組協調活動的應用。
例如,協調點對點市場的應用,或是復雜財務合同的自動化。比特幣使個體能夠不藉助金融機構、銀行或政府等其他中介來進行貨幣交換。以太坊的影響可能更為深遠。
理論上,任何復雜的金融活動或交易都能在以太坊上用編碼自動且可靠地進行。除金融類應用外,任何對信任、安全和持久性要求較高的應用場景——比如資產注冊、投票、管理和物聯網——都會大規模地受到以太坊平台影響。
② 以太坊技術系列-以太坊數據結構
本篇文章和大家介紹一下以太坊的數據結構,上篇文章我們提到,以太坊為了實現智能合約這一功能,使用了基於賬戶的模型。我們來看看以太坊中數據結構。
既然是基於賬戶的模型,我們需要通過賬戶地址找到賬戶的狀態。就像通過銀行卡號可以找到你在銀行中的各種信息一樣。最簡單的想法當然是一個簡單的哈希表 key是賬戶地址 value是賬戶狀態。但這里有個問題解決不了。
輕節點如何校驗賬戶合法性?
上篇我們說過,區塊鏈中有2類節點,全節點和輕節點,輕節點只會存儲block header,所以輕節點如何才能校驗賬號是否合法呢?
這個思路和我們平時用的md5校驗一致,我們會對區塊內的信息進行hash運算從而得出區塊內信息唯一確定的值,區塊鏈所有節點中這個值都是相同的。
在這個過程中我們用到了一種數據結構Merkle Tree(哈希樹),我們先看下Merkle Tree(哈希樹)的示意圖。
上篇文章說到區塊鏈中的鏈表(哈希鏈)和我們平時常見鏈表不同的是將指針從地址改為了hash指,這里也一樣,哈希樹和二叉樹的區別有2個
1.將地址改為了哈希值
2.只有葉子節點存儲數據
回到之前的問題輕節點是如何校驗1個賬戶或交易是否是在鏈上的呢?
整個流程如上圖所示
1.輕節點需要判斷1個賬號是否合法
2.輕節點由於只存儲block header,所以拿到1個賬號的時候會向全節點發出請求
3.全節點存儲了所有賬戶狀態,將賬戶路徑中的需要計算用到的hash值返回給輕節點
4.輕節點本地進行計算根hash值,如果計算結果和自己存儲一致則賬戶合法,不一致則不合法。
那以太坊中的賬戶信息的數據結構就是這樣嗎?
直接用這樣的數據結構來存儲賬戶信息會有2個問題
查找困難
生成hash值不確定
第1個問題應該比較容易發現,在這個樹中尋找1個賬號需要的復雜度是O(n),因為沒有任何順序。
第2個問題其實也是因為無序導致的,無序的組合每個節點針對同一批賬戶生成的hash值不一致,這就導致無法達成共識。
既然2個問題都和順序有關,那我們類似二叉排序樹一樣,使用哈希排序樹是不是就可以解決問題了呢?
使用排序樹後會帶來另外1個問題
插入困難
因為要維持樹是有序的,很可能帶來樹結構的很大變動。
以太坊中使用了另外一種數據結構字典樹。和哈希樹不同,字典樹應該是很多地方都有使用。我們簡單來看下字典樹的結構。
字典樹能夠較好地解決哈希樹的2個缺點1.查找困難 2.生成的hash值不確定以及排序二叉樹的1個缺點 插入困難。
但字典樹我們可以看到可能樹的深度可能由於部分元素導致整棵樹深度非常深。
這時我們可以進一步優化,將相同路徑進行壓縮。這就是壓縮字典樹。
將哈希樹和壓縮字典樹結合,就可以得到以太坊存儲賬戶的最終數據結構-MPT。
將壓縮字典樹裡面的指針從地址改為指針,並且將數據存儲在葉子節點中即可。
介紹完狀態樹的數據結構,我們接下來討論1個問題,區塊中存儲的賬戶狀態是什麼樣的范圍。有2種選擇。
只保存當時區塊中產生交易的賬戶狀態。
保存全局所有的賬戶。
我們可以看下這2種方式,無非就是空間和時間的平衡,只保存當前區塊產生的交易意味著是做懶載入(需要的時候才去尋找賬戶),在區塊鏈中這個代價是非常大的,因為尋找的賬戶之前從未交易過,這樣會遍歷整個區塊鏈。另外一種保存全局的賬戶方式雖然看起來空間消耗較大,但查找快捷,而且空間的問題我們可以通過其他方式優化。所以最終以太坊選擇了第2種每個區塊都報錯全局所有賬戶的方式。
我們來看下以太坊中是如何保存狀態樹的。
可以看到以太坊中雖然每個區塊都保存了全部賬戶,但是會將未發生變化的賬戶狀態指向前1個節點,本身只存儲發生變化的狀態,這樣可以較大程度優化空間佔用。
介紹完以太坊中比較復雜的狀態樹後,我們繼續來看看以太坊中的另外兩棵樹,交易樹和收據樹。
首先介紹一下,為什麼需要交易樹&收據樹。
1.交易樹
雖然以太坊是基於賬戶的模型,但是就像銀行不僅會存儲銀行卡的余額,還會存儲卡中的每筆錢怎麼來的以及怎麼花的。交易樹中就存儲著當前區塊中的包含的所有交易。
2.收據樹
由於智能合約的引入增加了不少復雜性,所以以太坊用收據樹存儲著一些交易操作的額外信息。比如交易過程中執行日誌就包含在收據樹中方便查詢。收據樹和交易樹是一一對應的。每發生一次交易就會有一次收據。
和狀態樹不同交易樹和收據樹只維護當前區塊內發生的交易,因為當時區塊發生交易時不需要再去查找另外1個交易,也就之前需要可能遍歷整個區塊鏈的查找操作了。
由於以太坊中的出塊速度較快,我們進行一些查詢一些符合條件交易的時候會面臨大量數據遍歷困難的問題。收據樹中引入了布隆過濾器可以幫助我們有效緩解這一困難。
布隆過濾器將大集合中每個元素進行hash運算映射到1個較小的集合,這時再來1個元素要判斷是否在大集合的時候,不需要遍歷整個大集合,而是去進行hash運算去小集合中尋找是否存在,如果不存在,肯定不在大集合中,如果存在則不能說明任何問題。
如上圖所示,布隆過濾器只能證明某1個元素不在集合中,不能證明1個元素在結合中。
以太坊中如果我們要在較多區塊中尋找某1個交易,則可以利用布隆過濾器,過濾掉肯定不存在目標交易的區塊,然後進入收據樹內繼續利用布隆過濾器篩選,剩下的才是可能的目標交易的交易,進行一一比對即可。
我們介紹了以太坊的核心數據結構,狀態樹&交易樹&收據樹,他們都是使用相同的數據結構-哈希壓縮字典樹。但狀態樹是維護1顆全局賬戶樹,交易樹和收據樹則是維護本區塊內的交易或收據。
介紹完數據結構後,後面我們會用幾篇文章來介紹以太坊中的一些核心演算法,比如共識機制,挖礦演算法等。
③ Quorum介紹
Quorum和以太坊的主要區別:
Quorum 的主要組件:
1,用其自己實現的基於投票機制的共識方式 來代替原來的 「Proof of work」 。
2,在原來無限制的P2P傳輸方式上增加了許可權功能。使得P2P傳輸只能在互相允許的節點間傳輸。
3, 修改區塊校驗邏輯使其能支持 private transaction。
4, Transaction 生成時支持 transaction 內容的替換。這個調整是為了能支持聯盟中的私有交易。
Constellation 模塊的主要職責是支持 private transaction。Constellation 由兩部分組成:Transaction Manager 和 Enclave。Transaction Manager 用來管理和傳遞私有消息,Enclave 用來對私有消息的加解密。
在私有交易中,Transaction Manager 會存儲私有交易的內容,並且會將這條私有交易內容與其他相關的 Transaction Manager 進行交互。同時它也會利用 Enclave 來加密或解密其收到的私有交易。
為了能更有效率的處理消息的加密與解密,Quorum 將這個功能單獨拉出並命名為 Enclave 模塊。Enclave 和 Transaction Manager 是一對一的關系。
在 Quorum 中有兩種交易類型,」Public Transaction」 和 「Privat Transaction」。在實際的交易中,這兩種類型都採用了以太坊的 Transaction 模型,但是又做了部分修改。Quorum 在原有的以太坊 tx 模型基礎上添加了一個新的 「privateFor」 欄位。同時,針對一個 tx 類型的對象添加了一個新的方法 「IsPrivate」。用 「IsPrivate」 方法來判斷 Transaction是 public 還是 private,用 「privateFor」 來記錄 事務只有誰能查看。
Public Transaction 的機理和以太坊一致。Transaction中的交易內容能被鏈上的所有人訪問到。
Private Transaction 雖然被叫做 「Private」,但是在全網上也會出現與其相關的交易。只不過交易的明細只有與此交易有關系的成員才能訪問到。在全網上看到的交易內容是一段hash值,當你是交易的相關人員時,你就能利用這個hash值,然後通過 Transaction Manager 和 Enclave 來獲得這筆交易的正確內容。
Public Transaction的處理流程和以太坊的Transaction流程一致。Transaction 廣播全網後,被礦工打包到區塊中。節點收到區塊並校驗區塊中的 事務 信息。然後根據 Transaction信息更新本地的區塊
Private Transaction也會將 Transaction 廣播至全網。但是它的 Transaction payload已經從原來的真實內容替換為一個hash值。這個hash值是由Transaction Manager提供的。
有兩個共識機制:QuorumChain Consensus 和 Raft-Based Consensus。
在 Quorum 1.2 之前的 Release 版本都採用了 QuorumChain。
從 2.0 版本開始,Quorum 廢棄了 QuorumChain 轉而只支持 Raft-based Consensus。
QuorumChain Consensus 是一個基於投票的共識演算法。其主要特點有:
相比較以太坊的POW,Raft-based 提供了更快更高效的區塊生成方式。相比 QuorumChain,Raft-based 不會產生空的區塊,而且在區塊的生成上比前者更有效率。
要想了解Raft-based Consensus,必須先了解Raft演算法
Raft演算法
Raft是一種一致性演算法,是為了確保容錯性,也就是即使系統中有一兩個伺服器當機,也不會影響其處理過程。這就意味著只要超過半數的大多數伺服器達成一致就可以了,假設有N台伺服器,N/2 +1 就超過半數,代表大多數了。
Raft的工作模式:
raft的工作模式是一個Leader和多個Follower模式,即我們通常說的領導者-追隨者模式。除了這兩種身份,還有Candidate身份。下面是身份的轉化示意圖
1,leader的選舉過程
raft初始狀態時所有server都處於Follower狀態,並且隨機睡眠一段時間,這個時間在0~1000ms之間。最先醒來的server A進入Candidate狀態,Candidate狀態的server A有權利發起投票,向其它所有server發出投票請求,請求其它server給它投票成為Leader。
2,Leader產生數據並同步給Follower
Leader產生數據,並向其它Follower節點發送數據添加請求。其它Follower收到數據添加請求後,判斷該append請求滿足接收條件(接收條件在後面安全保證問題3給出),如果滿足條件就將其添加到本地,並給Leader發送添加成功的response。Leader在收到大多數Follower添加成功的response後。提交後的log日誌就意味著已經被raft系統接受,並能應用到狀態機中了。
Leader具有絕對的數據產生權利,其它Follower上存在數據不全或者與Leader數據不一致的情況時,一切都以Leader上的數據為主,最終所有server上的日誌都會復製成與Leader一致的狀態。
Raft的動態演示: http://thesecretlivesofdata.com/raft/
安全性保證,對於異常情況下Raft如何處理:
1,Leader選舉過程中,如果有兩個FollowerA和B同時醒來並發出投票請求怎麼辦?
在一次選舉過程中,一個Follower只能投一票,這就保證了FollowerA和B不可能同時得到大多數(一半以上)的投票。如果A或者B中其一幸運地得到了大多數投票,就能順利地成為Leader,Raft系統正常運行下去。但是A和B可能剛好都得到一半的投票,兩者都成為不了Leader。這時A和B繼續保持Candidate狀態,並且隨機睡眠一段時間,等待進入到下一個選舉周期。由於所有Follower都是隨機選擇睡眠時間,所以連續出現多個server競選的概率很低。
2,Leader掛了後,如何選舉出新的Leader?
Leader在正常運行時候,會周期性的向Follower節點發送數據的同步請求,同時也是起到一個心跳作用。Follower節點如果在一段時間之內(一般是2000ms左右)沒有收到數據同步請求,則認為Leader已經死了,於是進入到Candidate狀態,開始發起投票競選新的Leader,每個新的Leader產生後就是一個新的任期,每個任期都對應一個唯一的任期號term。這個term是單調遞增的,用來唯一標識一個Leader的任期。投票開始時,Candidate將自己的term加1,並在投票請求中帶上term;Follower只會接受任期號term比自己大的request_vote請求,並為之投票。 這條規則保證了只有最新的Candidate才有可能成為Leader。
3,Follower的數據的生效時間
Follower在收到一條添加數據請求後,是否立即保存並將其應用到狀態機中去?如果不是立即應用,那麼由什麼來決定該條日誌生效的時間?
首先會檢查這條數據同步請求的來源信息是否與本地保存的leader信息符合,包括leaderId和任期號term。檢查合法後就將日誌保存到本地中,並給Leader回復添加log成功,但是不會立即將其應用到本地狀態機。Leader收到大部分Follower添加log成功的回復後,就正式將這條日誌commit提交。Leader在隨後發出的心跳append_entires中會帶上已經提交日誌索引。Follower收到Leader發出的心跳append_entries後,就可以確認剛才的log已經被commit(提交)了,這個時候Follower才會把日誌應用到本地狀態機。下表即是append_entries請求的內容,其中leaderCommit即是Leader已經確認提交的最大日誌索引。Follower在收到Leader發出的append_entries後即可以通過leaderCommit欄位決定哪些日誌可以應用到狀態機。
4,向raft系統中添加新機器時,由於配置信息不可能在各個系統上同時達到同步狀態,總會有某些server先得到新機器的信息,有些server後得到新機器的信息。比如在raft系統中有三個server,在某個時間段中新增加了server4和server5這兩台機器。只有server3率先感知到了這兩台機器的添加。這個時候如果進行選舉,就有可能出現兩個Leader選舉成功。因為server3認為有3台server給它投了票,它就是Leader,而server1認為只要有2台server給它投票就是Leader了。raft怎麼解決這個問題呢?
產生這個問題的根本原因是,raft系統中有一部分機器使用了舊的配置,如server1和server2,有一部分使用新的配置,如server3。解決這個問題的方法是添加一個中間配置(Cold, Cnew),這個中間配置的內容是舊的配置表Cold和新的配置Cnew。這個時候server3收到添加機器的消息後,不是直接使用新的配置Cnew,而是使用(Cold, Cnew)來做決策。比如說server3在競選Leader的時候,不僅需要得到Cold中的大部分投票,還要得到Cnew中的大部分投票才能成為Leader。這樣就保證了server1和server2在使用Cold配置的情況下,還是只可能產生一個Leader。當所有server都獲得了添加機器的消息後,再統一切換到Cnew。raft實現中,將Cold,(Cold,Cnew)以及Cnew都當成一條普通的日誌。配置更改信息發送Leader後,由Leader先添加一條 (Cold, Cnew)日誌,並同步給其它Follower。當這條日誌(Cold, Cnew)提交後,再添加一條Cnew日誌同步給其它Follower,通過Cnew日誌將所有Follower的配置切換到最新。
Raft演算法和以太坊結合
所以為了連接以太坊節點和 Raft 共識,Quorum 採用了網路節點和 Raft 節點一對一的方式來實現 Raft-based 共識
一個Transaction完整流程
1,客戶端發起一筆 Transaction並通過 RPC 來呼叫節點。
2,節點通過以太坊的 P2P 協議將節點廣播給網路。
3,當前的 Raft leader 對應的以太坊節點收到了 Transaction後將它打包成區塊。
區塊被 編碼後傳遞給對應的 Raft leader。
leader 收到區塊後通過 Raft 演算法將區塊傳遞給 follower。這包括如下步驟:
3.1,leader 發送 AppendEntries 指令給 follower。
3.2,follower 收到這個包含區塊信息的指令後,返回確認回執給 leader。
3.3,leader 收到不少於指定數量的確認回執後,發送確認 append 的指令給 follower。
3.4,follower 收到確認 append 的指令後將區塊信息記錄到本地的 Raft log 上。
3.5,Raft 節點將區塊傳遞給對應的 Quorum 節點。Quorum 節點校驗區塊的合法性,如果合法則記錄到本地鏈上。
參考鏈接: http://blog.csdn.net/about_blockchain/article/details/78684901
④ 以太鏈也有伺服器嗎
不存在
在以太坊中並不存在中心伺服器,取而代之的是多個通過p2p協議連接起來的平等節點,在眾多節點中存儲了所有的數據。當用戶發起一筆交易,會通過p2p協議將交易廣播出去,礦工節點對此進行驗證、打包並進一步廣播至全網,在區塊鏈內確認後,此操作即認為是不可更改的。
⑤ 以太坊合並之後還需要升級什麼
以太坊合並之後還需要升級什麼,相信大家都聽說了以太坊開始合並了,而且以太坊的創始人v神在會上表示,合並之後僅僅完成了一陵枝半多點,剩下的又是什麼,下面跟著小編一起來看看吧。
以太坊合並之後還需要升級什麼
1:TheSurge(預計在2023年發生)
TheSurge是以太坊分片的引入。簡而言之,分片將把整個以太坊網路分割成更小的分區。總共有64個分片鏈,每個分片將包含自己的交易歷史,使其能夠更快更容易地完成交易。
這種擴展解決方案旨在通過實現更便宜的第2層區塊鏈基礎上,進一步提高網路的可擴展性,使用戶更容易操作以太坊上的節點,這將有助於確保網路安全,並降低打包交易或rollup的成本。
根據Buterin的說法,「今天的以太坊每秒可以處理大尺埋敏約15-20筆交易。包括rollup,包括分片的以太坊,它將能夠每秒處理10萬筆交易。」
這比當前的交易處理速度快了5000倍。
2:TheVerge
按照Buterin的說法,實現「VerkleTree」是「其功能可以與MerkleTree相同:我們可以將大量數據放入VerkleTree,並對任何單個或一組數據進行簡短的證明(「見證」),這些數據由只有樹的根的人進行驗證。」
「與以太坊今天使用的相比,這會使證明尺寸減少超過2-30倍。」Buterin補充道。
最終,「VerkleTrees」將允許用戶成為以太坊驗證者,並且無需在設備上存儲大量數據,這將可以減少節點大小,優化網路存儲。該新實現是以太坊可擴展性和去中心化的另一個機會。
3:ThePurge
ThePurge這個名字來自2013年的電影。它是關於清除以太坊舊網路歷史數據和壞帳的。
引入ThePurge的目的是減少以太坊驗證者所需的硬碟空間,並通過清除舊的網路液羨歷史來簡化協議,最終有助於減少網路擁塞。
4:TheSplurge
根據Buterin所說,TheSplurge是「所有其他有趣的東西」。
這將是一系列較小的升級和微調,旨在確保整個以太坊網路在之前的4次升級(Merge、Surge、Verge和Purge)後盡可能平穩地運行。
⑥ 以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南
以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南
很多同學已經躍躍欲試投入到區塊鏈開發隊伍當中來,可是又感覺無從下手,本文將基於以太坊平台,以通俗的方式介紹以太坊開發中涉及的各晦澀的概念,輕松帶大家入門。
以太坊是什麼
以太坊(Ethereum)是一個建立在區塊鏈技術之上, 去中心化應用平台。它允許任何人在平台中建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用。
對這句話不理解的同學,姑且可以理解為以太坊是區塊鏈里的Android,它是一個開發平台,讓我們就可以像基於Android Framework一樣基於區塊鏈技術寫應用。
在沒有以太坊之前,寫區塊鏈應用是這樣的:拷貝一份比特幣代碼,然後去改底層代碼如加密演算法,共識機制,網路協議等等(很多山寨幣就是這樣,改改就出來一個新幣)。
以太坊平台對底層區塊鏈技術進行了封裝,讓區塊鏈應用開發者可以直接基於以太坊平台進行開發,開發者只要專注於應用本身的開發,從而大大降低了難度。
目前圍繞以太坊已經形成了一個較為完善的開發生態圈:有社區的支持,有很多開發框架、工具可以選擇。
智能合約
什麼是智能合約
以太坊上的程序稱之為智能合約, 它是代碼和數據(狀態)的集合。
智能合約可以理解為在區塊鏈上可以自動執行的(由事件驅動的)、以代碼形式編寫的合同(特殊的交易)。
在比特幣腳本中,我們講到過比特幣的交易是可以編程的,但是比特幣腳本有很多的限制,能夠編寫的程序也有限,而以太坊則更加完備(在計算機科學術語中,稱它為是「圖靈完備的」),讓我們就像使用任何高級語言一樣來編寫幾乎可以做任何事情的程序(智能合約)。
智能合約非常適合對信任、安全和持久性要求較高的應用場景,比如:數字貨幣、數字資產、投票、保險、金融應用、預測市場、產權所有權管理、物聯網、點對點交易等等。
目前除數字貨幣之外,真正落地的應用還不多(就像移動平台剛開始出來一樣),相信1到3年內,各種殺手級會慢慢出現。
編程語言:Solidity
智能合約的默認的編程語言是Solidity,文件擴展名以.sol結尾。
Solidity是和JavaScript相似的語言,用它來開發合約並編譯成以太坊虛擬機位元組代碼。
還有長像Python的智能合約開發語言:Serpent,不過建議大家還是使用Solidity。
Browser-Solidity是一個瀏覽器的Solidity IDE, 大家可以點進去看看,以後我們更多文章介紹Solidity這個語言。
運行環境:EVM
EVM(Ethereum Virtual Machine)以太坊虛擬機是以太坊中智能合約的運行環境。
Solidity之於EVM,就像之於跟JVM的關系一樣,這樣大家就容易理解了。
以太坊虛擬機是一個隔離的環境,在EVM內部運行的代碼不能跟外部有聯系。
而EVM運行在以太坊節點上,當我們把合約部署到以太坊網路上之後,合約就可以在以太坊網路中運行了。
合約的編譯
以太坊虛擬機上運行的是合約的位元組碼形式,需要我們在部署之前先對合約進行編譯,可以選擇Browser-Solidity Web IDE或solc編譯器。
合約的部署
在以太坊上開發應用時,常常要使用到以太坊客戶端(錢包)。平時我們在開發中,一般不接觸到客戶端或錢包的概念,它是什麼呢?
以太坊客戶端(錢包)
以太坊客戶端,其實我們可以把它理解為一個開發者工具,它提供賬戶管理、挖礦、轉賬、智能合約的部署和執行等等功能。
EVM是由以太坊客戶端提供的。
Geth是典型的開發以太坊時使用的客戶端,基於Go語言開發。 Geth提供了一個互動式命令控制台,通過命令控制台中包含了以太坊的各種功能(API)。Geth的使用我們之後會有文章介紹,這里大家先有個概念。
Geth控制台和Chrome瀏覽器開發者工具里的面的控制台是類似,不過是跑在終端里。
相對於Geth,Mist則是圖形化操作界面的以太坊客戶端。
如何部署
智能合約的部署是指把合約位元組碼發布到區塊鏈上,並使用一個特定的地址來標示這個合約,這個地址稱為合約賬戶。
以太坊中有兩類賬戶:
· 外部賬戶
該類賬戶被私鑰控制(由人控制),沒有關聯任何代碼。
· 合約賬戶
該類賬戶被它們的合約代碼控制且有代碼與之關聯。
和比特幣使用UTXO的設計不一樣,以太坊使用更為簡單的賬戶概念。
兩類賬戶對於EVM來說是一樣的。
外部賬戶與合約賬戶的區別和關系是這樣的:一個外部賬戶可以通過創建和用自己的私鑰來對交易進行簽名,來發送消息給另一個外部賬戶或合約賬戶。
在兩個外部賬戶之間傳送消息是價值轉移的過程。但從外部賬戶到合約賬戶的消息會激活合約賬戶的代碼,允許它執行各種動作(比如轉移代幣,寫入內部存儲,挖出一個新代幣,執行一些運算,創建一個新的合約等等)。
只有當外部賬戶發出指令時,合同賬戶才會執行相應的操作。
合約部署就是將編譯好的合約位元組碼通過外部賬號發送交易的形式部署到以太坊區塊鏈上(由實際礦工出塊之後,才真正部署成功)。
運行
合約部署之後,當需要調用這個智能合約的方法時只需要向這個合約賬戶發送消息(交易)即可,通過消息觸發後智能合約的代碼就會在EVM中執行了。
Gas
和雲計算相似,佔用區塊鏈的資源(不管是簡單的轉賬交易,還是合約的部署和執行)同樣需要付出相應的費用(天下沒有免費的午餐對不對!)。
以太坊上用Gas機制來計費,Gas也可以認為是一個工作量單位,智能合約越復雜(計算步驟的數量和類型,佔用的內存等),用來完成運行就需要越多Gas。
任何特定的合約所需的運行合約的Gas數量是固定的,由合約的復雜度決定。
而Gas價格由運行合約的人在提交運行合約請求的時候規定,以確定他願意為這次交易願意付出的費用:Gas價格(用以太幣計價) * Gas數量。
Gas的目的是限制執行交易所需的工作量,同時為執行支付費用。當EVM執行交易時,Gas將按照特定規則被逐漸消耗,無論執行到什麼位置,一旦Gas被耗盡,將會觸發異常。當前調用幀所做的所有狀態修改都將被回滾, 如果執行結束還有Gas剩餘,這些Gas將被返還給發送賬戶。
如果沒有這個限制,就會有人寫出無法停止(如:死循環)的合約來阻塞網路。
因此實際上(把前面的內容串起來),我們需要一個有以太幣余額的外部賬戶,來發起一個交易(普通交易或部署、運行一個合約),運行時,礦工收取相應的工作量費用。
以太坊網路
有些著急的同學要問了,沒有以太幣,要怎麼進行智能合約的開發?可以選擇以下方式:
選擇以太坊官網測試網路Testnet
測試網路中,我們可以很容易獲得免費的以太幣,缺點是需要發很長時間初始化節點。
使用私有鏈
創建自己的以太幣私有測試網路,通常也稱為私有鏈,我們可以用它來作為一個測試環境來開發、調試和測試智能合約。
通過上面提到的Geth很容易就可以創建一個屬於自己的測試網路,以太幣想挖多少挖多少,也免去了同步正式網路的整個區塊鏈數據。
使用開發者網路(模式)
相比私有鏈,開發者網路(模式)下,會自動分配一個有大量余額的開發者賬戶給我們使用。
使用模擬環境
另一個創建測試網路的方法是使用testrpc,testrpc是在本地使用內存模擬的一個以太坊環境,對於開發調試來說,更方便快捷。而且testrpc可以在啟動時幫我們創建10個存有資金的測試賬戶。
進行合約開發時,可以在testrpc中測試通過後,再部署到Geth節點中去。
更新:testrpc 現在已經並入到Truffle 開發框架中,現在名字是Ganache CLI。
Dapp:去中心化的應用程序
以太坊社區把基於智能合約的應用稱為去中心化的應用程序(DecentralizedApp)。如果我們把區塊鏈理解為一個不可篡改的資料庫,智能合約理解為和資料庫打交道的程序,那就很容易理解Dapp了,一個Dapp不單單有智能合約,比如還需要有一個友好的用戶界面和其他的東西。
Truffle
Truffle是Dapp開發框架,他可以幫我們處理掉大量無關緊要的小事情,讓我們可以迅速開始寫代碼-編譯-部署-測試-打包DApp這個流程。
總結
我們現在來總結一下,以太坊是平台,它讓我們方便的使用區塊鏈技術開發去中心化的應用,在這個應用中,使用Solidity來編寫和區塊鏈交互的智能合約,合約編寫好後之後,我們需要用以太坊客戶端用一個有餘額的賬戶去部署及運行合約(使用Truffle框架可以更好的幫助我們做這些事情了)。為了開發方便,我們可以用Geth或testrpc來搭建一個測試網路。
註:本文中為了方便大家理解,對一些概念做了類比,有些嚴格來不是准確,不過我也認為對於初學者,也沒有必要把每一個概念掌握的很細致和准確,學習是一個逐步深入的過程,很多時候我們會發現,過一段後,我們會對同一個東西有不一樣的理解。
⑦ 以太坊礦池有哪些
1. Ethpool(Ethermine)ETHpool.org是第一個官方的以太坊礦池。此前由於工作量超負荷,該礦池不接受新用戶,只接受老客戶。因此,許多新礦工被迫轉向單獨挖礦,因為那時還沒有其他可替代的礦池。在Ethpool上挖礦,必須安裝以太坊的C++ETH版本。? 市場佔有率:23%? 當前礦池算力:399.1GH / s? 挖礦獎勵結算模式:PPLNS? 費率:1.0%? 網址:https://ethpool.org/2. NanopoolNanopool雖然是新礦池,但已經是目前以太坊上最大的礦池之一。份額(Share)的復雜性是靜態的,相當於50億。在該礦池上進行挖礦的最低哈希率僅為5 Mhesh / s。此外,此礦池根據PPLNS方案計算挖礦獎勵,其中N是最近10分鍾內所有接受的份額。(註:PPLNS全稱Pay Per Last N Shares,即根據最近的N個股份來支付收益。)Nanopool的伺服器遍及全球,官網頁面簡潔直觀。但是這個礦池的最低支付門檻相對較高,建議連接3個伺服器,避免等待長時間的付款期。? 市場佔有率:8%? 當前礦池算力:16,176.3GH / s? 挖礦獎勵結算模式:PPLNS? 費用:1.0%? 網址:https://eth.nanopool.org/3. F2Pool(魚池)F2Pool是2019年最受歡迎的礦池之一。F2pool的伺服器主要位於中國、其他亞洲國家和美國。F2pool.com因其開放性,可訪問性和易用性而備受礦工喜愛。礦工在F2Pool上注冊後才可以挖礦。以太坊挖礦需要一個顯卡礦機。 ? 市場佔有率:10%? 當前礦池算力:19.38TH / s? 挖礦獎勵結算模式:PPS+? 費率:2.5%? 網址:https://www.f2pool.com/4. Sparkpool(星火礦池)在ETH,GRIN和BEAM生態系統中,最強大的中國資源庫是Sparkpool,它是與全球礦工合作的開放資源。在挖礦之前,你需要配置礦機。基於AMD GPU處理器的以太坊挖礦收益更高。它需要快閃記憶體改進的BIOS並調整MSI Afterburner或AMD驅動程序設置中的超頻選項。 ? 市場佔有率:29%? 當前礦池算力:56.96TH / s? 挖礦獎勵結算模式:PPS +? 費用:1.0%? 網址:https://www.sparkpool.com/5. Dwarfpool在DwarfPool,礦工的信用等級分為RBPPS或HBPPS。使用RBPPS,只要有A值,你就可以獲得對應獎勵(死塊除外)。HBPPS計提演算法是基於時間的股份支付。每小時計算一次所有推廣和發現的區塊。該礦池具有經過優化的最佳挖礦引擎,拒絕率較低,透明且詳細的統計信息。每小時進行一次支付結算,伺服器遍布世界各地。? 市場佔有率:6%? 當前礦池算力:2377109 MH / s? 挖礦獎勵結算模式:HBPPS? 費用:1.0%? 網址:https://dwarfpool.com/6. MiningPoolHubMiningPoolHub允許礦工通過挖礦獲利,並根據不同支付系統的匯率來交易數字貨幣。該礦池使用PPLNS演算法確定用戶獎勵。提款手續費為0.9%。? 市場份額:3.7%? 當前礦池算力:7.05T / s? 挖礦獎勵類型:PPLNS? 費用:1.0%?