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以太坊源码c环境搭建

发布时间: 2024-03-16 05:07:19

以太坊虚拟机(EVM)是什么

以太坊是一个可编程的区块链。与比特币不同,以太坊并没有给用户提供一组预定义的操作(比如比特币交易),而是允许用户创建他们自己的操作,这些操作可以任意复杂。这样,以太坊成为了多种不同类型去中心化区块链的平台,包括但是不限于密码学货币。

EVM为以太坊虚拟机。以太坊底层通过EVM模块支持智能合约的执行和调用,调用时根据合约的地址获取到代码,生成具体的执行环境,然后将代码载入到EVM虚拟机中运行。通常目前开发智能合约的高级语言为Solidity,在利用solidity实现智能合约逻辑后,通过编译器编译成元数据(字节码)最后发布到以坊上。

EVM架构概述

EVM本质上是一个堆栈机器,它最直接的的功能是执行智能合约,根据官方给出的设计原理,EVM的主要的设计目标为如下几点:

  • 简单性

  • 确定性

  • 空间节省

  • 为区块链服务

  • 安全性保证

  • 便于优化

针对以上几点通过对EVM源代码的阅读来了解其具体的设计思想和工程实用性。

EVM存储系统机器位宽

EVM机器位宽为256位,即32个字节,256位机器字宽不同于我们经常见到主流的64位的机器字宽,这就标明EVM设计上将考虑一套自己的关于操作,数据,逻辑控制的指令编码。目前主流的处理器原生的支持的计算数据类型有:8bits整数,16bits整数,32bits整数,64bits整数。一般情况下宽字节的计算将更加的快一些,因为它可能包含更多的指令被一次性加载到pc寄存器中,同时伴有内存访问次数的减少。目前在X86的架构中8bits的计算并不是完全的支持(除法和乘法),但基本的数学运算大概在几个时钟周期内就能完成,也就是说主流的字节宽度基本上处理器能够原生的支持,那为什么EVM要采用256位的字宽。主要从以下两个方面考虑:

  • 时间,智能合约是否能执行得更快

  • 空间,这样是否整体字节码的大小会有所减少

  • gas成本

时间上主要体现在执行的效率上,我们以两个整型数相加来对比具体的操作时间消耗。32bits相加的X86


的汇编代码

mov eax, dword [9876ABCD] //将地址9876ABCD中的32位数据放入eax数据寄存器

add eax, dword [1234DCBA] //将1234DCBA地址指向32位数和eax相加,结果保存在eax中

64bits相加的X86汇编代码

mov rax, qword [123456789ABCDEF1] //将地址指向的64位数据放入64位寄存器

add rax, qword [1020304050607080] //计算相加的结果并将结果放入到64位寄存器中

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❷ 以太坊测试网络testNet汇总

在以太坊的交易过程中需要使用到以太币,我们想要获得以太坊主网上的代币,只能通过GPU矿机挖矿或者交易所购买。然而在测试环境中获取eth就容易多了。你可以在 私有链 中自己挖矿,或者公共测试链( testnet )中直接获得。下面就和大家讲讲常用的几种以太坊测试网络。

测试网络(简称testnet) 用于模拟以太网主网的行为。拥有几乎和以太坊等效的功能。因此可以在Testnets上开发和测试自己的智能合约,测试发币等等,作为上链前的评估环境。当主网(简称mainnet)即将包含对以太坊协议的任何重大改变时,其测试主要在这些测试网络上完成。注意:这些网络上的代币只能在测试环境(开发环境)中使用。

Ethereum以太坊有许多专用测试网络,他们由各种客户端支持,最常用的3种分别是Ropsten、Kovan、Rinkeby。

以上3个是不需要在本地搭建任何服务就可以直接使用的。

对于开发中的测试环境,建议你使用 Rinkeby 或 KoVan 测试链。这是因为他们使用的工作量证明 POA 共识机制,确保交易和块能够一致并及时的创建。 Ropsten 测试链,虽然最接近公有链( Mainnet ),但是因为它使用的工作量证明是POW共识机制,过去已受到垃圾攻击,对以太坊开发人员来说往往有更多的问题。

推荐:
以太坊测试网络Rinkeby使用教程

Rospten 以太坊测试网络的使用

❸ 「官方」搭建Web3:Filecoin与以太坊携手共进


这是Protocol Labs创始人Juan Benet在EthCC 2021上的演讲概要,查看完整内容:

https://www.bilibili.com/video/BV1eb4y1r7E1

Filecoin网络是面向生态的,它与Protocol Labs搭建模块化解决方案的倾向是一致的。因为它本来就是设计给其他人使用,所以Filecoin在Web3领域的其他栈、应用和生态里如鱼得水。自从其在2020年10月的启动开始,Filecoin已经增长到超过8 exbibytes的可用存储空间,有超过400个项目进入了这个生态。以太坊就是一个能持续证明其可协作性和共同利益的生态系统。

Filecoin + 以太坊

>>>>Filecoin和以太坊虚拟机(EVM)

Filecoin生态意识到网络支持智能合约的好处。最初,开发者社区相信架设在以太坊和Filecoin之间的桥服务足够在Filecoin上支持智能合约了。不过,通过桥来使用智能合约是很笨重的方式,相比于直接在以太坊实现智能合约的功能和可组合性更是不足。有一个提议是在Filecoin上加入以太坊虚拟机(EVM),从而在存储层启用对智能合约的支持,以及为这两个生态的结合提供更多机会。


>>>>开发者工具和资源

Fleek:让用户能为去中心化网络架设网站、存储和分发文件及开发dapp。Fleek可以让每一个人(从专业的开发者到日常的互联网用户)更容易以去中心化的方式创建app和存储文件,从而加速去中心化网络的采用率。Fleek可以在Filecoin上进行自动化存档,并通过ENS(以太坊域名服务)这样的应用来利用以太坊的生态系统。

https://fleek.co/

Web3.Storage:是一个让开发者在Filecoin去中心化存储网络上存取数据的简单接口。Web3.Storage为开发者(包括以太坊dapp开发者)提供了搭建应用的简单方式,这些应用可以带有冗余的去中心化的存储以及安全的内容寻址数据。

http://web3.storage/

PowerLoom:以去中心化的方式将链上和链下数据聚合起来以生成带有密码学证明的快照。它旨在通过一个丰富的节点和利益相关者生态系统(他们被激励参与到协议里)来搭建信任,并按需提供洞见。PowerLoom特别适用于以太坊DeFi这样的生态,这类系统是非常复杂的,而且需要基于验证的信任。

https://powerloom.io/

>>>>DeFi应用

SecuredFinance(https://secured-finance.com/)是一个综合平台,整合了基于智能合约的点对点固定利率贷款、抵押品管理服务、货币间交易和其他类型的利率产品。Secured Finance的协议是去中心化的点对点金融协议,提供了由以太坊智能合约赋能的区块链上的中后台银行业务。Secured Finance可以满足Filecoin网络内的需求,它提供的解决方案能够满足Filecoin存储提供者对FIL贷款的强烈需求。

>>>>数据市场

OceanProtocol(https://t.co/misApE3ggc?amp=1)是一个在Filecoin上搭建的数据市场。Ocean的数据token(data tokens)是以太坊ERC-20 token,可以轻易地用于发布和消费数据服务。如果你有1个数据token,你可以访问一个特定的数据服务。Ocean market是一个专门为数据服务的去中心化交易所,它分叉了一个Balancer AMM(自动化做市商)来降低gas成本。在这个市场中,用户可以对数据进行发布、购买、销售、消费和stake操作。

通过Filecoin,用户可以利用Ocean来发起自己的Filecoin数据市场,或创建一个Filecoin dataDAO或指数基金。通过Ocean Protocol的工具和Filecoin的去中心化存储数据库,我们正见证新生的开放数据经济。


>>>>视频应用

LivePeer:是一个去中心化的在线视频流媒体基础设施,由以太坊区块链确保安全性。将Filecoin和IPFS结合提供存储和内容分发功能后,去中心化视频应用就成为可能了。

https://livepeer.org/

Voodfy:正为私有的视频架设服务提供去中心化工具。这是一个多功能的安全流媒体解决方案,让用户能完全控制自己的内容,这包括了访问权的设定以及变现的方式。它利用了Livepeer、Ethereum、Textile Powergate和Filecoin.

https://voodfy.com/

VideoCoin:正搭建一个能可靠地创建、存储和交易基于视频的NFT解决方案,它可以绕过在以太坊上存储实际内容时固有的复杂性和费用。VideoCoin正将其去中心化视频处理网络与Filecoin整合起来,以搭建首个专门为创建和交易视频NFT服务的平台。这个平台是新生的全球数字收藏品市场急需的一部分。

https://videocoin.io/


>>>>NFT

nft.storage(http://nft.storage/)是一个由Protocol Labs实验室和Pinata支持的服务,它专门为存储NFT数据而设计。

nft.storage让开发者通过内容寻址和去中心化存储来保护其NFT资产和相关的元数据,确保所有的NFT遵循最佳实践以实现长期的可访问性。

未来的使用场景


随着Filecoin和Ethereum生态系统的成长和重叠,会出现更多的新生用例和开发者机会。一些可以进行创新的用例包括:

>>>>可组合的DeFIL

将存储和Defi的世界结合可以产生一些机会。人们可以将市场订单(如要价、出价和交易)带到一个去中心化交易所上,以观察市场是如何评判这些订单的价值的。通过这样的能力,生态系统可以开始想象硬件期货(hardware futures)和时空期货(spacetime futures)等的出现。


>>>>数据丰富的NFT

NFT将会越来越复杂,而Web3社区需要 探索 采用数据丰富(data-rich)的NFT的方式。VideoCoin已经将其视频处理引擎与Filecoin连接起来,以结合以太坊对NFT的支持能力及Filecoin的存储能力。像VideoCoin这样的工具可以用来创建一类新型的NFT,如短电影、视频片段和完整长度的专题特写。


>>>>按观看次数支付的媒体

通过在Filecoin上存储的信息,我们可以利用以太坊的token支持能力去创建由token保护的页面和媒体(文章、电影和音乐等)。我们可以复制Web2时代的按观看次数支付模式,而无需复制数据和广告模型。


这只是一个开始!Filecoin和以太坊生态有长期的协作 历史 和机会,未来可期。

❹ 如何搭建自己的区块链

第一部分:从 0 到 1 建立自己的区块链 目录:
1.1 从模仿开始,初识区块链
1.2 区块链的基础:共识机制剖析
1.3 共识机制的设计原理和设计方法
1.4 如何快速克隆一条区块链
1.5 如何把比特币变成自己的私链–分叉比特币
1.6 如何把以太坊变成自己的私链–分叉以太坊
1.7 如何把 Ripple 变成自己的私链–分叉 ripple
1.8 如何把 stellar 变成自己的私链–分叉 stellar 1.9 如何搭建一个矿池,并挖出自己的创始区块
1.10 如何开发自己的区块链钱包(Windows 和 MAC) 1.11 如何开发自己的区块链钱包(Android 和 IOS) 1.12 如何开发一个类似于 blockchain.info 的在线钱包 1.13 如何增加自己的区块链网络的安全性和鲁棒性 1.14 如何利用 coind 来处理充值提现业务
1.15 如何利用资金池搭建一个混币服务
1.16 如何设计一种新的挖矿算法
一般情况下都是这个流程,但一般人也是非常难以完成的。区块链成熟的项目有以太坊、DECENT、比特币等等。

❺ 如何开发数字货币

谢邀~

为何要开发数字货币?从中央银行的角度来看有6个好处:

第一、提升经济交易活动的便利性和透明度

第二、降低传统纸币发行、流通的高昂成本

第三、更好地支持经济和社会发展

第四、助力普惠金融的全面实现

第五、 减少洗钱、逃漏税等违法犯罪行为

第六、提升央行对货币供给和货币流通的控制力


数字货币开发步骤:

第一步、

首先我们要从git 上下载某套区块链体系的源码,比如选择比特币的主干代码下载好

相关源码。

同时准备好对应的编译环境(C + +的建议在Linux)和安装好对应开发环境和工具。

第二步、

代码都是需要编译的,因此需要准备编译环境和工具,需要下载环境编译工具、配

好系统环境变量, qt环境等文件,编译命令在Itc源代码里的文件里有详细说明。

不过系统和开发环境的搭建、程序编译等过程都比较繁琐,不建议普通用户自己制作。对于开发人员,第一次可能要预计2-3天的安装配置时间。

第三步、

拿比特币开发来说,他是Q的开发环境,下载好源码并配置好环境后,在QtCreator内打开该比特币核心的源码,配置相关文件和编译器,开始尝试编译比特币核心的客户端。

第四步、

改造成自己的数字货币,打开各个源文件,找到对应的地方调整参数即可,如调整

每个区块出币数,总产量,调整难度等等,然后就到最关键的点,就是改名为自己的币名。

想怎么取名就怎么取名,别忘记在资源文件夹里替换掉相关图标。如果一切顺利,经过重新

编译,你的新币就顺利发明了。

对于这个数字货币的开发,还是属于技术比较专业的,因此最好有-个专业的团队协助。

数字货币开发大致需要学习的框架:

1、搭建以太坊私链测试环境以及公链节点环境配置

2、以太坊中以太币的交易、确认原理

3、以太坊中json rpc接口

4、以太币转账与提现原理

5、服务器对接以太坊公链接口,自有服务器存储业务数据,公链存储交易可匿名数据

6、私钥的安全处理

以下是开发的代码示例:

举例下市场上常用的数字货币钱包有:

APP类:kcash、imtokenweb:myEthereumWalletgoogle 浏览器插件:metaMask

其中最常用的就是imToken

区块链交易技术概念:

让我们来看看区块链交易是如何以比特币为例进行处理的。为了将一定数量的比特币发送到另一个钱包,您需要以下信息:将资金发送到您的钱包的地址,您想要发送的加密货币数量

接收者的钱包的ID。

每笔交易都使用唯一的机密私人密钥进行签名。一旦付款由发件人签署,它就变为公开可用。交易仍需要确认,以便收款人可以得到这笔钱为了确认交易,有必要生成一个新的链条块。

这些块是通过进行复杂的数学计算来找到唯一的密钥而生成的。创建一个新块需要10分钟,找到该密钥的人获得一定数量的硬币作为奖励。一旦创建了链的新块,就不可能将其从数据库中删除或以某种方式更改信息。因此,区块链交易是最终且不可逆的。

数字货币的三大核心优点:

第一点、数字货币是公平的货币

数字货币没有特定的发行机构,不是由某一国家发行的,仅仅是依靠特定算法产生的,这就意味着无法通过操纵发行数量来操纵数字货币,因此数字货币是一种自由的、非国家的货币。

我们可以看到现在有许多国家是直接认可了虚拟货币,那么有需求,就需要交易的平台。

我们现在许多想搭建虚拟货币交易平台的投资者,为什么不能去这些地区搭建交易平台呢?搭建虚拟货币交易平台,这不就是一个很好的商机吗?

第二点、数字货币的安全系数更高

纸币的出现虽然方便了我们日常生活中的交易,但是会有被偷盗以及收到的风险。电子货币虽然可以避免这些风险,但是会出现诸如被盗刷、等新的问题。

数字货币则可以避免以上问题。并且将每一笔交易记录在网络上进行广播,是的所有节点都保存全部货币的流通信息,这样任意一个节点在交易之前就可以轻易地发现货币的流通。

第三点、数字货币的交易可以实现匿名交易

由于没有传统银行开户和身份认证的过程,数字货币是纯匿名的。虽然可以根据本地完整的交易记录查询到每个账号的流水信息。

但却无法知道这个账号的主人是谁,同样也没有任何人有能力操纵他人账号上的数字货币,这样很好的保护了使用人的隐私。


如果您也在持有交易数字货币、外汇黄金原油、合约期货:

❻ 什么是以太坊(Ethereum)imToken支持符合ERC20代币

以太坊(Ethereum)是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台。通过其专用加密货币以太币(Ether,又称“以太币”)提供去中心化的虚拟机(称为“以太虚拟机”Ethereum
Virtual
Machine)来处理点对点合约。以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员Vitalik
Buterin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”,在2014年通过ICO众筹得以开始发展。
以太坊不仅是一个数据库,它还允许你在区块链的可信环境中运行程序。以太坊在区块链上搭建了一个名为
EVM(Ethereum
Virtual
Machine,以太坊虚拟机)的虚拟机。EVM
允许在区块链上验证和执行代码,为代码在每个人的机器上以相同方式运行提供保障。这些代码包含在智能合约中。除了追踪账户余额,以太坊使用相同方法将
EVM
的状态保存在区块链上。所有节点处理智能合约,来验证合约本身及其输出的完整性。

❼ 以太坊源码分析--p2p节点发现

节点发现功能主要涉及 Server Table udp 这几个数据结构,它们有独自的事件响应循环,节点发现功能便是它们互相协作完成的。其中,每个以太坊客户端启动后都会在本地运行一个 Server ,并将网络拓扑中相邻的节点视为 Node ,而 Table Node 的容器, udp 则是负责维持底层的连接。下面重点描述它们中重要的字段和事件循环处理的关键部分。

PrivateKey - 本节点的私钥,用于与其他节点建立时的握手协商
Protocols - 支持的所有上层协议
StaticNodes - 预设的静态 Peer ,节点启动时会首先去向它们发起连接,建立邻居关系
newTransport - 下层传输层实现,定义握手过程中的数据加密解密方式,默认的传输层实现是用 newRLPX() 创建的 rlpx ,这不是本文的重点
ntab - 典型实现是 Table ,所有 peer Node 的形式存放在 Table
ourHandshake - 与其他节点建立连接时的握手信息,包含本地节点的版本号以及支持的上层协议
addpeer - 连接握手完成后,连接过程通过这个通道通知 Server

Server 的监听循环,启动底层监听socket,当收到连接请求时,Accept后调用 setupConn() 开始连接建立过程

Server的主要事件处理和功能实现循环

Node 唯一表示网络上的一个节点

IP - IP地址
UDP/TCP - 连接使用的UDP/TCP端口号
ID - 以太坊网络中唯一标识一个节点,本质上是一个椭圆曲线公钥(PublicKey),与 Server 的 PrivateKey 对应。一个节点的IP地址不一定是固定的,但ID是唯一的。
sha - 用于节点间的距离计算

Table 主要用来管理与本节点与其他节点的连接的建立更新删除

bucket - 所有 peer 按与本节点的距离远近放在不同的桶(bucket)中,详见之后的 节点维护
refreshReq - 更新 Table 请求通道

Table 的主要事件循环,主要负责控制 refresh revalidate 过程。
refresh.C - 定时(30s)启动Peer刷新过程的定时器
refreshReq - 接收其他线程投递到 Table 的 刷新Peer连接 的通知,当收到该通知时启动更新,详见之后的 更新邻居关系
revalidate.C - 定时重新检查以连接节点的有效性的定时器,详见之后的 探活检测

udp 负责节点间通信的底层消息控制,是 Table 运行的 Kademlia 协议的底层组件

conn - 底层监听端口的连接
addpending - udp 用来接收 pending 的channel。使用场景为:当我们向其他节点发送数据包后(packet)后可能会期待收到它的回复,pending用来记录一次这种还没有到来的回复。举个例子,当我们发送ping包时,总是期待对方回复pong包。这时就可以将构造一个pending结构,其中包含期待接收的pong包的信息以及对应的callback函数,将这个pengding投递到udp的这个channel。 udp 在收到匹配的pong后,执行预设的callback。
gotreply - udp 用来接收其他节点回复的通道,配合上面的addpending,收到回复后,遍历已有的pending链表,看是否有匹配的pending。
Table - 和 Server 中的ntab是同一个 Table

udp 的处理循环,负责控制消息的向上递交和收发控制

udp 的底层接受数据包循环,负责接收其他节点的 packet

以太坊使用 Kademlia 分布式路由存储协议来进行网络拓扑维护,了解该协议建议先阅读 易懂分布式 。更权威的资料可以查看 wiki 。总的来说该协议:

源码中由 Table 结构保存所有 bucket bucket 结构如下

节点可以在 entries replacements 互相转化,一个 entries 节点如果 Validate 失败,那么它会被原本将一个原本在 replacements 数组的节点替换。

有效性检测就是利用 ping 消息进行探活操作。 Table.loop() 启动了一个定时器(0~10s),定期随机选择一个bucket,向其 entries 中末尾的节点发送 ping 消息,如果对方回应了 pong ,则探活成功。

Table.loop() 会定期(定时器超时)或不定期(收到refreshReq)地进行更新邻居关系(发现新邻居),两者都调用 doRefresh() 方法,该方法对在网络上查找离自身和三个随机节点最近的若干个节点。

Table 的 lookup() 方法用来实现节点查找目标节点,它的实现就是 Kademlia 协议,通过节点间的接力,一步一步接近目标。

当一个节点启动后,它会首先向配置的静态节点发起连接,发起连接的过程称为 Dial ,源码中通过创建 dialTask 跟踪这个过程

dialTask表示一次向其他节点主动发起连接的任务

在 Server 启动时,会调用 newDialState() 根据预配置的 StaticNodes 初始化一批 dialTask , 并在 Server.run() 方法中,启动这些这些任务。

Dial 过程需要知道目标节点( dest )的IP地址,如果不知道的话,就要先使用 recolve() 解析出目标的IP地址,怎么解析?就是先要用借助 Kademlia 协议在网络中查找目标节点。

当得到目标节点的IP后,下一步便是建立连接,这是通过 dialTask.dial() 建立连接

连接建立的握手过程分为两个阶段,在在 SetupConn() 中实现
第一阶段为 ECDH密钥建立 :

第二阶段为协议握手,互相交换支持的上层协议

如果两次握手都通过,dialTask将向 Server 的 addpeer 通道发送 peer 的信息

❽ 以太坊是什么以太坊与区块链有什么关系

以太坊是一个全新开放的区块链平台,它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。就像比特币一样,以太坊不受任何人控制,也不归任何人所有——它是一个开放源代码项目,由全球范围内的很多人共同创建。

和比特币协议有所不同的是,以太坊的设计十分灵活,极具适应性。在以太坊平台上创立新的应用十分简便,任何人都可以安全地使用该平台上的应用。

以太坊是可编程的区块链。它并不是给用户一系列预先设定好的操作(例如比特币交易),而是允许用户按照自己的意愿创建复杂的操作。这样一来,它就可以作为多种类型去中心化区块链应用的平台,包括加密货币在内但并不仅限于此。

以太坊狭义上是指一系列定义去中心化应用平台的协议,它的核心是以太坊虚拟机(“EVM”),可以执行任意复杂算法的编码。在计算机科学术语中,以太坊是“图灵完备的”。开发者能够使用现有的JavaScript和Python等语言为模型的其他友好的编程语言,创建出在以太坊模拟机上运行的应用。

和其他区块链一样,以太坊也有一个点对点网络协议。以太坊区块链数据库由众多连接到网络的节点来维护和更新。每个网络节点都运行着以太坊模拟机并执行相同的指令。因此,人们有时形象地称以太坊为“世界电脑”。

这个贯穿整个以太坊网络的大规模并行运算并不是为了使运算更高效。实际上,这个过程使得在以太坊上的运算比在传统“电脑”上更慢更昂贵。然而,每个以太坊节点都运行着以太坊虚拟机是为了保持整个区块链的一致性。去中心化的一致使以太坊有极高的故障容错性,保证零停机,而且可以使存储在区块链上的数据保持永远不变且抗审查。

以太坊平台本身没有特点,没有价值性。和编程语言相似,它由企业家和开发者决定其用途。不过很明显,某些应用类型较之其他更能从以太坊的功能中获益。以太坊尤其适合那些在点与点之间自动进行直接交互或者跨网络促进小组协调活动的应用。

例如,协调点对点市场的应用,或是复杂财务合同的自动化。比特币使个体能够不借助金融机构、银行或政府等其他中介来进行货币交换。以太坊的影响可能更为深远。

理论上,任何复杂的金融活动或交易都能在以太坊上用编码自动且可靠地进行。除金融类应用外,任何对信任、安全和持久性要求较高的应用场景——比如资产注册、投票、管理和物联网——都会大规模地受到以太坊平台影响。

❾ CentOS 6.5上搭建以太坊私有链,编译时报错: make: *** [geth] Error 1,请各位大神指教

build/env.sh go run build/ci.go install ./cmd/geth
make: *** [geth] Error 1
没有这个目录,或者这个目录权限不够

❿ 以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来,可是又感觉无从下手,本文将基于以太坊平台,以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念,轻松带大家入门。
以太坊是什么
以太坊(Ethereum)是一个建立在区块链技术之上, 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。
对这句话不理解的同学,姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android,它是一个开发平台,让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。
在没有以太坊之前,写区块链应用是这样的:拷贝一份比特币代码,然后去改底层代码如加密算法,共识机制,网络协议等等(很多山寨币就是这样,改改就出来一个新币)。
以太坊平台对底层区块链技术进行了封装,让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发,开发者只要专注于应用本身的开发,从而大大降低了难度。
目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈:有社区的支持,有很多开发框架、工具可以选择。
智能合约
什么是智能合约
以太坊上的程序称之为智能合约, 它是代码和数据(状态)的集合。
智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的(由事件驱动的)、以代码形式编写的合同(特殊的交易)。
在比特币脚本中,我们讲到过比特币的交易是可以编程的,但是比特币脚本有很多的限制,能够编写的程序也有限,而以太坊则更加完备(在计算机科学术语中,称它为是“图灵完备的”),让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序(智能合约)。
智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景,比如:数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。
目前除数字货币之外,真正落地的应用还不多(就像移动平台刚开始出来一样),相信1到3年内,各种杀手级会慢慢出现。
编程语言:Solidity
智能合约的默认的编程语言是Solidity,文件扩展名以.sol结尾。
Solidity是和JavaScript相似的语言,用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。
还有长像Python的智能合约开发语言:Serpent,不过建议大家还是使用Solidity。
Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看,以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。
运行环境:EVM
EVM(Ethereum Virtual Machine)以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。
Solidity之于EVM,就像之于跟JVM的关系一样,这样大家就容易理解了。
以太坊虚拟机是一个隔离的环境,在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。
而EVM运行在以太坊节点上,当我们把合约部署到以太坊网络上之后,合约就可以在以太坊网络中运行了。
合约的编译
以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式,需要我们在部署之前先对合约进行编译,可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。
合约的部署
在以太坊上开发应用时,常常要使用到以太坊客户端(钱包)。平时我们在开发中,一般不接触到客户端或钱包的概念,它是什么呢?
以太坊客户端(钱包)
以太坊客户端,其实我们可以把它理解为一个开发者工具,它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。
EVM是由以太坊客户端提供的。
Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端,基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台,通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能(API)。Geth的使用我们之后会有文章介绍,这里大家先有个概念。
Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似,不过是跑在终端里。
相对于Geth,Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。
如何部署
智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上,并使用一个特定的地址来标示这个合约,这个地址称为合约账户。
以太坊中有两类账户:
· 外部账户
该类账户被私钥控制(由人控制),没有关联任何代码。
· 合约账户
该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。
和比特币使用UTXO的设计不一样,以太坊使用更为简单的账户概念。
两类账户对于EVM来说是一样的。
外部账户与合约账户的区别和关系是这样的:一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名,来发送消息给另一个外部账户或合约账户。
在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码,允许它执行各种动作(比如转移代币,写入内部存储,挖出一个新代币,执行一些运算,创建一个新的合约等等)。
只有当外部账户发出指令时,合同账户才会执行相应的操作。
合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上(由实际矿工出块之后,才真正部署成功)。
运行
合约部署之后,当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息(交易)即可,通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。
Gas
和云计算相似,占用区块链的资源(不管是简单的转账交易,还是合约的部署和执行)同样需要付出相应的费用(天下没有免费的午餐对不对!)。
以太坊上用Gas机制来计费,Gas也可以认为是一个工作量单位,智能合约越复杂(计算步骤的数量和类型,占用的内存等),用来完成运行就需要越多Gas。
任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的,由合约的复杂度决定。
而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定,以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用:Gas价格(用以太币计价) * Gas数量。
Gas的目的是限制执行交易所需的工作量,同时为执行支付费用。当EVM执行交易时,Gas将按照特定规则被逐渐消耗,无论执行到什么位置,一旦Gas被耗尽,将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚, 如果执行结束还有Gas剩余,这些Gas将被返还给发送账户。
如果没有这个限制,就会有人写出无法停止(如:死循环)的合约来阻塞网络。
因此实际上(把前面的内容串起来),我们需要一个有以太币余额的外部账户,来发起一个交易(普通交易或部署、运行一个合约),运行时,矿工收取相应的工作量费用。
以太坊网络
有些着急的同学要问了,没有以太币,要怎么进行智能合约的开发?可以选择以下方式:
选择以太坊官网测试网络Testnet
测试网络中,我们可以很容易获得免费的以太币,缺点是需要发很长时间初始化节点。
使用私有链
创建自己的以太币私有测试网络,通常也称为私有链,我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。
通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络,以太币想挖多少挖多少,也免去了同步正式网络的整个区块链数据。
使用开发者网络(模式)
相比私有链,开发者网络(模式)下,会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。
使用模拟环境
另一个创建测试网络的方法是使用testrpc,testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境,对于开发调试来说,更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。
进行合约开发时,可以在testrpc中测试通过后,再部署到Geth节点中去。
更新:testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中,现在名字是Ganache CLI。
Dapp:去中心化的应用程序
以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库,智能合约理解为和数据库打交道的程序,那就很容易理解Dapp了,一个Dapp不单单有智能合约,比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。
Truffle
Truffle是Dapp开发框架,他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情,让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。
总结
我们现在来总结一下,以太坊是平台,它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用,在这个应用中,使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约,合约编写好后之后,我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约(使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了)。为了开发方便,我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。
注:本文中为了方便大家理解,对一些概念做了类比,有些严格来不是准确,不过我也认为对于初学者,也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确,学习是一个逐步深入的过程,很多时候我们会发现,过一段后,我们会对同一个东西有不一样的理解。

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