以太坊技
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简介:本书得到以太坊创始人、首席科学家Vitalik Buterin认可与推荐,是为数不多系统性介绍以太坊的书籍,涵盖架构、核心概念、部署、智能合约实践等,并涵盖多个读者关心的热点主题。
⑵ 以太坊是合法的吗
合法的。因为虚拟财产在我们国家是受法律保护的。但我国对于虚拟货币的监管力度还是不够的,这也使得投资虚拟货币存在较大的风险,所以投资者需要谨慎对待。
此外,中国的区块链服务提供商将负责维护平台上所有内容的六个月记录,这些记录将由管理区块链公司所在特定区域的互联网信息办公室定期检查。这些理事机构由中国中央政府直接控制。任何被发现违反这些新规定的公司都将被处以罚款甚至起诉。
以太币是以太坊的一种数字代币,被视为比特币2.0版,采用与比特币不同的区块链技术以太坊,开发者们需要支付以太币来支撑应用的运行,而以太币是目前非常火的数字货币,越来越多的人加入到挖矿的行列,但是由于现在数字货币的涨幅不定,已经引起银行的重视。
以太坊(英文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,简称“ETH”)提供去中心化的以太虚拟机(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众筹开始得以发展。
截至2018年2月,以太币是市值第二高的加密货币,仅次于比特币。
法律依据:
《中国互联网金融协会、中国银行业协会、中国支付清算协会关于防范虚拟货币交易炒作风险的公告》
一、正确认识虚拟货币及相关业务活动的本质属性
虚拟货币是一种特定的虚拟商品,不由货币当局发行,不具有法偿性与强制性等货币属性,不是真正的货币,不应且不能作为货币在市场上流通使用。
开展法定货币与虚拟货币兑换及虚拟货币之间的兑换业务、作为中央对手方买卖虚拟货币、为虚拟货币交易提供信息中介和定价服务、代币发行融资以及虚拟货币衍生品交易等相关交易活动,违反有关法律法规,并涉嫌非法集资、非法发行证券、非法发售代币票券等犯罪活动。
⑶ 以太坊前景怎么样
实际上,以太币是一种电子虚拟货币,被视为“比特币2.0版”。采用与比特币不同的区块链技术“以太坊”,而区块链 “以太坊”才是赢得普京青睐的真正原因。
以太坊是一个开源的智能合约功能的公共区块链平台,主要通过其专用加密的货币以太币提供去中心化的虚拟机来处理点对点的合约,产生货币速度快,并且数量不受限制。换句话来讲,就是一种货币支付系统,但是他们的作用和目的不一样!
如果比特币被认为是安全地记录了所有比特币账单的共享的全球账簿。那么以太坊则是维护一个共享的计算平台,这个平台可以灵活且安全地运行用户想要的任何程序,正因为这样,许多国家和企业都在研发如何将以太坊技术用于真实世界中。
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《以太坊技术详解与实战》(闫莺)电子书网盘下载免费在线阅读
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书名:以太坊技术详解与实战
作者:闫莺
豆瓣评分:7.7
出版社:机械工业出版社
出版年份:2018-4-3
页数:226
内容简介:
以太坊创始人、首席科学家Vitalik Buterin倾力推荐,工业界与学术界区块链专家联合撰写,权威性和实用性毋庸置疑。本书深入剖析以太坊架构、核心部件、智能合约编写与开发案例等关键技术,并涵盖以太坊数据分析、性能优化、隐私与数据安全等前沿实践与进展。
作者简介:
闫莺 (博士),微软亚洲研究院主管研究员,区块链领域负责人,微软Coco区块链平台中国负责人。中国软件协会区块链创业学院及区块链专委会专家、中国电子学会区块链专家委员。专注与区块链技术、大数据分析、数据库以及云计算的研究。在区块链领域获得多项国际专利,并在数据库和云计算 领域国际顶级会议和期刊发表论文30余篇。参与翻译《区块链项目开发指南》。
郑凯 (博士),电子科技大学教授,博士生导师,澳大利亚昆士兰大学计算机科学博士。主要研究领域为区块链数据管理,以及时空数据挖掘、不确定数据库、内存数据库、图数据库等。在数据库、数据挖掘等领域的重要会议和期刊发表论文100余篇,被累积引用1500余次。2013年获澳大利亚优秀青年基金,2015年获数据库顶级会议ICDE最佳论文奖。担任数据库领域知名国际会议的程序主席和联合执行主席,国际SCI期刊客座编委,以及数十个国际等级会议的程序委员。
郭众鑫 微软亚洲研究院研发工程师,微软Coco区块链平台核心开发者。专注于区块链技术、大数据分析、分布式系统等方面的研究和开发。
⑸ 以太坊和比特币的关系是什么什么是以太坊
以太坊建立了一个可编程的、图灵完备的区块链。在这个区块链之上,你可以通过简单的程序实现各类数字资产的生产,也可以通过编写程序对以太坊上流通的区块链资产的状态进行精确地控制,比如这个资产是待支付还是被锁定还是有额度眼制这个账户是宝名单还是白名单、以太坊和其他数字资产的自动兑损等等。同时,以太坊是个可以编程,出灵完备的区块链网络基础,在这个基础上,我们能着实现更务的非区快链资产的功能产品。比如说我用以太坊建立智能合约,应用在个人日常经济生活和企业经济活动中,这样的运用也是可以被实现的。以太坊是建立在区块链和区块链资产的概念之上的一个全新开放的区块链平台。它允许任何人在平台上通过使用区块链技术建立和运行去中心化的应用。简单地说,以太坊技术就是区块链技术加上智能合约。
⑹ 以太坊的野心,可不仅仅是超越比特币而已
讲到比特币其实是一个所有人共同保存并记账的大账本,里面记录了A给B多少钱,B给C多少钱,什么时间给的,同时通过竞争记账权利的过程制造发行新币,这一体系帮助比特币成为全球共识最广的电子现金。然而,现实生活中一次金钱的转账交易往往比上述情况要复杂的多,仅仅记录这些就足够了吗?当然是不够的,现在,让我们来看看都少了点什么。
当一笔交易发生的时候,实际上产生了两组信息。
1.给钱的人是谁,收钱的人是谁,多少钱,什么时间给的
2.钱为什么要给,怎么给,在什么情况下给,什么情况下不给
序号1中的内容,是一笔交易中最基本的信息,也正是比特币写在每个区块当中的账目,有些人觉得这样就足够了对吗?仔细想一想,序号1当中的内容确实十分直观明了,序号2里的内容似乎可有可无。
不然,序号2当中的这些信息,更多的其实是隐藏在交易转账背后的逻辑信息,结合我们的生活来看,即便是最简单的买菜购物,也包含着序号2中的东西,因为我拿到了水果,所以我要给你钱,现金支付,老板说水果不甜不要钱,那回家吃过后如果不好吃,还要去找老板退,即便是这个最简单的交易流程也包含了上述逻辑,只是平时我们不会直观的看到而已。
比特币的记账体系中,缺少的正是序号2 中的内容,而我们今天要讲的以太坊,第一次使用智能合约的形式,完善了序号2中的信息。
这个概念其实早在94年就被提出了,而始于2014年的以太坊则第一次运用区块链技术,将智能合约变为了现实。而这,也让以太坊一跃成为市值仅次于比特币的第二大数字加密货币。
简单来说,智能合约其实是每笔交易当中附带的相关限制条件,比如钱用来做什么,立刻支付还是在某些情况下才支付,要不要还,有没有抵押等信息。我们在记录一笔转账的时候,会同时附带上这些信息或者触发的条件,一旦条件满足,就会自动执行。
同时,和普通合约一样,这些智能合约也应该有一个期限,我们使用一种被称之为燃料(Gas)的东西给智能合约供能,在合约执行过预定的次数之后,燃料会耗尽,用这种方式规定合约的有效期同时,也防止了合约因无限次自动执行引起的系统错误。
一般来说,除了涉及极为主观的仲裁环节,现存的各种你能想象到的合约都可以通过智能合约来完成。工资的支付,按照智能合约的有效期定期支付,公司用来发工资的钱有多少,什么时候发,全部都一目了然。借贷的抵押妥善的保存于链上,任何形式的违约都将触发抵押物的偿还,担保人的担保也不再停留在口头承诺上。
通过严谨的代码编写出的智能合约不涉及任何主观 情感 ,一旦条件触发自动完成支付,同时,区块链技术又保证了智能合约的防篡改和去中心化特性,这将会有效的防止毁约,欺诈,隐瞒,赖账,同时极大的提升我们的生活效率。
“Code is Law.”这是一句在以太坊合及智能合约信仰者群体中广泛流传的一句话,而现在来看,这话越来越不像是一句空话了。这也是为什么以太坊会提出打造一个透明、公平、效率的新世界愿景,试想一下,与智能合约相比,现行的合约体系是多么原始和可笑的产物。没有数学计算支撑的文字合约当中,包含了多少歧义,诈骗和毁约,执行也是如此无力,简直像是原始人刀耕火种的产物。
可同样不能否认的是,目前的智能合约仍有很多不足,固有的有效边界还会存在很长一段时间,除非这个共识足够大,也许需要大到普及至全世界的每个角落,这个边界才可能被打破,那么透明、公平、效率的新世界大概就从愿景变成现实了吧。
但如果真有那么一天,以太坊数量众多的竞争者们也一定不会坐以待毙的吧,NEO,ADA和其他一些加密货币也同样有着其不能忽视的天才之处,以太坊的创新也不能用智能合约一言蔽之,这些我们改日再讲。
#数字货币# #欧易OKEx# #比特币[超话]#
⑺ 以太坊技术系列-以太坊共识机制
区块链的特点之一是去中心化。也就是节点会分布在各个地方组成分布式系统。各个节点需要对1个问题达成一致,理想情况下,只需要同步状态即可。
如上图所示 B节点将a=1=> a=2的状态同步给 ACDE四个节点,这时系统中状态变为a=2, 但如果其中有恶意节点 AE 收到通知后把a=1=>a=3修改为错误的节点,这个时候大家的状态就不一致了,此时需要共识机制使系统中得到1个唯一正确的状态。
如上面说到分布式系统存在恶意节点导致系统中状态不一致的情况有1个比较著名的虚拟问题-拜占庭将军问题。
拜占庭将军问题是指,N个将军去攻打一座城堡,如果大于一定数量的将军同时进攻则可以攻打成功,如果小于则进攻失败。将军中可能存在叛徒。
这个时候有2种情况
1.如果2个叛徒都在BCDE中,那么共识算法需要让其余2个将军听从A的正确决策进攻城堡。
2.如果A是1个叛徒,共识算法需要让BCDE中剩余的3个忠诚将军保持一致。
这个问题有很多种解法,大家有兴趣可以自行查阅(推荐学习PBFT),我们重点来看看以太坊中目前正在使用的Nakamoto 共识和将要使用的 Casper Friendly Finality Gadget共识是如何解决拜占庭将军问题的。
说到Nakamoto共识和Casper Friendly Finality Gadget共识可能大家不太熟悉,但他们的部分组成应该都比较熟悉-POW(工作量证明)和POS(权益证明)。
POW或POS称之为Sybil抗性机制,为什么需要Sybil抗性机制呢,刚刚我们说到拜占庭将军问题,应该很容易看出恶意节点越多,达成正确共识的难度也就越大,Sybil攻击就是指1个攻击者可以伪装出大量节点来进行攻击,Sybil抗性是指抵御这种攻击能力。
POW通过让矿工或验证者投入算力,POS通过让验证者质押以太坊,如果攻击者要伪装多个节点攻击则必将投入大量的算力或资产,会导致攻击成本高于收益。在以太坊中保障的安全性是除非攻击者拿到整个系统51%算力或资产否则不可能进攻成功。
在解决完Sybil攻击后,通过选取系统中的最长链作为大家达成共识的链。
很多人平时为了简化将pow和pos认为是共识机制,这不够准确,但也说明了其重要作用,我们接下来分析pow和pos。
通过hash不可逆的特性,要求各个矿工不停地计算出某个值的hash符合某一特征,比如前多少位是000000,由于这个过程只能依赖不停的试错计算hash,所以是工作量证明。计算完成后其他节点验证的值符合hash特征非常容易验证。验证通过则成为成为合法区块(不一定是共识区块,需要在最长链中)。
以太坊中的挖矿算法用到2个数据集,1个小数据集cache,1个大数据集DAG。这2个数据集会随着区块链中区块增多慢慢变大,初始大小cache为16M DAG为1G。
我们先来看这2个数据集的生成过程
cache生成规则为有1个种子随机数seed,cache中第1个元素对seed取hash,后面数组中每个元素都是前1个元素取hash获得。
DAG生成规则为 找到cache中对应的元素后 根据元素中的值计算出下次要寻找的下标,循环256次后获得cache中最终需要的元素值进行hash计算得到DAG中元素的值。
然后我们再看看矿工如何进行挖矿以及轻节点如何验证
矿工挖矿的过程为,选择Nonce值映射到DAG中的1个item,通过item中的值计算出下次要找的下标,循环64次,得到最终item,将item中的值hash计算得到结果,结果和target比较,符合条件
则证明挖到区块,如果不符合则更换nonce继续挖矿。矿工在挖矿过程中需要将1G的DAG读取到内存中。
轻节点验证过程和矿工挖矿过程基本一致,
将块头里面的Nonce值映射到DAG中的1个item,然后通过cache数组计算出该item的值,通过item中的值计算出下次要找的下标,循环64次,得到最终item,将item中的值hash计算得到结果,结果和target比较,符合条件则验证通过。轻节点在验证过程中不需要将1G的DAG读取到内存中。每次用到DAG的item值都使用cache进行计算。
以太坊为什么需要这2个不同大小的数组进行辅助hash运算呢,直接进行hash运算会有什么问题?
如果只是进行重复计算会导致挖矿设备专业化,减少去中心化程度。因为我们日常使用的计算机内存和计算力是都需要的,如果挖矿只需要hash运算,挖矿设备则会设计地拥有超高算力,但对内存可以缩小到很小甚至没有。所以我们选用1G的大内存增加对内存访问的频率,增加挖矿设备对内存访问需求,从而更接近于我们日常使用的计算机。
我们看看在Nakamoto共识是如何解决拜占庭将军问题的。首先看看区块链中的拜占庭将军问题是什么?
区块链中需要达成一致的是哪条链为主链,虽然采用了最长链原则,但由于分叉问题,还是会带来拜占庭将军问题。
本来以太坊pow目标是抵抗51%以下的攻击,但如上图如果恶意节点沿着自己挖出的区块不断挖矿,由于主链上有分叉存在,恶意节点不需要达到51%算力就可以超过主链进而成为新的主链,为此以太坊使用了ghost协议给上图中的B1和C1也分配出块奖励,尽快合并到主链中,这样主链长度(按照合并后的总长度算,长度只是抽象概念,以太坊中按照区块权重累加)还是大于恶意节点自己挖矿的。
网络中的用户通过质押一定数量的以太坊成为验证者。每次系统从这些验证者从随机选择出区块创建者,其余验证者去验证创建出的区块是否合法。验证者会获得出块奖励,没有被选中的区块不进行验证则会被扣除一定质押币,如果进行错误验证则会被扣除全部质押币。
如上图,权益证明在每隔一定区块的地方设置一个检查点,对前面的区块进行验证,2/3验证者通过则验证通过,验证通过则该区块所在链成为最长合法链(不能被回滚)。
我们简化地只分析了权益证明本身,在以太坊中权益证明较为复杂的点在于和分片机制结合在一起时的运行流程,这部分会在后面单独将分片机制的一篇文章中详述。
本篇文章主要讨论了共识机制是解决分布式系统中的拜占庭将军问题,以及分析了以太坊中的共识机制一般包括最长链选择和一种sybil抗性机制(pow或pos)。重点分析了pow和pos的流程以及设计思想。后续将开始重点讨论智能合约的部分。
⑻ 如何看待以太坊ETH2.0
我个人不是特别看好以太坊2.0。
以目前以太坊的发展情况来看,以太坊已经成为了世界上最大的一条公链,这点毫无疑问。伴随着以太坊得进一步发展,我们会发现区块链行业也取得了长足的进步。
一、我先讲一下关于目前以太坊的现状。
以太坊在这一次牛市中非常亮眼,换而言之,这一次的牛市就是因为以太坊上面的应用而拉起的。目前的以太坊有几个困境:第1个困境是交易费率太高,吓跑了很多人。第2个困境是交易速度太慢,网络拥堵问题非常严重。第3个困境是交易相对繁琐,其他公链显然要优于以太坊。这正是以太坊需要破局的地方,当以太坊升级到2.0以后,这些问题都会相应解决。
⑼ 以太坊是什么
以太坊(英语: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。 2018年5月17日,中国正式发布首期全球公有链技术评估指数及排名,以太坊位列评估榜单第一位。
⑽ 以太坊技术系列-以太坊数据结构
本篇文章和大家介绍一下以太坊的数据结构,上篇文章我们提到,以太坊为了实现智能合约这一功能,使用了基于账户的模型。我们来看看以太坊中数据结构。
既然是基于账户的模型,我们需要通过账户地址找到账户的状态。就像通过银行卡号可以找到你在银行中的各种信息一样。最简单的想法当然是一个简单的哈希表 key是账户地址 value是账户状态。但这里有个问题解决不了。
轻节点如何校验账户合法性?
上篇我们说过,区块链中有2类节点,全节点和轻节点,轻节点只会存储block header,所以轻节点如何才能校验账号是否合法呢?
这个思路和我们平时用的md5校验一致,我们会对区块内的信息进行hash运算从而得出区块内信息唯一确定的值,区块链所有节点中这个值都是相同的。
在这个过程中我们用到了一种数据结构Merkle Tree(哈希树),我们先看下Merkle Tree(哈希树)的示意图。
上篇文章说到区块链中的链表(哈希链)和我们平时常见链表不同的是将指针从地址改为了hash指,这里也一样,哈希树和二叉树的区别有2个
1.将地址改为了哈希值
2.只有叶子节点存储数据
回到之前的问题轻节点是如何校验1个账户或交易是否是在链上的呢?
整个流程如上图所示
1.轻节点需要判断1个账号是否合法
2.轻节点由于只存储block header,所以拿到1个账号的时候会向全节点发出请求
3.全节点存储了所有账户状态,将账户路径中的需要计算用到的hash值返回给轻节点
4.轻节点本地进行计算根hash值,如果计算结果和自己存储一致则账户合法,不一致则不合法。
那以太坊中的账户信息的数据结构就是这样吗?
直接用这样的数据结构来存储账户信息会有2个问题
查找困难
生成hash值不确定
第1个问题应该比较容易发现,在这个树中寻找1个账号需要的复杂度是O(n),因为没有任何顺序。
第2个问题其实也是因为无序导致的,无序的组合每个节点针对同一批账户生成的hash值不一致,这就导致无法达成共识。
既然2个问题都和顺序有关,那我们类似二叉排序树一样,使用哈希排序树是不是就可以解决问题了呢?
使用排序树后会带来另外1个问题
插入困难
因为要维持树是有序的,很可能带来树结构的很大变动。
以太坊中使用了另外一种数据结构字典树。和哈希树不同,字典树应该是很多地方都有使用。我们简单来看下字典树的结构。
字典树能够较好地解决哈希树的2个缺点1.查找困难 2.生成的hash值不确定以及排序二叉树的1个缺点 插入困难。
但字典树我们可以看到可能树的深度可能由于部分元素导致整棵树深度非常深。
这时我们可以进一步优化,将相同路径进行压缩。这就是压缩字典树。
将哈希树和压缩字典树结合,就可以得到以太坊存储账户的最终数据结构-MPT。
将压缩字典树里面的指针从地址改为指针,并且将数据存储在叶子节点中即可。
介绍完状态树的数据结构,我们接下来讨论1个问题,区块中存储的账户状态是什么样的范围。有2种选择。
只保存当时区块中产生交易的账户状态。
保存全局所有的账户。
我们可以看下这2种方式,无非就是空间和时间的平衡,只保存当前区块产生的交易意味着是做懒加载(需要的时候才去寻找账户),在区块链中这个代价是非常大的,因为寻找的账户之前从未交易过,这样会遍历整个区块链。另外一种保存全局的账户方式虽然看起来空间消耗较大,但查找快捷,而且空间的问题我们可以通过其他方式优化。所以最终以太坊选择了第2种每个区块都报错全局所有账户的方式。
我们来看下以太坊中是如何保存状态树的。
可以看到以太坊中虽然每个区块都保存了全部账户,但是会将未发生变化的账户状态指向前1个节点,本身只存储发生变化的状态,这样可以较大程度优化空间占用。
介绍完以太坊中比较复杂的状态树后,我们继续来看看以太坊中的另外两棵树,交易树和收据树。
首先介绍一下,为什么需要交易树&收据树。
1.交易树
虽然以太坊是基于账户的模型,但是就像银行不仅会存储银行卡的余额,还会存储卡中的每笔钱怎么来的以及怎么花的。交易树中就存储着当前区块中的包含的所有交易。
2.收据树
由于智能合约的引入增加了不少复杂性,所以以太坊用收据树存储着一些交易操作的额外信息。比如交易过程中执行日志就包含在收据树中方便查询。收据树和交易树是一一对应的。每发生一次交易就会有一次收据。
和状态树不同交易树和收据树只维护当前区块内发生的交易,因为当时区块发生交易时不需要再去查找另外1个交易,也就之前需要可能遍历整个区块链的查找操作了。
由于以太坊中的出块速度较快,我们进行一些查询一些符合条件交易的时候会面临大量数据遍历困难的问题。收据树中引入了布隆过滤器可以帮助我们有效缓解这一困难。
布隆过滤器将大集合中每个元素进行hash运算映射到1个较小的集合,这时再来1个元素要判断是否在大集合的时候,不需要遍历整个大集合,而是去进行hash运算去小集合中寻找是否存在,如果不存在,肯定不在大集合中,如果存在则不能说明任何问题。
如上图所示,布隆过滤器只能证明某1个元素不在集合中,不能证明1个元素在结合中。
以太坊中如果我们要在较多区块中寻找某1个交易,则可以利用布隆过滤器,过滤掉肯定不存在目标交易的区块,然后进入收据树内继续利用布隆过滤器筛选,剩下的才是可能的目标交易的交易,进行一一比对即可。
我们介绍了以太坊的核心数据结构,状态树&交易树&收据树,他们都是使用相同的数据结构-哈希压缩字典树。但状态树是维护1颗全局账户树,交易树和收据树则是维护本区块内的交易或收据。
介绍完数据结构后,后面我们会用几篇文章来介绍以太坊中的一些核心算法,比如共识机制,挖矿算法等。