以太坊交易树
❶ 什么是以太坊
首先回答您什么是以太坊,以太坊是一种编程的语言也是一个平台,而投资/投机者们所关注的以太坊其实是以太币,也就是由以太坊衍生的一种数字代币——eth以太币(ethereum)
以太坊有没有投资前景,我们只需要看它的价值,从几十元到几百元的涨幅之大,且不说未来的泡沫与否,单说这个阶段升值的空间,还是值得大家关注的!
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以太坊(Ethereum)是将比特币中的一些技术和概念运用于计算领域的一项创新。比特币被认为是一个系统,该系统维护了一个安全地记录了所有比特币账单的共享的账簿。以太坊利用了很多跟比特币类似的机制(比如区块链技术和 P2P 网络),来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(当然也包括类似比特币的区块链程序)。
❷ 以太坊解读——Recursive Length Prefix协议图解(上)
在以太坊中,采用了一种名为Recursive Length Prefix(RLP)的方法对交易、账号、合约等基础的数据结构进行序列化处理,从而实现对链上数据的网络传输和持久化存储。RLP作为最为底层的编码方法,其重要性是不言而喻。因此,网上介绍RLP的文章也不少,但是由于RLP是二进制编码,又涉及到嵌套结构,造成编码过程的可读性较差,在学习中过程中,也一直没有找到完整的、易于理解的说明,总是绕在各种规则之中,且不能"自拔",着实有点无奈。所以,在本文中,采用图形化的解释和举例的方法,帮助大家理解RLP嵌套等特点、编解码过程等。
和其他的序列化协议不同,RLP只支持两种数据类型:
1)byte数组,可以是二进制数组,当然也可以是字符串;
2)byte数组的数组,也就是列表。并支持列表内的嵌套。
对于其他的数据类型,RLP都不支持,需要用户自己先转化为数组和列表的类型。
从RLP的命名中就可以看出两个关键字:一个是递归Recursive和前缀Prefix。首先,关于递归,也就是嵌套结构,结构上非常接近“树”,在Ethereum WiKi中,更是直接地采用树的items来进行命名,叶子节点(leaf tress)来存储“byte数组”,嵌套的节点就是一个树的分叉(branching trees)。
比如,需要是对如下对象进行RLP的编码,该对象中包含一个字符数组的列表、一个单个字符的字符数组、一个空字符数组。
< <[cat],[dog]>, [0xbf], [] >
将该对象展开为树的结构,就如下图。其中[0xbf]和[]属于字符数组。<[cat], [dog]>属于列表,可以嵌套展开,再根据各个节点,进行编码。然后,对于不同长度的数组和列表,编码的方法略有不同,这个也就是Length Prefix相关的内容,和“编码过程”相关的内容,在第二节进行详细地说明。
关于为什么以太坊需要单独设计一种序列化协议,目前还没有找到官方的描述。但与其他序列化方法相比,RLP协议具有一些直接的优点,比如:
1)在以太坊中,最小货币单位为1 Wei,并且1 ETH = 10^18 Wei,所以在编码中,需要考虑对很大的整数类型的序列化,在RLP中采用去除前导零(leading zero)的大端big-endian方式,可以有效处理大整数;
2)使用了灵活的长度前缀来表示数据的实际长度,并且使用递归的方式能编码相当大的数据;
3)为了实现在链上节点的“共识Consensus”,防止出现数据的不一致,以太坊中并不支持浮点数类型,所以一般的序列化协议也不适用。
编码的过程就是将嵌套结构(nested sequence)的树形结构,添加长度前缀(Length Prefix)后,转化为顺序结构(flat sequence)的过程。添加长度前缀的目的,就是在反序列化时,可以根据长度前缀(Length Prefix),将(flat sequence)重构出树的结构(nested sequence)。
关于前缀的生成规则,《Ethereum Yellow Paper》[2]给出了非常形式化的数学符号描述,漂亮是非常漂亮,可惜不是人类的语言,非常难于理解和表达。网上大部分文章的写法也是引用了Yellow Paper中的5个文字形式上的描述,把原文和翻译一并给出如下:
将上面这个“长度”Length Prefix的编码规则,通过“决策树”可以图形化的表达如下图。
首先,根据编码的类型,进行分类,分为“字节数组”和“列表”两类;第二,根据不同的长度,编码的长度前缀不同。若待编码对象的长度小于56,就是把长度和“前缀字符”进行求和,占用一个字节。反之,待编码对象的长度大于56,其前缀需要多个字节,第一个字节,求出“长度”所占的字节数,再加上“前缀字符”,比如:长度为56,占用1字节。然后对“长度”进行编码,其实也是一个嵌套的过程。
还是以上文中的例子,该编码对象,已经完成了“树的构建”,然后根据“长度前缀”的原则,对树的各个项目进行长度前缀的计算。
< <[cat],[dog]>, [0xbf], [] >
-对于<[cat],[dog]>属于嵌套数组,需要对内部各项非常进行长度编码的计算
`对于[cat],属于字符数组,且长度为3,其对应的长度为0x80+3 = 0x83
`对于[dog],属于字符数组,且长度为3,其对应的长度为0x80+3 = 0x83
`<[cat],[dog]>整体上,其长度前缀为0xc0 + 2(新增的两个子项的长度所占用的字节)+6(待编码字符的长度)=0xC8
- 对于[0xbf], 属于字符数组,且长度为1,其对应的长度为0x80+1 = 0x81
- 对于[dog],属于字符数组,且长度为3,其对应的长度为0x80+3 = 0x83
- 对于[],属于字符数组,且长度为0,其对应的长度为0x80+0=0x80
总体上,增加的“长度编码”的字节数为6,加上原来的长度为10,所以整个对象的长度前缀为0xC0+16d=0xD0。所以最后的编码结果为:
D0 C8 83636174 83646F67 81B7 83646F67 80
解码过程将在 《以太坊解读——Recursive Length Prefix协议图解(下)》 一文中,给出图形化的解读说明。
❸ 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。
❹ eth是什么币
- 01
eth以太坊是在2009年应时而生的P2P数字形式的虚拟货币,和我们日常使用的电子货币或者现金货币不同,以太坊是由网络节点计算后而产生的,不管是谁,都能参与到挖矿获币的大军中。
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)提供去中心化的虚拟机来处理点对点合约。以太坊的概念首次在2013年至2014年间由程序员Vitalik Buterin提出,在2014年通过ICO众筹得以开始发展。
比特币开创了去中心化密码货币的先河,五年多的时间充分检验了区块链技术的可行性和安全性。比特币的区块链事实上是一套分布式的数据库,如果再在其中加进一个符号——比特币,并规定一套协议使得这个符号可以在数据库上安全地转移,并且无需信任第三方,这些特征的组合完美地构造了一个货币传输体系——比特币网络。
然而比特币并不完美,其中协议的扩展性是一项不足,例如比特币网络里只有一种符号——比特币,用户无法自定义另外的符号,这些符号可以是代表公司的股票,或者是债务凭证等,这就损失了一些功能。另外,比特币协议里使用了一套基于堆栈的脚本语言,这语言虽然具有一定灵活性,使得像多重签名这样的功能得以实现,然而却不足以构建更高级的应用,例如去中心化交易所等。以太坊从设计上就是为了解决比特币扩展性不足的问题。
以太坊有一个最大的优势就是全球流通,可以随时进行交易,在交易的过程中,外人无法识别,也无法破解交易用户的个人信息,从而保证以太坊交易过程的安全性。
以太坊不仅能够用于购买虚拟产品,在现实生活中也有多个领域都支持支付以太坊。获取以太坊的方法较多,可以直接到P2P以太坊交易网站购买,也可以挖矿获得,现在投资以太坊的用户越来越多,看着越来越多的人们开始加入到投资以太坊的队伍中,大家也能意识到以太坊的投资潜力。虽然现在网络监管平台对以太坊的投资交易过程监管更为完善和严格,但是投资用户们也要注意投资的安全性。
❺ 什么是以太币/以太坊ETH
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。
坊区块链上的代币称为以太币(Ether),代码为ETH,可在许多加密货币的外汇市场上交易,它也是以太坊上用来支付交易手续费和运算服务的媒介。
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。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。
资料拓展:
以太坊最初由 Vitalik Buterin 在2013年提出。Vitalik 本是一名参与比特币社区的程序员,曾向比特币核心开发人员主张比特币平台应该要有个更完善的编程语言让人开发程序,但未得到他们的同意,因此决定开发一个新的平台作此用途。Buterin 认为很多程序都可以用类似比特币的原理来达成进一步的发展。Buterin 在2013年写下了《以太坊白皮书》,说明了建造去中心化程序的目标。然后2014年通过网络公开募资得到开发的资金,投资人用比特币向基金会购买以太币。
最初以太坊程序是由一间位在瑞士的公司 Ethereum Switzerland GmbH 开发,之后转移至一个非营利机构“以太坊基金会”(Ethereum Foundation)。
❻ 以太坊钱包里的以太坊币,如何交易
骗局,小心一点,远离。
❼ 如何看待以太坊的ETH2.0
我个人非常看好以太坊2.0之后的发展,但我并不是特别看好以太坊之后的价格。
当以太坊升级到2.0以后,以太坊的证明模式将会发生变化。在此之前,以太坊一直通过POW的方式来提供证明。但在此之后,以太坊将会把证明模式调整为POS。当以太坊正式进入到2.0时代之后,以太坊的交易速度将会进一步提高,交易手续费也会大幅压缩,都会显著解决当前以太坊的交易困境。从某种程度上来说,以太坊到时候将会成为真正意义上的第一公链。至于以太坊以后的价格问题,当以太坊失去矿工的支持之后,我觉得价格很难突破新高。
综上所述,在以太坊没有正式升级到2.0之前,一切讨论都只不过是猜测而已,你可以参考一下。
❽ 以太坊架构是怎么样的
以太坊最上层的是DApp。它通过Web3.js和智能合约层进行交换。所有的智能合约都运行在EVM(以太坊虚拟机)上,并会用到RPC的调用。在EVM和RPC下面是以太坊的四大核心内容,包括:blockChain, 共识算法,挖矿以及网络层。除了DApp外,其他的所有部分都在以太坊的客户端里,目前最流行的以太坊客户端就是Geth(Go-Ethereum)
❾ 以太坊的行情怎么样
以太坊的行情现在不错的,价值570美元一个。现在虚拟货币这么火热,很多人在炒以太币。所以我个人很看好它的前景。关于以太坊和虚拟货币挖链网有很多信息哦!
❿ 以太坊的 ChainId 与 NetworkId
ChainId 是 EIP-155 引入的一个用来区分不同 EVM 链的一个标识。如下图所示,主要作用就是避免一个交易在签名之后被重复在不同的链上提交。最开始主要是为了防止以太坊交易在以太经典网络上重放或者以太经典交易在以太坊网络上重放。在以太坊网络上是从 2675000 这个区块通过 Spurious Dragon 这个硬分叉升级激活。
引入 ChainId 后,带来了哪些影响呢?
NetworkId 主要用来在网络层标识当前的区块链网络。NetworkId 不一致的两个节点无法建立连接。
NetworkId 无法通过配置文件指定,智能通过参数 --networkid 来指定。所以我们启动自己私链节点上需要记得加上这个参数。如果不加这个参数也不指定网络类型,默认 NetworkId 的值和以太坊主网一致。
不是。
这个根据上面的介绍可以很明显的看出,两者并没有非常高的关联度。
网上几乎所有提到搭建以太坊私链的文章,都要强调 NetworkId 需要和 genesis 文件里 ChainId 的值相同。事实上是没必要的。
就像下面这张图展示的这样,很多已经在主网运行的 EVM 链,它们的 ChainId 和 NetworkId 并不相同。比如以太经典,它的 ChainId 是 61,但 NetworkId 和以太坊主网一样都是 1。
之所以很多文章强调 ChainId 和 NetworkId 要保持一致,可能因为在某一段时间内,一些开发工具比如 MetaMask,会把 NetworkId 当作 ChainId 来用。不过现在 MetaMask 已经支持自定义 ChainId,以太坊也添加了 “eth_chainId” 这个 RPC API,相信两者误用的情况会越来越少。