下棋也许很有趣，但是真正激动人心的是以太坊在金融领域的应用。包括市场预计、智能资产、托管支付、微支付渠道和混合服务，都可以在以太坊体系里实现。这些应用都有其细微的区别，但是相对比特币死板的协议，大多数情况下，这些应用都能相对容易地在以太坊体系内完成。

以太坊的状态和账户余额。 之前我们讨论了账本的两种方法: 基于账户和基于交易。在一个基于交易的账本中，如比特币，区块链只存储交易（加上一些少量的转载标题的设置数据）。为了方便验证交易，比特币的币值是无法分割的，即交易的结果必须整体被消费，可以自己消费，或者如果需要的话，换地址消费。交易实际上是在全球状态表上操作的，这个表称为“未花费交易输出列表”。但是比特币的协议并没有明确规定这个全球状态表。全球状态表的产生纯粹是矿工为了加快验证过程而创造出来的。

另一方面，以太坊则是基于账户的模式。由于以太坊已经存储了合约地址和状态的对照表的数据结构，很自然地也同时存储每个普通地址（或者叫拥有者的地址）的账户余额。这意味着，与非闭环式的交易支付模式必须有输入和输出不同，以太坊存储每个地址的账户余额，这一点，与银行存储每个账户余额的方式类似。

以太坊的数据结构

基于账户的账本需要精心设计的数据结构来存储记录。以太坊就有这样的数据结构。具体来说，每个区块包含每个地址的目前状态（账户余额和交易数）的摘要，同时也包含每个合约的状态（余额和存储空间）。每个合约的存储树结构映射256比特的地址和256比特的字节。这样可以存储巨量的（2256×256=2264 ）信息。当然，这只不过是理论上的可能空间，我们不会用到这么大的存储空间。数据结构里面提供的摘要，使验证一个地址有多少余额或者空间变得相对容易。比如，不需要鲍勃从头到尾扫描整个区块链，爱丽丝就可以向鲍勃证明她有多少余额。

此时，比特币用简单的二项梅克尔树的结构可以派得上用场。因为它可以把有效的证明数据存在该区块里。但是我们也希望能够更快地查询地址并且能够有效更新地址的数值。为了达到这个目的，以太坊使用比较复杂的树状结构，叫帕特里夏树（Patricia tree）、前缀树（prefix tree）、字典树（trie）或基数树（radix tree）。每个以太坊区块包含梅克尔-帕特里夏树（Merkle Patricia tree）的树根，它保存每个地址的状态，也包含合约地址。每个合约的状态，包含一个树状数据结构用来保存合约的存储状态。

基于账户账本的另一个不易处理的问题是防止重复攻击。在比特币里，每个交易都使用“未花费交易输出列表”输入，因此，任何相同签名认证过的交易，不可能被重复使用两次。但是在以太坊设计里，需要确保当爱丽丝签下支付给鲍勃1以太交易的时候，鲍勃不能一次又一次地对外广播并重复使用这个1以太，直到把爱丽丝的账户用光。这样的交易不能重复，因为一旦使用了，爱丽丝的交易计数会增加一次，而这个交易计数是一个全局的状态参数。

总的来说，以太坊使用比比特币更加强大的数据结构来管理它的账本。虽然我们没有深入研究它的数据结构，但我们知道，这个数据结构使得账户、合约，以及交易相关声明的有效验证变成可能。

以太坊项目

以太坊最早于2013年年末开始讨论，并于2015年第一次发布，代号先行者（Frontier）。以太坊采用预售的方式，以固定比特币价格公开出售，并把所有的预售款投入以太坊基金会。

和其他另类币相比，以太坊发展比较缓慢，这也反映了以太币是一个比较复杂的系统。与比特币相比，以太坊增加以太坊专用虚拟机（EVM），一个全新编程模式，一个全新的数据结构。此外，以太坊还对比特币的共识模式做了大的修改。每个区块产生的时间不是10分钟，而是12秒。在以太坊体系里，过时区块的比例高于比特币体系，为了减少过时的区块对系统的影响，以太坊采用另一个叫“精灵”（GHOST）的协议来计算共识分支。同时，以太坊采用不同的工作量证明。目前采用的是一个混合的哈希方程，被设计成只能用记忆体计算。未来以太坊计划转为通过权益证明份额证明的体系。

以太坊呈现出和比特币在设计理念上的巨大差异。以太坊项目由非营利机构主导并且在规划和决策上相对比较集中，它们根据历史经验对以太坊协议进行修改，并且都有一个公开的时间表。按规划，将来也会有硬分叉。而且，所有以太坊合约都要在版本更新前销毁。所以，以太坊还是一个未来会有很多变更的实验性体系。截至2015年，投入大量精力在以太坊上并构建真正有用的应用，现在看来是有点太早。但是以太坊无疑是一个非常有潜力的系统。也许这本书未来的版本将会命名为“以太坊和加密货币技术”。