每天5分钟，学点区块链
本周内容会为大家系统讲解去中心化应用的知识，但在此之前，作为区块链2.0时代的以太坊是我们无法绕过去的一部分内容。因此，就抽出今天的5分钟时间，为大家简单介绍一下以太坊。
以太坊项目
在区块链领域，以太坊项目同样是十分出名的开源项目。作为公有区块链平台，以太坊将比特币针对数字货币交易的功能进一步进行拓展，面向更为复杂和灵活的应用场景，支持了智能合约（Smart Contract）这一重要特性。从此，区块链技术的应用场景，从单一基于 UTXO （Unspent Transaction Outputs，是未花费的交易输出，它是比特币交易过程中的基本单位）的数字货币交易，延伸到图灵完备的通用计算领域。用户不再受限于仅能使用比特币脚本所支持的简单逻辑，而是可以自行设计任意复杂的合约逻辑。这就为构建各种多样化的上层应用开启了大门，可谓意义重大。
以太坊（Ethereum）项目的最初目标，是打造一个运行智能合约的平台（Platform for Smart Contract）。该平台支持图灵完备的应用，按照智能合约的约定逻辑自动执行，理想情况下将不存在故障停机、审查、欺诈，以及第三方干预等问题。以太坊平台目前支持Python 等多种语言实现的客户端。由于核心实现上基于比特币网络的核心思想进行了拓展，因此在很多设计特性上都与比特币网络十分类似。以太坊区块链底层也是一个类似比特币网络的 P2P 网络平台，智能合约运行在网络中的以太坊虚拟机里。网络自身是公开可接入的，任何人都可以接入并参与网络中数据的维护，提供运行以太坊虚拟机的资源。
跟比特币项目相比，以太坊区块链的技术特点主要包括：
支持图灵完备的智能合约，设计了编程语言 Solidity 和虚拟机 EVM；
选用了内存需求较高的哈希函数，避免出现强算力矿机、矿池攻击；
叔块（Uncle Block）激励机制，降低矿池的优势，并减少区块产生间隔（10 分钟降低到 15 秒左右）；
采用账户系统和世界状态，而不是 UTXO，容易支持更复杂的逻辑；
通过 Gas 限制代码执行指令数，避免循环执行攻击；
支持 PoW 共识算法，并计划支持效率更高的 PoS 算法。
此外，开发团队还计划通过分片（Sharding）方式来解决可扩展性的问题。
这些技术特点，解决了比特币网络在运行中被人诟病的一些问题，让以太坊网络具备了更大的应用潜力。
基于以太坊项目，以太坊团队目前运营了一条公开的区块链平台——以太坊网络。智能合约开发者使用官方提供的工具和以太坊专用应用开发语言 Solidity，可以很容易开发出运行在以太坊网络上的“去中心化”应用（Decentralized Application，DApp）。这些应用将运行在以太坊的虚拟机（Ethereum Virtual Machine，EVM）里。用户通过以太币（Ether）来购买燃料（Gas），维持所部署应用的运行。
智能合约
智能合约（Smart Contract）是以太坊中最为重要的一个概念，即以计算机程序的方式来缔结和运行各种合约。最早在上世纪 90 年代，就有人就提出过类似的概念，但一直依赖因为缺乏可靠执行智能合约的环境，而被作为一种理论设计。区块链技术的出现，恰好补充了这一缺陷。
以太坊支持通过图灵完备的高级语言（包括 Solidity、Serpent、Viper）等来开发智能合约。智能合约作为运行在以太坊虚拟机（Ethereum Virual Machine，EVM）中的应用，可以接受来自外部的交易请求和事件，通过触发运行提前编写好的代码逻辑，进一步生成新的交易和事件，可以进一步调用其它智能合约。智能合约的执行结果可能对以太坊网络上的账本状态进行更新。这些修改由于经过了以太坊网络中的共识，一旦确认后无法被伪造和篡改。
以太币
以太币（Ether）是以太坊网络中的货币。以太币主要用于购买燃料，支付给矿工，以维护以太坊网络运行智能合约的费用。以太币同样可以通过挖矿来生成，成功生成新区块的以太坊矿工可以获得 5 个以太币的奖励，以及包含在区块内交易的燃料费用。用户也可以通过交易市场来直接购买以太币。
燃料
以太坊的运行环境，也就是以太坊虚拟机（EVM）。每个参与到网络的节点都会运行EVM作为区块验证协议的一部分。每个网络中的全节点都会进行相同的计算并储存相同的值。合约执行会在所有节点中被多次重复，而且任何人都可以发布执行合约，这使得合约执行的消耗非常昂贵。所以为防止以太坊网络发生蓄意攻击或滥用的现象，以太坊协议规定交易或合约调用的每个运算步骤都需要收费。
这笔费用以gas作为单位计数，也就是俗称的燃料。燃料控制某次交易执行指令的上限。每执行一条合约指令会消耗固定的燃料。当某个交易还未执行结束，而燃料消耗完时，合约执行终止并回滚状态。Gas 可以跟以太币进行兑换。需要注意的是，以太币的价格是波动的，但运行某段智能合约的燃料费用可以是固定的，通过设定 Gas 价格等进行调节。
那么，今天的5分钟内容就到这里！
明天将为大家详细介绍Dapp必备的智能合约～
参考资料：《精通比特币》、《区块链技术指南》
网友评论