輕松看懂什么是以太坊

雖然"比特幣"和"以太坊"這兩個術語常常一起出現，但實際上這兩者有很大的區別。以太坊與比特幣的唯一聯系在于，兩者均為成功的區塊鏈技術應用。

以太坊不像比特幣僅僅是作為加密貨幣，它還具備一些特性，從而讓其具有大型去中心化計算機的功能。

要了解以太坊，首先必須了解區塊鏈的工作原理。

區塊鏈是什么

簡單地說，區塊鏈就是一個數據庫。它是包含特定數據，并不斷增長的數據庫。區塊鏈具有很強大的性能：

1. 一旦數據存儲在數據庫中，就永遠不會被修改或刪除。區塊鏈上的每條記錄都是永久不變的。

2. 維護該數據庫的不是個人或組織; 而是數千人在維護，并且每個人都有自己的數據庫副本。

那么，怎樣保持每個人的數據庫副本同步呢? 假設網絡中有十個人，每個人都有空文件夾和一個空白頁面。每當有人在網絡中進行了重要操作，比如轉移資金等，他們就會將此廣播給網絡中的每個人。

每個人都在頁面上進行記錄，直到頁面填滿。當填滿時，每個人需要通過解決數學難題來對頁面內容進行確認。解決數學難題可以確保每個人的頁面都具有相同的內容，并且永遠不會被修改。率先完成的人將獲得一定數量的加密貨幣。

一旦頁面被確認就會被添加到文件夾中，接著出現新的頁面，繼續持續這個過程。

區塊鏈

隨著時間的推移，包含著重要記錄(交易)的頁面(塊)會被添加到文件夾(鏈)，從而形成數據庫(區塊鏈)。

區塊鏈存儲著什么

區塊鏈可用于存儲任何類型的數據，當中的數據具有一定價值。比特幣的區塊鏈存儲著金融交易記錄，比特幣的作用和美元等貨幣類似，而以太坊就不同了。

以太坊不僅僅是美元、英鎊、比特幣之類的貨幣。

可以把以太坊視為大型計算機。但是其運行速度特別慢，大約比普通計算機慢5到100倍，而且成本非常昂貴?！耙蕴挥嬎銠C"與90年代罕見的智能手機的功能差不多，因此它的能力是有限的。

這聽起來似乎并不理想，那么為什么以太坊受到大量的關注呢？作為全球性的去中心化計算機，以太坊正在席卷全球。

為什么說以太坊是全球性計算機呢？讓我們來看到它的運行原理。

以太坊如何運作

像其他區塊鏈一樣，以太坊需要數千人在他們的計算機上運行軟件，從而驅動整個網絡。網絡中的每個節點(計算機)都運行著以太坊虛擬機(EVM)?？梢园袳VM視為一種操作系統，用于理解并執行以太坊特定編程語言編寫的軟件。以太坊虛擬機執行的軟件或應用被稱為“智能合約"。

要在這臺全球性計算機上進行操作，你需要付費。但是，并不是使用美元、英鎊等常規貨幣進行支付。而是使用網絡原生的加密貨幣進行支付，即以太幣(ether)。以太幣與比特幣幾乎完全相同，除了前者還可以用于在以太坊執行智能合約的支付。

個人和智能合約都被視為以太坊的用戶。無論人類用戶做什么，智能合約也可以做。

智能合約與網絡中的其他人類用戶一樣，兩者都能發送或接受以太幣。

但是與人類用戶不同的是，智能合約還可以執行預定義的計算機程序，從而進行各種操作。下面讓我們看到智能合約能做些什么。

智能合約能做些什么

假設我們對明天的天氣打賭。我打賭明天是晴天，你打賭是雨天。我們約定輸的人必須給贏家100美元。那么我們如何確保失敗者會遵守諾言呢？常見的有以下三種方式：

1. 相互信任

最簡單方法是相互信任。如果我們是多年的好友，彼此間十分了解，那么相互信任是很容易的。但如果我們是陌生人，那就麻煩了，我們間難以互相信任。

2. 簽訂法律協議

另一種方法是針對我們的賭注簽訂相關協議。當中詳細規定賭注條款，包括如果失敗方違反協議會怎么樣。

該協議能夠確保失敗方對贏家進行支付，但這是不現實的，因為通過法律途徑達成協議比賭注的成本更高。

3. 求助共同的朋友

我們還可以找到一個彼此都信任的朋友，讓朋友代為保管100美元。在答案揭曉時將100美元支付給贏家。但是如果這個朋友拿著錢跑了怎么辦？

現在我們有三種不同的方法，但各有缺點。陌生人難以相互信任；法律協議成本昂貴；求助共同朋友還可能存在信任方面的問題等。

這時，以太坊的智能合約就派上用場了。智能合約相當于雙方的共同朋友，而且是用代碼編寫的。以太坊能讓我們編寫相關軟件，讓雙方支付價值100美元的以太幣，并在第二天用天氣API檢查天氣，接著將價值200美元的以太幣轉交給獲勝者。

一旦編寫好智能合約，就無法進行編輯或修改。因此，無論合約中制定了什么內容，它都將被執行。

但是，智能合約是如何執行的呢？它與區塊鏈有什么關系？

智能合約與區塊鏈有什么關系

當執行智能合約時，它會將執行信息作為交易記錄到區塊上。以太坊上的交易就像這樣：

當中，“數據"用于記錄智能合約的創建和執行，這被稱為交易。以太坊區塊鏈上的任何區塊都可以包含以下三種交易：

1. 用戶間的以太幣交易

這是網絡中的常規比特幣式交易。如果你將以太幣發送給你的朋友，數據字段將被清空。

2. 沒有接收方的以太幣交易

如果交易中沒有接收方，這意味著交易的目的是，使用"數據"字段的內容在網絡中創建智能合約?！皵祿?字段包含的軟件代碼將與網絡中的其他用戶一致。

3. 用戶與智能合約間的以太幣交易

當用戶或智能合約想要執行智能合約時，都必須與智能合約進行交易，并將執行指令放在'數據'字段中。

就像其他區塊鏈一樣，只要發送以上任何一種交易均會廣播給整個網絡，從而讓每個節點進行記錄。除此之外，每個節點還會執行指示的智能合約，從而讓其EVM狀態與網絡的保持同步。

每個節點執行一個軟件，從而使整個網絡成為大型(但速度很慢)的分布式計算機。然后，每次執行都會永久存儲在區塊鏈中。

Gas 是什么

在上文我提到過，用戶在執行智能合約時必須支付一定費用。該部分費用將支付給消耗內存、電力，進行存儲和計算的節點，成本的單位稱為Gas。最終，根據交換率將gas轉換成以太幣。

當你執行智能合約，你都必須定義要消耗的最大gas量。當完成執行或達到gas值時，執行將停止。這樣是為了避免智能合約中的無限循環，防止程序被卡住而無法繼續執行。

程序員的粗心會導致這種情況。每次重復將使用指定的gas，從而讓無限循環成為有限循環。gas的概念有效地解決了這個問題。

結語

以太坊不僅僅是一種可交易的加密貨幣，其真正的價值在于它的目的。以太坊的目的是讓所有者能夠使用由數千個節點驅動的全球分布式計算機。

當然，因為每個操作都必須由網絡中的每個節點執行，從而也導致去中心化計算機運行緩慢且成本昂貴。

相比起來，集中式計算機成本更低，但是一旦集中式計算機(服務器)發生故障或遭到黑客入侵，那么所有連接的客戶端都會受到影響。去中心化計算機就不同了，只有當每個節點都出現故障才會崩潰，因此讓其一直都可以使用。只要有網絡，就有以太坊。