以太坊

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以太坊是一个开源,基于区块链的分布式计算平台,具有智能合约(脚本)功能。它提供了一个分布式的图灵完整性虚拟机,以太坊虚拟机(EVM)可以使用国际公共节点网络执行脚本。以太坊还提供名为“以太币”的加密货币代币,该代币可以在账户之间转移,并用于补偿参与节点进行计算的用户。[1] “Gas”是一种内部交易定价机制,用于减轻垃圾邮件并在网络上分配资源。

作为一个开源平台,以太坊大大简化了区块链技术的实行,这不仅引起了初创公司,也有主要软件开发商如微软,IBM和Acronis的兴趣。俄罗斯外贸银行,俄罗斯联邦储蓄银行,汉莎航空和S7航空公司以及国际慈善组织等传统公司也对该平台产生了极大的兴趣。

以太坊在2013年末由加密货币研究员和程序员Vitalik Buterin提出。开发资金是由2014年7月至8月在线众包销售筹得。该系统于2015年7月30日投入使用,1190万加密币被“预先”众包。这约占总发行量的13%。

在2016年,由于 DAO项目崩盘,以太坊被分成两个独立的区块链 – 新的分支版本称为以太坊(ETH),而原始版本作为以太坊经典 (ETC)。[2]

历史[编辑]

以太坊:世界计算机

起源[编辑]

以太坊最初是由在2013年末参与比特币杂志的程序员Vitalik Buterin在白皮书中描述,其目标是构建分布式的应用程序。Buterin认为比特币需要一种脚本语言来进行应用程序开发。如果不能达成一致,因此他建议用更通用的脚本语言开发一个新的平台。


在2014年1月公布时,以太坊团队核心是由Vitalik Buterin,Mihai Alisie, Anthony Di Iorio和Charles Hoskinson组成的。 [3] 以太坊软件项目的正式开发始于2014年初,通过一家瑞士公司Ethereum Switzerland GmbH (EthSuisse)进行。随后,一家瑞士非盈利基金会 - 以太坊基金会(以下简称“Stiftung Ethereum”)也被创建。2014年7月至8月期间,开发资金由在线众包销售筹得,参与者通过另一种数字货币比特币 购买以太坊有价代币(以太币)。尽管以太坊的技术创新在早期受到了赞扬,但也提出了有关其安全性和可扩展性的问题。


里程碑[编辑]

以太坊平台的几个代号原型是由基金会开发的,在Frontier网络正式发布之前,作为他们的POC组的一部分。

“奥林匹克”是这些原型中的最后一个,并且发布作为公开测试版。奥林匹克网络为用户提供了25000个以太币的报错奖金,用于以太坊区块链的极限压力测试。

2015年7月,“Frontier”标志着以太坊平台试验性发布。[4]

自首次发行以来,以太坊经过了多次计划内影响平台底层功能和/或激励结构的重要变化,被称为里程碑的协议升级。

“Homestead” 是目前的里程碑,并被认为是稳定的。 它包括对交易处理,天然气定价和安全性的改进。

未来至少有两次协议升级计划:

“Metropolis”旨在降低EVM的复杂性,并为智能合约开发商提供更多灵活性。Metropolis 也增加了对zkSnarks (来自Zcash )的支持;首次zksnarks交易于2017年9月19日在testnet上进行。

“Serenity”会包含对以太坊共识算法的根本改变,以实现从硬件挖矿(pow)到虚拟挖矿(pos)的基本转变。对可扩展性的改进,特别是分片也被认为是开发路线图的一个关键目标。 [5]

版本 代码名称 发布日期
o|0 Olympic 2015年5月
o|1 Frontier 2015年7月30日
o|2 Homestead 201614 2016年3月
c|3 Metropolis (vByzantium) 2017年10月16日
p|3.5 Metropolis (vConstantinople) TBA
p|4 Serenity TBA
Version |l |show=011101

以太坊代币销售[编辑]

以太坊最初是在2013年底由Buterin出版的作品之一中公布的。2014年4月,以太坊由Gavin wood在所谓的“黄皮书”中被正式描述。大约在同一时期,以太坊被非正式的称为“下一代比特币”(或“比特币2.0”)平台。

在2014年下半年,通过众筹筹集资金。以太坊是首个使用ICO来集资的加密货币。以太坊预售从2014年7月22日星期二至2014年9月2日星期二共历时42天。共筹集31500比特币或等价值1840万美金。[6] 之后,以太坊引起了众多银行的关注,成为研究智能合约和债券的测试平台。以太坊区块链平台于2015年7月30日发布。 2016年3月14日,以太坊发布了开发人员并不保证安全性的早期Frontier版本。协议的新版本被称为Homestead,也指早期版本,但已经稳定版本。

假定只在最初阶段用哈希碰撞保证网络安全。未来,以太坊计划在中期阶段完成向混合模型的POS方法过渡。尽管如此,由于对显存GPU的高要求防止了ASIC的创建,它正在不断增长(2017年7月为2.04GB)。

DAO 和区块链的分支[编辑]

2016年6月,一家自治投资资本管理平台在DAO的软件代码中检测到错误。这个漏洞在6月16日使不明身份的人得以将DAO所拥有的大约三分之一的以太币(当时市值约为5000万美金)转移到只能由攻击方控制的一个ChildDAO中。但是,由于执行DAO的特殊性,这些资金在一个月内无法被提取。

以太坊社区讨论了是否将以太币返还给投资者以及以何种方式实现回报,而来自德国的DAO开发人员试图反击黑客,由于DAO和以太坊的分布性,意味着缺乏一个可以采取迅速行动并要求用户达成共识的中央机构。在经过几周的讨论之后,2016年7月20日,在以太坊区块链中产生了一个硬分叉,以扭转黑客的行为,并向投资者返还被黑客从DAO窃取的资金。这是首个将被盗资金归还给投资者的区块链分支。

由于部分社区拒绝交易历史回档和规则变更,以太坊经典成立,该项目继续为“DAO”项目开展工作。


硬分叉[编辑]

在因DAO产生硬分叉之后,以太坊随后在2016年第四季度因其他攻击再度分叉两次。截止2016年11月底,以太坊增加了DDoS防护,消除了多余的区块链,并进一步阻止了黑客的垃圾邮件攻击。

构架[编辑]

以太币[编辑]

以太坊区块链的有价代币被称为以太币。它在ETH代码下列出并在加密货币交易所中交易。它也用于支付以太坊网络上的交易费用和计算服务费用。

代币可能极为不稳定,例如在2016年6月17日DAO被黑客攻击时,以太币从21.50美金暴跌到8美金。截至2017年6月,以太币的价值已上涨至超过400美元,自年初以来上涨了5000%。[7]

任何单一交易所的价格波动可能更普遍的超过以太币代币价格波动。而一个交易所的大量卖单所触发的“闪电崩盘”可能瞬间轻易的让该交易所的价格跌到0.1美金,而因为每个买单都被吸收,之后价格很快就能恢复到300美金以上。

ERC20[编辑]

ERC-20标准协议 是以太坊智能合约的技术标准。它定义了在区块链上创建新标记时应遵循的一系列规则,允许交易所和钱包更好地(更无缝地)集成符合标准的新标记。以太坊区块链上的大多数主要代币都符合ERC-20标准。 

[8]

以太坊虚拟机[编辑]

以太坊虚拟机(EVM)[9]是以太坊智能合约的运行环境。EVM的正式定义在以太坊黄皮书中有详细说明,原始版本由Gavin Wood提供。它被沙盒化,也完全与网络,文件系统或主机系统的其他进程隔离。网络中的每个以太坊节点都按照EVM执行相同的指令。以太坊虚拟机已经在C ++,Go,Haskell,Java,JavaScript,Python,Ruby,Rust和WebAssembly(目前正在开发中)中实现。

智能合约[编辑]

智能合约是通过数字手段控制的确定性交换机制,能执行不可信代理之间的直接有价交易。它们可以用来促进,验证和执行谈判或执行程序性指令,并能规避审查,串通和对手风险。在以太坊,智能合约被视为自治脚本或存储在以太坊区块链中的有状态分布式应用程序,以供EVM稍后执行。 以太坊合约中的嵌入说明支付的是以太币(用更技术的语言讲叫“gas”)并且可以用各种图灵完整性脚本语言来实现。

公共区块链合约[编辑]

由于合约可以是公开的,它开启了证明功能的可能性,例如,自带公平证明的赌场。

与在公共区块链上使用智能合约有关的一个问题是:包括安全漏洞在内的错误对所有人都是可见的,但无法迅速修复。[10] 其中一个例子是2016年6月17日对DAO的攻击,该攻击无法迅速停止或撤销。

目前正在研究如何使用形式验证来表达和证明非常规的属性。一份微软研究报告指出,编写稳固的智能合约在实践中可能非常困难,以DAO hack说明了这个问题。该报告讨论了微软为验证合约而开发的工具,并指出对发布的合约进行大规模分析可能会发现广泛的漏洞。该报告还指出,可以验证Solidity计划和EVM代码的等效性。


编程语言[编辑]

智能合约是抽象化的高级变成,它们被编译为EVM字节码并部署到以太坊区块链中执行。它们可以用Solidity(与C和JavaScript类似的语言库),Serpent(类似于Python),LLL(低级别Lisp类语言)和Mutan(Go-based,但目前已弃用)。还有一种正在开发的研究型语言Viper(一种强类型的Python派生的可判定语言)。


性能[编辑]

在以太坊,所有智能合约都会公开存储在区块链的每个节点上,这里有一个权衡。[11]缺点是在每个节点都在实时计算所有智能合约,性能问题出现导致速度降低。以太坊工程师一直致力于分解计算,但到2016年初没有详细解决方案。截至2016年1月,以太坊协议可以每秒处理25笔交易。[11]2016年9月,Buterin提出了增加可扩展性的建议。Buterin和Joseph Poon(比特币闪电网络白皮书的合作者)在2017年宣布他们计划推出称为Plasma的缩放解决方案,该解决方案为“主”区块链创建“子”区块链。[12] Plasma项目并非没有质疑者,特别是Vlad Zamfir(以太坊POS首席研究员)公开质疑Plasma项目的可行性。

以太币供应增长率[编辑]

2017年以太币的供应量预计将增长到14.75%,到2065年逐渐降低至1.59%。然而,基于pos而不是pow的以太坊新版本"Casper",预计会将通胀率降低至0.5%至2%之间。

使用建议[编辑]

以太坊平台提出包括那些不可能或不可行用途的许多用途。用提议包括金融,物联网,农场到餐桌的产品,电力采购和定价以及体育博彩。以太坊(截止2017年)是ICO项目的领先区块链平台,市场份额超过50%。[13]

生态系统[编辑]

ConsenSys学院介绍:为什么我们在以太坊编程

本节项目列表并非全部,且可能已经过时。

客户端和钱包[编辑]

这些加密货币钱包支持以太坊:

  • Jaxx:桌面钱包
  • KeepKey:硬件钱包
  • Ledger Nano S:硬件钱包
  • [[Mist] :桌面钱包

分布式应用程序[编辑]

  • 数字签名确保文件的真实性和证据存在:卢森堡证券交易所已经开发了这样的系统[14]
  • Slock.It正在开发智能锁
  • 数字货币与法币挂钩:分布式资本。西班牙银行Santander 也参与了这样一个项目
  • 数字货币与黄金挂钩:Digix
  • 音乐的数字版权管理改进:Imogen Heap使用该项技术
  • 市场预测平台:Augur, GnosisStox
  • 众筹平台:DAO
  • 带经济奖励的社交媒体平台:Backfeed阿卡沙
  • 分布式交易市场:FreeMyVunkEtheroptTransActive Grid
  • 汇款:Everex
  • 在线赌博:“Etheroll”
  • 电动汽车充电管理:RWE
  • 互联网安全身份识别系统:uPort
  • 劳动经济:Blocklancer[15] Ethlance

企业软件[编辑]

以以太坊为基础,独立于公共以太坊区块链的定制软件和网络,由企业软件公司进行测试。对此感兴趣的有微软,IBM,摩根大通,德勤, R3,Innovate UK(跨境支付原型)。

企业以太坊联盟(EEA)[编辑]

2017年3月,各个区块链初创公司、研究机构和财富500强公司宣布与30名创始人员创立企业以太坊联盟(EEA)。 [16]

截止5月,该非盈利组织共有116家企业成员 - 其中包括ConsenSys,CME集团,康奈尔大学的研究小组,丰田研究院,三星SDS ,微软,英特尔,摩根大通,Cooley LLP ,Merck KGaA,德勤,埃森哲,西班牙桑坦德银行,纽约梅隆银行,ING集团和加拿大国家银行。

EFA的目的是协调一个开源代码参考标准的工程和以太坊区块链的私有“许可”版本,该版本可以在与以太坊生态系统开发者的合作过程中解决银行,管理,咨询,汽车,制药,健康,技术,移动,娱乐和其他行业企业的共同利益问题。尽管对安全性,合规性和涉及区块链桥接许可和“无许可”的法规仍然存在关注,但联盟的某些成员仍表示希望在未来的公共以太坊区块链中就混合架构上潜在的锚定私有区块链进行调查和合作。


截止2017年7月,联盟中共有超过150个成员,包括最近增加的万事达卡,思科系统和加拿大丰业银行[17] (万事达卡希望从新闻稿中移除他们的名字。[18])

账本权限[编辑]

基于以太坊许可的区块链变体在各种项目被使用和调查。

  • 摩根大通正在开发被称为“Quorum”的以太坊区块链许可变体。它的设计目的是在衍生品和支付领域进行私有和公共之间的洗牌。这个想法是为了满足那些需要无缝接入财务报告的监管机构,同时保护那些不希望向公众披露其身份或交易细节的各方之隐私。
  • 苏格兰皇家银行宣布,它已经建立了基于以太坊分布式账本和智能合约平台的清算和结算机制(CSM)。

[19]

经济意义[编辑]

以太坊技术使得通过如区块链的方式,基于分布式合约与任何资产进行任何交易称为可能,而不诉诸于传统的法律程序。这种可能性相比现有的交易登记制度极具竞争力。《经济学人》称,“智能合约”技术标志着金融技术的新纪元。

Bacchanalia技术可以成功结合通过SMS提供消息类型的银行服务控制。根据《经济学人》的报道,由于成本低廉,这将对发展中国家特别具有吸引力。

软件的实现[编辑]

以太坊中的智能合约以类表的方式呈现,可以用各种语言实现,包括可视化变成,并将在以太坊虚拟机(以太坊虚拟,EVM)发送到区块链之前编译为字节码。虚拟机的状态更改可以用完整的图灵脚本语言记录。

与比特币协议中的脚本语言不同,EVMS支持循环,所以该平台使用一种被称为gas的机制来限制可能需要很长时间才能执行的合约。

学术和专业研讨会[编辑]

斯坦福大学的Dan Boneh和卡内基梅隆大学的Vipul Goyal告诉CNBC,他们的一些学生正在开展他们自己的加密货币项目。康奈尔大学,加州大学伯克利分校和以色列理工学院的Technion 建立了加密货币及合约倡议(又称IC3)且该实体加入了企业以太坊联盟。

批评[编辑]

犯罪用途[编辑]

FT Alphaville的一位金融博主指出,罪犯正在使用以太坊来运营庞氏骗局和其他形式的投资欺诈。这篇文章是根据卡利亚里大学的一篇论文撰写的,该论文中对1384个以太坊智能合约进行了审查,其中近10%为犯罪提供了便利。但是它也指出,网络中大约只有0.05%的交易与这些合约有关。


投机泡沫[编辑]

CBS在2017年时指出,以太坊(以及莱特币和比特币)的价格上涨带来的更多的是兴奋度,而不是技术。

有趣的事实[编辑]

  • 在以太坊中,域名币 模拟器是由五行代码实现的。
  • 2014年,以色列众筹筹集的资金金额排名第二。
  • 以太币的分数单位是以Wei Dai,Hal Finney 和nick Szabo的名字命名的。
  • Vitalik Buterin认为 “创造以太坊并不是钱的问题,而是一种使命,想法的背后是你想要如何继续”,而挖矿的作用会不断下降。这个方向不是很有希望。
  • 加密货币的名称和它的标志是对动漫《天空之城》中Laputa的引用,其中水晶与加密货币的标志形状相同。这是Laputa城堡的主要能量源。
  • 英文中晶体材料被称为神光之晶


外部链接[编辑]

也可以看看[编辑]

参考[编辑]

  1. Cryptocurrencies: A Brief Thematic Review. Social Science Research Network. Date accessed 28 august 2017.
  2. CoinDesk Research: Ethereum Hard Fork Had Little Impact on Sentiment
  3. Ethereum: Now Going Public
  4. Getting to the Frontier
  5. How Will Ethereum Scale?
  6. 15 insights on how Ethereum did its ICO in 2014, URL: https://www.applancer.com/blog/15-insights-on-how-ethereum-did-its-ico-in-2014
  7. Ethereum hits another record high after bitcoin and is now up over 5,000% since the start of the year
  8. Amy Castor, "Ethereum 'Tokens' Are All the Rage. But What Are They Anyway?", Coindesk.com, 17.06.17. Retrieved 03.04.18.
  9. What Is Ethereum?—Ethereum Homestead 0.1 documentation
  10. Ethereum's $150-Million Blockchain-Powered Fund Opens Just as Researchers Call For a Halt
  11. 11.0 11.1 How are banks actually going to use blockchains and smart contracts?
  12. Ethereum + Lightning? Buterin and Poon Unveil 'Plasma' Scaling Plan
  13. ICO Market Research: The Leading Blockchain Platforms Of 2017 - ICO Watch List Blog
  14. Luxembourg Stock Exchange introduces blockchain into reporting service
  15. Can Blockchain Supercharge the Gig Economy?
  16. Business Giants to Announce Creation of a Computing System Based on Ethereum
  17. https://www.inc.com/brian-d-evans/the-enterprise-ethereum-alliance-just-got-a-whole-.html
  18. Enterprise Ethereum Alliance Joined By Mastercard, Cisco, Et Al.
  19. Proving Ethereum for the Clearing Use Case


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