掌握区块链： 2.以太坊上-区块链的想象空间

一.比特币的局限：

中本聪发明比特币是为了实现一个自运行的货币。不由任何人或组织控制。继续上一节末的问题？难道只是货币嘛？能否利用比特币的技术去做更多事呢？

回归一下比特币技术：

密码学： 例如不可逆的非对称的加密算法（既私钥可以得出公钥），hash算法：整个区块做hash运算，得到区块的hash值，每个区块保存前一个区块的hash值从而相互连接。mk树的树根hash值是对整个树做hash运算的来的。树的每个跟节点都是由儿节点的数据hash运算的来。
区块+链的结构： 区块头，交易信息等。
p2p的对等的网络节点+共识机制： 解决不同节点直接的协调一致（解决拜占庭军事问题），实现货币发行，激励节点。
大概总结： 没有控制人的对等节点的分布式数据库+共识机制。

做到了什么？

去了中介，数据不可串改，数据可追踪等等。

相信你一定有这个疑问，仅仅只能用它做货币嘛？有个人和你一样有疑问，并且践行了，给予他更多可能性：

###二.以太坊【ethereum】：

2.1 以太坊诞生背景：

Vitalik Buterin（简称v神）为什么创造以太坊？

1994出生，父母原因较早接触计算机编程，并在父亲影响下，17岁接触btc，后来创办了比特币杂志。

在玩暴雪的游戏时，因为暴雪公司改了游戏规则，让v神很不满意，开始思考中心化的不完美。开始思考去中心化。
后来13年v神退学，发表了以太坊白皮书。
并且在14年初在自己的比特币杂志上发表《以太坊：一个下一代加密货币和去中心化应用平台》(Ethereum: A Next-Generation Cryptocurrency and Decentralized Application Platform)，提出了创造一个去中心化应用平台，即去中心化的网络操作系统的概念。

后来，v神发起了ico，并到处演讲宣传他的思想，让别人相信他能做成这个项目。

以太坊技术成型

直到一个叫gavin wood（加文.伍德）的博士加入，以太坊才步入正轨。 wood是在朋友介绍下和v神见面。wood在自己博客下写过这段经历：
“And Ethereum has dominated my life since” 「此后以太坊主宰了我的生活」。

他的贡献：
1.它创造了以太坊的技术黄皮书。
知识点：做过产品经理的知道，pm要写prd（产品需求文档），mrd（市场需求文档）等等，是面向不同的人的。
而白皮书和黄皮书也如此，白皮书给普通人看，主要是介绍项目。黄皮书则侧重技术规范，数学公式化具体实现方面，主要给专业技术看。

2.创造了evm，和合约语言solidity，以及支持一个连接以太坊世界的wenb3.js
evm世界上就是每个节点都有的客户端，也是合约语言的运行环境。
web3.js是一个可以支持使用js语言连接evm的桥梁。现在web3已经有不同的编程语言实现。java，python等。

2.2 以太坊具体的技术特征

以太坊基于账户的区块+链：

比特币中没有账户，你持有多少btc，是通过计算mk树上的交易记录，得出的。
而eth是基于账户的，有了账户你不需要遍历整个mk树去获取你有多少eth币或其他数据。
因此：比特币无法做轻，以太坊可以做到很轻的节点。首先他分成了两种账户：
一.普通的账户 就像比特币的私钥一样，可以转账，记录以太坊上的token数据。
二.合约账户大家上文中肯定好奇智能合约纠结怎么存在，其实智能合约也是有一个公钥地址的，而不同于普通账户，合约账户里要定义数据规范，以及触发条件，也就是函数。

第一篇文章提到比特币的区块包括：区块头，交易记录两部分，其中区块头又包括：前一个区块hash值，交易记录mk树根hash，Nonce；而交易记录是一种树状的结构，并没有记录比特币数量，只会在树上记录交易记录，这块专业点说叫utxo（未花费交易输出），感兴趣可以查阅。
而以太坊不同于比特币，只有一个交易记录树，以太坊包括3个Merkle树：

• 交易（Transactions）
• 收据（Receipts，基本上，它是展示每一笔交易影响的数据条）
• 状态（State）
  
  关于这一部分可以参考：https://blog.ethereum.org/2015/11/15/merkling-in-ethereum/

以太坊在创建时，也和比特币一样采用pow共识机制（现在还是，后面会在以太坊下的章节里给大家介绍新以太坊的pos共识），解决网络节点共识，以及节点激励。 不同于比特币是2100枚在挖矿中产生。eth众筹时，是发了7000万枚eth，然后挖矿每年会产生新的增发（具体视情况而定）

需要额外补充的是： 比特币转账有固定的手续费，而eth是怎么做的呢？因为以太坊有智能合约概念，那么在执行合约时就相当于在做一件事或者说完成一个功能，那么是需要消耗资源也是不一样的。

那就需要有个资源消耗的单位对吧，是的以太坊有gas的概念：
gas可以当作燃料，也可以比拟现实世界里的电的度数，你可以联想在现实世界里洗一次一次需要消耗多少度电量，看一集电视剧需要消耗多少电量，开车跑两公里需要消耗多少油。gas在也在eth中做为类似的基本但是，即你在合约里执行一个循环消耗多少gas，做一次+-法消耗多少gas等等。

类似现实，电有电费，燃料有燃料费用。而以太坊的gas也有它的费用。电是由供电公司决定一度电多少钱，石油则大国政治，石油巨头，石油国都可以做文章决定涨跌，那gas呢？它是矿工决定的。也就是贡献网络节点的人的。

智能合约环境

首先谈到一个词，合约： 提到合约大家想到什么呢？合同？定义一些规则？方案？
以太坊呢，是一个支持可编程合约的平台： 可编程的合约也就是所谓智能合约呢。
智能合约呢，实际上是定义了一套数据规范+以及一个方法，在编程语言里也叫函数，其实就是执行一些步骤，那他怎么执行呢，他是被动的，需要外界调取他。所以，如果你了解数据库你大概知道数据库有一个触发器，实际上智能合约相当于是数据库+触发器。

所以,以太坊（Ethererum）是： 一个开放的去中心化的区块链自治系统，更确切的说，是一个可编程的区块链系统。任何人都可以基于以太坊构建和使用运行合约。

智能合约语言：eth有专门的智能合约编写语言叫solidity。
而以太坊虚拟机（Ethereum Virtual Machine）： 以下简称EVM，可以执行合约代码也就是solidity（所以evm是智能合约的允许环境）。
智能合约（代码）保存在哪里？evm是执行环境，那么代码保存在那里呢，是的区块链上！上面提到了以太坊的是基于账户的区块+链，以太坊的区块中有3个Merkle树，其中保证状态的树会记录合约账户，合约账户是有可执行字节码（大家可以理解成合约内容，只不过以太坊会把它保存成字节码）

那么一个合约到底是怎么产生，怎么允许，有是怎么构成去中心化应用的呢？

• 程序员写好合约代码（可以用solidity），用专用的工具（如：remix，mist，geth等）去把合约代码部署到以太坊网络上。
• 以太坊网络上会创建一个合约账户，其中就包括合约的地址和合约代码（字节码）
• 同时提供一个叫abi的接口可以供网页开发者，移动开发者去写客户端应用。
• 客户端开发者去访问一个以太坊节点，通过abi和合约账户的地址，去调取合约中的方法去完成一件事。

通风上面这种方式，去创建的应用，是没有服务器的应用（其实以太坊网络相当于是这个应用的服务端，但以太坊网络没有控制人）也叫去中心化应用也称为dapp。，我们会在以太坊下种讲以太坊生态上的各种dapp。

2.3 以太坊可以做什么？

基于智能合约可以做什么？贫穷会限制想象力，以太坊的智能合约不会。 仅举几例，但不局限这几个：

1.现实中的押金收取退回的自治理

大家在日常生活中有押金的场景，比如租房：房东收取你的押金，并要求你没各一段时间打房租给他。房子到期后，检测没有问题会退回给你押金。
理想化一点没有问题，但往往会遇到不退押金的房东，以及破坏房子的租客。
中介也就产生了，但是中介如果也作恶呢？报警，警察不会管，会让你去法院。
合约如何做：
一个合约账户中定义有房东的公钥地址，房客公钥地址以及相应金额。合约本身保存你的押金。
房客可以调取方法去执行存押金，也就是这个押金是交给合约保存的。
正常情况下：
在房客需要退押金的时候，房东去调取方法触发同意的操作。
房东不同意呢：
押金自然是不退的，得双方协商一致后，如果都同意，合约会处理。如果有争议怎么办，合约中标记一个数据说明这个有异常。
这时候引入第三个角色（代替法官了），进来，对争议做判断。要求双发提供证据。并做出裁决。

2.赌场&博彩

类似上文，合约中可以定义几个参与房角色，各种角色将钱存入合约。
合约方法中定义规则，比如自动开奖，每个人去触发这个方法，可以开奖，也就是你中奖了呢，钱都自动打到你的私钥里。

3.基于合约做ico以及发行代币（又名token）

首先说eth上的代币，也叫erc20代币，其实这些代币本质上都有一个智能合约，这些代币按一套规范的数据结构规则定义，而这套规范呢，得到各种以太坊钱包的支持，以及交易所的支持。于是成了一个通用的标准。
通常一个ico的发型：
国外许多网站，这种众筹是通过合约做的，即你调去合约转入你的eth，合约自动想你转出项目发行的erc20代币。
补充：（国内9.4以前，往往是有第三方的众筹网站在中间负责收币，并发新币给参与者。）

其实以太坊是想做一个去中心化的应用平台。如果做过开发的同学应该知道一个应用有前端后端之分，而在用以太坊时：大家大可把以太坊当初一个记录状态的账本或者说数据库（区块+链的结构）以及运行环境（evm）。

2.4 以太坊又出现了哪些问题？

合约易用性，开发者容易写出不安全的合约

1.以太坊经常被黑的案例之一，就是the dao事件。 the dao 是一次ico众筹，结果众筹合约有漏洞，被黑客盗走了百万eth。 为此，eth做了一次升级，回滚数据。
而由于有节点不愿意升级，于是出现了两种eth区块链。出现了eth，etc两种数据货币。（这就是硬分叉，关于这个词大家可以自行查询，这里不多解释）

2.17年波卡项目众筹 以太坊创始人加文.伍德自己的矿链项目Polkadot做ico，由于合约bug，这次ico的一半token被锁死在合约里，没有人能取出。

合约不可维护

智能合约一但被部署到以太坊网络里，就无法在修改这个合约了，唯一的升级办法是将旧合约迁移到新合约。

缺乏明确的升级，社区治理机制

由于没有升级方法，以太坊的策略只能是在升级的时候，如果有节点不同意，就分叉，the dao事件后硬分叉，就是这一大问题。

数据吞吐量&拓展性

所有的应用都跑着一个相同的以太坊网络里，如果其中一个应用出现访问过大，将导致整个以太坊网络的拥堵。而其他应用也将遭殃
想想一下：如果以太坊上存在一个天猫，和一个facebook。天猫在做双11，由于交易量过大，facebook也将无法使用。这就体现了以太坊吞吐量的需要了，以及拓展性（应用要隔离开吧，不能互相有影响吧）

以太坊网络和比特币一样，出块有时间限制，而每个区块中能够保存的数据也有限制。（大约每秒15币交易）。因此也时常被黑拥堵。（甚至有项目方故意推卸责任说是以太坊网络拥堵造成token还没有到）。

知名的事件：17年的以太坊爆款游戏加密猫导致整个网络拥堵。

那么思考题就来了：

关于交易吞吐量，你有什么解决方案呢？有没有提升以太坊拓展性，能对不同应用作隔离的方式呢？

关于区块链的社区治理，你有了解嘛？

我听说过我听一个项目负责人说以太坊白皮书提出ico是以太坊最初设想的应用场景，你怎么看？

很多dapp发token去做支付，请问有没有必要，如果直接用eth是否可以完成？ 很多dapp做凭证做追溯独立做一个公链，请问这样做有什么弊端，不做独立公链，用以太坊的合约能否完成？

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