以太坊运行原理分析

以太坊平台本身没有特点，没有价值。 与编程语言一样，由企业家和开发人员决定使用什么。 然而，很明显，某些应用程序类型比其他应用程序类型从以太坊的功能中受益更多。 以太坊特别适用于自动化对等点之间的直接交互或促进跨网络的组协调活动的应用程序。

例如，协调点对点市场的应用程序，或复杂金融合同的自动化。 比特币使个人能够在不求助于金融机构、银行或政府等其他中介机构的情况下进行货币兑换。 以太坊的影响可能更为深远。

理论上，任何复杂的金融活动或交易都可以在以太坊上自动可靠地编码。 除了金融应用，任何对信任、安全、持久化要求高的应用场景——如资产登记、投票、管理、物联网等——都会受到以太坊平台的大规模影响。

D. 什么是以太坊，以太坊和区块链有什么关系

什么是以太坊：

以太坊是基于从比特币到计算机的技术和概念应用的创新。 以太坊本身模仿许多比特币技术来维护计算机平台。 区块链技术就是其中之一。

以太坊平台可以安全地运行用户想要的任何程序。

以太坊相对于其他山寨币的优势

在以太坊出现之前，已经出现了一些模仿比特币的数字货币。 但是，这些项目本身也存在一定的不足，只能同时支持一种或几种特定的应用。 （更好的数字货币交易平台尽在“币汇”）

但是，以太坊之所以能够超越之前这些项目的局限性，是因为以太坊的核心思想。

以太坊想要实现的是一个内置编程语言的区块链协议。 由于它支持编程语言，理论上任何区块链应用程序都可以用这种语言定义，然后在区块链协议上作为应用程序运行在以太坊上。

以太坊的设计具有灵活性和适应性。

以太坊旨在整合区块链技术的优势，将区块链的去中心化、开放性和安全性等优势应用到几乎所有的计算领域。

以太坊的区块链应用

以太坊有很多区块链应用，比如黄金和股票的数字化应用、金融衍生品应用、DNS和数字认证等。

以太坊上有超过100个区块链应用被众多初创公司实现。

以太坊也受到一些金融机构、银行财团（如 R3）以及三星、德勤、RWE 和 IBM 等大公司的密切关注，这也催生了一系列问题，例如简化和自动化金融交易，以及商户忠诚。 区块链应用程序，例如索引跟踪、旨在分散电子交易的礼品卡等。

以太坊与区块链的关系：

以太坊是一个可编程的区块链。

以太坊不给用户一系列预先设定的操作（比如比特币交易），而是允许用户根据自己的意愿创建复杂的操作。

通过这种方式，以太坊可以作为多种类型的去中心化区块链应用程序的平台，包括但不限于加密货币。

与其他区块链一样，以太坊具有点对点网络协议。 以太坊区块链数据库由连接到网络的众多节点维护和更新。 每个网络节点都运行一个以太坊模拟器并执行相同的指令。 因此，人们有时形象地将以太坊称为“世界计算机”。

E. 以太坊是如何开采的

以太坊代币是通过挖矿过程以每块 5 ETH 的速度生成的。 以太坊的挖矿过程与比特币的挖矿过程几乎相同，对于每笔交易，矿工都使用计算机通过哈希函数运行区块的唯一标头元数据，反复快速地猜测答案，直到其中一个获胜。

许多新用户认为，挖矿的唯一目的是以一种不需要中央发行人的方式产生以太币（请参阅我们的指南“什么是以太币？”）。 这是真的。 以太坊代币是通过挖矿过程以每块 5 ETH 的速度生成的。 然而，采矿的作用至少同样重要。 通常，银行负责保存准确的交易记录。 他们确保资金不是凭空创造的，用户不会作弊和多次花钱。 不过，区块链引入了一种全新的记录保存方式，即整个网络而不是中介机构来验证交易并将其添加到公共分类账中。

以太坊挖矿

虽然“无信任”或“信任最小化”的货币体系是目标，但仍然需要有人确保财务记录的安全并且没有人作弊。 挖矿是使去中心化记录成为可能的创新之一。 矿工就交易历史达成共识以防止欺诈（尤其是以太币的双重支出）——这是在去中心化货币进入工作区块链之前需要解决的一个有趣问题。 虽然以太坊正在研究其他方法以就交易的有效性达成共识，但挖矿目前将平台保持在一起。

挖矿如何运作

今天，以太坊的挖矿过程几乎与比特币相同。 对于每一笔交易，矿工都可以使用计算机反复快速地猜测答案，直到其中一个获胜。 更具体地说，矿工将通过哈希函数运行区块唯一的头部元数据（包括时间戳和软件版本）（它将返回一个固定长度的、乱序的数字和字母字符串，随机出现），只改变'nonce value'，它会影响生成的哈希值。

如果矿工找到与当前目标匹配的哈希值，矿工将获得以太币并在网络上广播该区块，供每个节点验证并添加到他们自己的账本副本中。 如果矿工 B 找到了哈希值，矿工 A 将停止在当前区块上工作并为下一个区块重复该过程。 矿工很难在这个游戏中作弊。 没有办法伪造这份工作并得出拼图的正确答案。 这就是为什么解谜方法被称为“工作量证明”的原因。

另一方面，其他人几乎没有时间验证哈希是否正确，而这正是每个节点所做的。 大约每 12-15 秒，一名矿工就会发现一块巨石。 如果矿工开始比这更快或更慢地解决难题，该算法会自动重新调整问题的难度以太坊原理，以便矿工恢复到大约 12 秒的解决时间。

矿工随机赚取这些以太币以太坊原理，他们的盈利能力取决于运气和他们投入的计算能力。 以太坊使用的特定工作量证明算法称为“ethash”，其设计需要更多内存，因此难以使用昂贵的 ASIC 进行开采——特殊的采矿芯片现在是开采比特币唯一有利可图的方式。

从某种意义上说，ethash 可能在这方面取得了成功，因为以太坊还没有专门的 ASIC（至少现在还没有）。 此外，由于以太坊的目标是从工作量证明挖矿转向“权益证明”（我们将在下面讨论），购买 ASIC 可能不是一个明智的选择，因为它可能不会长期有用。

转移到股权证明

然而，以太坊可能永远不需要矿工。 开发人员计划放弃工作量证明，即网络当前用于确定哪些交易有效并保护它们免遭篡改的算法，转而支持权益证明，其中网络由代币所有者保证。 如果当算法推出时，股权证明可能是一种使用更少资源实现分布式共识的方法。

F. 以太坊共识协议Casper的原理是什么？

Casper（投注共识）是下一代以太坊的一种共识机制，属于PoS。 Casper 的共识是通过区块而不是像 PoS 那样通过链来达成的。 数字货币兑换 货币兑换

G. 以太坊的架构是什么

我计划开始一系列关于架构的讲座。 我之前的经历主要是互联网架构。 最近在梳理和分析比特币、以太坊、EOS的架构，所以准备写一个系列的文章来谈谈互联网架构和区块链架构。 理解。 会分为四篇，1.互联网产品架构，2.比特币架构分析，3.以太坊架构分析，4.EOS架构分析。

以太坊中没有中央服务器。 而是有多个相等的节点通过p2p协议连接起来，所有的数据都存储在很多节点中。 当用户发起一笔交易时，这笔交易将通过p2p协议进行广播，矿工节点对其进行验证、打包并进一步向全网广播。 在区块链中确认后，该操作被认为是不可更改的。

网上关于区块链的文章，提到分布式和去中心化这两个词，有时略有区别，有时混用。 笔者认为，如果要准确区分，分布式强调系统的多个组件通过发送消息的方式协同工作，而去中心化则强调没有中心节点来控制整个系统的运行。 因此，我们认为以太坊既是去中心化的又是分布式的，或者说去中心化的程序运行在分布式平台上。

H. 以太坊的核心概念

基于比特币网络的核心思想，以太坊项目提出了许多创新的技术概念，包括智能合约、基于账户的交易、以太和燃料等。