什么是以太坊？以太坊如何运作？
2025-02-05分类：以太币（ETH） 阅读（）
以太坊是一个去中心化平台，允许使用区块链技术创建去中心化应用程序。本文探讨了以太坊的目的、运作、历史和关键组成部分，提供对其生态系统和未来发展的见解。
什么是以太坊？
以太坊是一个基于区块链的网络，允许开发人员构建和部署 dApp 和智能合约，而无需第三方干预。它将区块链的功能扩展到数字货币之外，支持跨各个行业的可编程协议和应用程序。
与比特币不同，以太坊主要用作数字货币和价值存储，它引入了智能合约——一种在满足预定条件时自动执行协议的自动执行代码。它的原生加密货币以太币 (ETH) 为网络上的交易和计算服务提供支持，促进了从去中心化金融到 NFT 的广泛应用。为支持交易而花费的以太币被称为“gas”，是使用网络的成本。
创始人和历史
以太坊最初由 Vitalik Buterin 于 2013 年提出，旨在将区块链的潜力扩展到金融交易之外。以太坊由联合创始人 Gavin Wood、Charles Hoskinson、Anthony Di Iorio 和 Joseph Lubin 共同创立，在成功进行众筹 ICO 活动后于 2015 年推出。ICO 是一种首次代币发行，由于监管问题，这种发行方式如今很少见。然而，以太坊开创了这种方法，在 2016-2017 年牛市期间引发了 ICO 热潮。该平台还推出了以太坊虚拟机和智能合约编程语言，标志着区块链技术的重大进步。
以太坊的诞生开启了去中心化计算的新时代，让全球开发者能够创建无需集中控制即可运行的应用程序。此外，其开源特性培育了一个强大的社区，促进了其快速发展和普及。
目前，有几条与 EVM 兼容的链，包括 BNB链、多边形、雪崩等等。这些链选择以以太坊为基础，创建一个能够以类似方式进行通信的区块链网络。
以太坊如何运作？
以太坊是一个去中心化的区块链网络，它使智能合约和 dApp 能够在协议层面无停机或无审查的情况下运行。它利用分布式账本记录智能合约中的交易和状态变化。
开发人员使用 Solidity 等语言编写智能合约，这些合约经过编译后可在 EVM 上运行。交易和计算由网络参与者（节点）验证，并通过共识机制进行保护。Ether 用作补偿验证者和促进网络运行的媒介。
区块链技术
区块链是一种分布式账本，可以安全透明地记录计算机网络上的交易。每个区块都包含一个交易列表，这些交易以加密方式链接到前一个区块，形成一条不可篡改的链条。
以太坊利用区块链来存储和执行智能合约，将该技术的实用性扩展到简单的价值转移之外。这使得 DeFi、电子商务、供应链管理、投票系统、预测市场等领域的应用成为可能，确保智能合约和 dApp 不可篡改并按程序运行。
智能合约
智能合约是自动执行的协议，其条款直接写入代码中。当预定义条件满足时，它们会自动执行，从而消除了对中介的需求并降低了成本。即使所有获得许可的用户（例如管理员）被删除，代码仍可以无限期地继续运行，没有任何实体能够关闭它们。
在以太坊上，智能合约是基础，促进代币发行、借贷和去中心化交易等活动。它们支持可编程、无需信任的协议，通过引入新的商业模式和简化流程，彻底改变行业。
去中心化应用程序（dApps）
去中心化应用程序在计算机网络而不是单个服务器上运行，利用区块链实现透明度和安全性。dApp 根据其智能合约运行，无需集中监督即可运行。
例如，即使某个 dApp 被政府禁止，如果没有代码管理员权限，也无法关闭或拒绝访问。虽然互联网服务提供商可能会与当局合作，使 dApp 的访问变得更加困难，但无法对其进行全面审查。
以太坊历来是 dApp 开发的主要平台，因为它支持智能合约和开发者工具。然而，其他第 1 层区块链（如 Solana）和以太坊第 2 层区块链（如 Polygon、Avalanche 和 Base）由于费用较低和交易时间较快而越来越受欢迎。
dApp 通过在金融、游戏、社交媒体和供应链管理领域提供去中心化的替代方案，增强用户控制力并促进创新，颠覆了传统行业。
以太坊与比特币
虽然以太坊和比特币都使用区块链技术，但它们的用途不同，功能也各有不同。以下部分重点介绍主要差异和用例，以了解这些数字资产的不同之处。
主要区别
比特币被设计为一种数字货币和价值存储手段，专注于安全的点对点交易。而以太坊是一个图灵完备的可编程平台，其功能不仅限于交易。
以太坊的区块时间更短，可以更快地确认交易。与比特币的固定供应量相比，它现在还采用了不同的共识机制，并且拥有灵活的货币政策。
然而，以太坊最初推出时采用了与比特币类似的工作量证明共识机制，允许网络参与者使用显卡挖掘以太币。此后，该协议已迁移到更节能的权益证明系统。
使用案例
比特币通常用于抗审查的点对点交易和对冲通胀。其主要用途涉及支付、汇款和投资。
以太坊支持庞大的应用生态系统，包括 DeFi 平台、NFT 市场和去中心化自治组织。它的多功能性使开发人员能够为各个行业创建创新解决方案。许多人将以太坊视为数字石油，而比特币则被视为数字黄金。
此外，以太坊允许数据代币化，这意味着数字资产和现实世界资产都可以用链上代币来表示，以进行价值转移。本质上，比特币是一个简单但优雅的全球分布式货币体系，而以太坊是一台去中心化的计算机，能够以多种形式数字化价值。
以太坊的生态系统
以太坊的生态系统包含促进其功能和发展的组件。以太坊虚拟机和其他近期升级等关键元素有助于提高其适应性和可扩展性。
以太坊虚拟机
以太坊虚拟机是以太坊上智能合约的运行时环境。它充当在网络上执行脚本的去中心化计算机。EVM 使开发人员能够运行任意复杂度的代码，确保整个网络的行为一致。
通过提供安全的环境，EVM 可确保智能合约不会相互干扰。它支持多种编程语言，是以太坊支持复杂去中心化系统能力不可或缺的一部分。
以太坊 2.0（Eth2）升级
以太坊 2.0 是一次旨在提高可扩展性、安全性和可持续性的升级。它引入了从工作量证明到权益证明共识和分片链的转变，以提高交易吞吐量。
此次升级增强了网络容量，减少了拥堵和费用。过渡到权益证明降低了能源消耗，并促进了去中心化验证者生态系统的发展。Eth2 包括一系列升级，改变了网络的基础设施。
此次升级以及每次交易都会消耗一定比例的 gas 的额外变化导致以太坊出现通货紧缩。自合并以来，以太币的总供应量减少了 160,923 ETH，约合 4.18 亿美元。这一减少导致通货膨胀率为 -0.066%。
合并后以太币供应量减少
如果以太坊保留其工作量证明机制，其供应量将增加 7,903,486 ETH，相当于约 205 亿美元和 3.2% 的通胀率。
以太坊的共识机制
共识机制对于区块链的安全和运行至关重要。以太坊从工作量证明到权益证明的转变标志着网络达成交易协议方式的重大演变。
工作量证明（PoW）与权益证明（PoS）
工作量证明要求矿工解决复杂的难题以添加新区块，这会消耗大量能源。比特币和最初的以太坊网络都使用 PoW。
权益证明用验证者取代了矿工，验证者质押以太币来参与区块验证。验证者是根据质押金额来选择的，这可以减少能源消耗，并将经济激励与网络安全结合起来。
过渡到权益证明
2022 年 9 月，以太坊通过名为“合并”的流程过渡到权益证明，将原始主网与信标链相结合。此举消除了能源密集型挖矿，将能源消耗降低了约 99%。
此次转型在保持以太坊核心功能的同时，提高了网络安全性和可持续性。它为路线图中未来的可扩展性升级（如分片）奠定了基础。
以太坊钱包
以太坊钱包允许用户与网络交互、管理以太币和代币以及访问 dApp。钱包包括 Ledger 等硬件钱包、MetaMask 等软件钱包、网页钱包和移动钱包。
选择钱包时，请考虑安全功能、易用性、dApp 兼容性、NFT 以及对多种代币的支持。硬件钱包通过离线存储私钥来提供增强的安全性，而软件钱包虽然提供便利，但可能更容易受到网络威胁。
用户还应在托管钱包（第三方持有私钥）和非托管钱包（完全控制资金）之间做出选择。平衡安全性和可访问性是关键。
以太坊的风险与挑战
以太坊面临着可扩展性问题等挑战，高网络使用率会导致拥堵和费用增加。虽然升级旨在解决这一问题，但全面实施仍在进行中。
智能合约的安全漏洞会带来风险，因为有缺陷的代码可能会被利用，从而导致财务损失。监管不确定性也可能影响不同司法管辖区的采用和运营。
来自其他提供类似功能的区块链平台的竞争带来了挑战，可能会吸引用户和开发者离开以太坊。最近，像 Base 这样的第 2 层区块链开始获得相当大的关注。结果，以太坊主网上的每日交易数量停滞不前。这导致以太坊的供应量随着燃料消耗的减少而增加，从而再次导致其略微通胀。
以太坊的未来
以太坊的未来需要升级以提高可扩展性和可用性。合并后的开发重点是实现分片链，提高交易吞吐量和效率。
Optimistic Rollups 等第 2 层扩展解决方案通过链下处理交易来减少拥堵。这些增强功能旨在支持不断增长的 dApp 生态系统。
DeFi、NFT、AI 和新应用的持续创新可能会扩大以太坊的影响力。它的适应性和活跃的社区使其成为区块链技术的领先力量。
此外，以太坊的发展路线图超越了合并，概述了旨在增强网络功能的五个关键阶段。
正如以太坊联合创始人 Vitalik Buterin 所描述的，这些阶段包括“The Surge”，专注于通过分片和第 2 层解决方案提高可扩展性；“The Scourge”，解决去中心化问题和经济中心化风险；“The Verge”，旨在简化区块验证和提高数据存储效率；“The Purge”，旨在降低节点运营商的计算成本；“The Splurge”，包含各种较小的升级以“解决其他所有问题”。
这些阶段是长期愿景的一部分，旨在创建更具可扩展性、安全性和可持续性的区块链生态系统。虽然确切的实施时间表仍不确定，但每个阶段都代表着以太坊发展的关键一步，可能会重塑网络在更广泛的加密货币领域中的性能和效用。
结论
以太坊是一个多功能平台，不仅支持数字货币，还支持智能合约和去中心化应用程序。许多人认为，以太坊向权益证明的演进是朝着可扩展性、安全性和可持续性迈出的一步。
以太坊通过升级和创新不断发展，它仍然是推动 DeFi、数字资产和区块链应用进步的基础。然而，与 EVM 兼容的第 2 层区块链的增加减少了主网活动。此外，来自 Solana 等链的竞争，这让人怀疑它是否能在长期内保持主导地位。
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