摘要：以太坊区块链的原理①以太坊是什么以太坊与区块链有什么关系以太坊也是区块链2.0的产物，它是一个开放的智能合约完整解决方案。比特币是区块链1.0最重要的运用，很...
以太坊区块链的原理
① 以太坊是什么以太坊与区块链有什么关系
以太坊也是区块链2.0的产物，它是一个开放的智能合约完整解决方案。比特币是区块链1.0最重要的运用，很好地完成了货币和支付交易。但是当我们需要记录和转移更多复杂的资产类型时，我们就需要第三步——更强大的脚本系统——最终实现图灵完备（能够运行任何货币、协议和区块链）。以太坊就是一个区块链为基础的项目，旨在提供一个图灵完备脚本语言和图灵完备平台。
区块链1.0主要是指比特币，区块链2.0延伸到一切资产，而区块链3.0则超越了货币，超越了金融领域，甚至超越了商业领域，延伸到一切领域，渗透到我们生活的方方面面，包括政治、社交、教育、医疗等。按照行内人士的预测和构想，区块链3.0时代在未来5年将会得以实现，那时，区块链将变得和互联网一样被所有大众认知和接受，从而全面颠覆我们的生活。
麦肯锡公司向美国联邦保险咨询委员会提交了一份区块链技术报告，报告把2009年至2016年称为“黑暗时代”，认为此期间所有区块链解决方案都基于比特币，而区块链的新时代将从2016年开始。届时，区块链的应用将变得空前广泛。应用麦肯锡报告中的一句原话：基于区块链目前的发展速度，我们认为区块链解决方案也许会在未来5年实现全部潜力。
② Compound，区块链银行运作原理
Compound 是一个以太坊上的货币市场，一个任何用户、机构和 dApps 都可以使用的链上账本。它提供了存币和借币的功能，就像一个银行，用户可以存币获的利息收益，或进行抵押借币。在实现原理上，Compound 的帐本模型也与银行类似，并遵循了国际会计准则。
要了解 Compound 实现原理参看第一部分“Compound 分解“，如果完全不了解 Compound，请参看第二部分“Compound 白皮书整理”；其他资料参看第三部分“参考“；Compound 使用教程链接 小课堂 | 使用 imToken 体验去中心化「余额宝」 。
Compound 是一个使用智能合约实现的实时结算帐本。帐本能实时结算的前提是交易逐笔发生，有确定的执行顺序，交易发生时间真实可靠等。区块链满足这些特性，为帐本自动结算提供基础。
在 Compound 上，当一个交易发生时账本会对账目进行一次结算，此时结算利息会更新到账目余额中。等到下次交易事件发生时，会再次触发这样的结算处理并更新余额。
一个银行的简单模型就是通过借款产生营收，营收作为存款用户的利息。简化 Compound 的利率模型，不设定浮动的借款利率，不考虑盈利，只保证账目借贷平衡，有：
根据公式有：
结论：利率随着借款总额和存款总额的变动而变动。
如果没有任何交易事件发生，存款总额、借款总额就不会发生变化，利率在这个段时间里也会一直保持不变。随着交易事件的产生，存款/借款总额会发生变化，这会引起利率发生改变。
假定借款利率是 0.05，下面状态图中圆圈代表帐本和利率的状态，箭头代表事件：
图中 a 状态无借款，无营收，存款利率为 0。事件 1.借50 发生，根据公式，可得新的存款利率为 0.025。
事件 2、3 导致的帐本状态也可以根据公式计算。
结论：交易事件引起利率变化。
上节的状态变化并没有包含结算环节。随着时间的推移，会有营收（利息）产生。
对于存款：
对于贷款：
假设借款利率 5% 为日利率（明显是高利贷，但便于计算），叠加时间后进行结算的状态图如下：
黄色箭头代表上一状态的持续时间，当事件发生后，状态更新并进入下一个时间段。
可以看出，考虑营收和时间的关系后，利率的变化变得更加复杂，但计算过程仍然清晰。
状态 a 持续了 1 天，由于借款为 0，存款利率为 0，发生事件 1 进行结算后存款没有产生变化，事件 1 增加了借款总额。重新计算利率可以得到新的存款利率 0.025。
事件 2 触发，状态 b 持续了 2 天，在进行结算时，可以推算出新的存款和借款总额：
结算后，存款总额再增加事件 2 存入的 50，结果为 105 + 50 = 155 。根据存款总额 155 和借款总额 55 计算出新的存款利率为 0.01774。
事件 3 触发，状态 c 持续了 1 天：
由于还款为 20，此时借款总额是 57.75 - 20 = 37.75 。重新计算出存款利率为 0.012。
结论：交易事件发生时进行结算，结算结束后按事件调整余额并引起利率变化。
上述过程已经具有一定的复杂性，但由事件触发状态变化这个过程是很明确的。在实际生产中，存款和借款总额并不是由一个单一账户产生的，而是由无数的小账目汇聚而成的。比如 Alice 存入 50，Bob 存入了 30，存款总额是 80。这里就产生了更多问题，由于 Alice 和 Bob 的存款时间不同，它们的利率也不一样。借款也与之类似。因此每一笔帐都要单独进行结算，它们的利率根据总帐额度的变化而变化。
我们把状态 a 的存款总额 100 归为其他存款。在 2 天后，Alice 存入 50，结算后其他存款更新为 105。Alice 的存款增加了存款总额，使总额增长到 155，最终存款利率计算为 0.01774。
1 天后，Bob 也存入 50，此时 Alice 存款和其他存款以 0.01774 利率进行结算。结算结果如状态 c 所示。
通过上述分析，可以发现每次事件产生，需要对每一笔明细帐进行结算。这样随着存款/借款的用户增多，账目会越来越多，每次结算的计算量也会越来越大。不过细心观察可以发现，只要记录了历史利率，事件发生不需要对所有账户结算。我们直接根据各明细帐的初始的状态计算图中状态 c：
其中 100 是其他存款的初始额度，50 是 Alice存款的初始额度。0.025 是第一期利率，0.01774 是第二期利率。可以看出，只要有历史利率就可以通过迭代运算计算出每个明细账户的当前余额。所以在进行结算操作时只需要对事件操作的明细帐进行结算，其他账户可以暂时不用结算，直到它们被操作时再计算即可。
结论：每次结算只需要计算余额受影响的明细帐，并更新总帐。其他账目可以等到被操作时再进行计算。
以上模型可以完全移植到区块链中，当我们对智能合约发起一笔交易事件就会触发结算处理，并更新利率。这些过程完全自动化。
Compound 的本质是将一套传统的会计模型复制到区块链中，使会计账本能进行实时结算。得益于此，存款/借款所需要签署的法律文件和手续，都被隐式的囊括在智能合约中。人们无需再进行任何协商，只需要轻点几下就可以使用该项服务。同时，它被部署在去中化的网络上，成为没有地域性、自由开放的合约协议。只要遵循了合约的规则，任何人、任何机构都能无区别的使用这项低摩擦的金融服务。
不过，在区块链上或许并不需要使用传统会计模型处理账务，我们有更多可行方案和更简洁的数学模型实现像 Compound 一样的金融服务。毋庸置疑，这些“未来”的金融服务会快速发展，构筑一个新世纪。
遵循国际会计准则：
Compound Whitepaper
Compound Protocol Specification
小课堂 | 使用 imToken 体验去中心化「余额宝」
③ eth挖矿是什么原理
凡是涉及到币，就一定离不开挖矿。以太坊网络中，想要获得以太坊，也要通过挖矿来实现。说到挖矿，就一定离不开共识机制。
不知道大家还记得比特币的共识机制是什么吗？比特币的共识机制是 PoW (这是英文 Proof of Work 的缩写，意思是“工作量证明机制”）。简单来说，就是多劳多得，你付出的计算工作越高，那么你就越有可能第一个找到正确的哈希值，就越有可能得到比特币奖励。
但是，比特币的PoW存在着一定的缺陷，就是它处理交易的速度太慢，矿工们需要不断地通过计算来碰撞哈希值，这是劳民伤财且效率低下的。对区块链知识有涉猎的朋友们应该看到这样一种说法：
以太坊为了弥补比特币的不足，提出了新的共识机制，名叫 PoS(这是英文的缩写，意思是“权益证明”，也有翻译成“股权证明”的）。
PoS 简单来讲，其实就跟它的字面意思一样：权益嘛，股权嘛，你持有的币越多相当于你的股权越多，你的权益越高。
以太坊的PoS就是说：你持币越多，你持有币的时间越久，你的计算难度就会降低，挖矿会容易一些。
在以太坊最初的设定中，以太坊希望能够通过阶段性的升级，在前期依旧采用PoW来构建一个相对稳定的系统，之后逐渐采用 PoW+PoS，最后完全过渡到 PoS。所以，说以太坊的共识机制是PoS，没错，但是PoS只是以太坊发布之初的一个计划或者说目标，目前以太坊还没有过渡到 PoS，以太坊采用的共识机制仍是 PoW，就是比特币那个 PoW，但是又和比特币的PoW稍稍不同。
这里的信息量有点大，
第一个信息点是：以太坊目前采用的共识机制也是PoW，但是和比特币的PoW稍稍不同。那么，和比特币的PoW到底有什么不同呢：简单来说，就是以太坊挖矿难度可以调节，比特币挖矿难度不能调节。就好比咱们高考，因为各个省份的教学情况、生源人数都不一样，所以高考分为全国卷和各省自主命题。
以太坊说我赞成这样分地区出题，比特币说：不行，必须全国同一卷，大家难度都一样！
通俗解释，就是，比特币是利用计算机算力做大量的哈希碰撞，列举出各种可能性，来找到一个正确哈希值。而以太坊系统呢，它有一个特殊的公式用来计算之后的每个块的难度。如果某个区块比前一个区块验证的更快，以太坊协议就会增加区块的难度。通过调整区块难度，就可以调整验证区块所需的时间。
以太坊协议规定，难度的动态调整方式是使全网创建新区块的时间间隔为 15 秒，网络用 15 秒时间创建区块链，这样一来，因为时间太快，系统的同步性就大大提升，恶意参与者很难在如此短的时间发动51%（也就是半数以上）的算力去修改历史数据。
第二个信息点是：以太坊最初的设定中，希望通过阶段性升级来最终实现由 PoW 向
PoS过渡的。
时间追溯到 2014 年，在以太坊发布之初，团队宣布将项目的发布分为四个阶段，即 Froniter（前沿）、Homestead（家园）、Metropolis（大都会）和 Serenity（宁静）。前三个阶段共识机制采用 PoW（工作量证明机制），第四个阶段切换到 PoS（权益证明机制）。
2015年7月30号，以太坊第一个阶段“前沿”正式发布，这个阶段只适用于开发者使用，开发人员可于在以太坊网络上编写智能合约和去中心化应用程序 DAPP，矿工开始进入以太坊网络维护网络安全并挖矿得到以太币。前沿版本类似于测试版，证明以太坊网络到底是不是可靠的。
2016年3月14日，以太坊进入到第二个阶段“家园”，这一阶段，以太坊提供了钱包功能，让普通用户也可以方便体验和使用以太坊。其他方面没有什么明显的技术提升，只是表明以太坊网络已经可以平稳运行。
2017 年 9 月，以太坊已经进行到第三个阶段“大都会”。“大都会”由拜占庭和君士坦丁堡两次升级组成，这个阶段的的目标是希望能够引入 PoW 和 PoS 的混合链模式，为 PoW向PoS的顺滑过渡做准备。最近比较热门的“以太坊君士坦丁堡升级”升级的就是这个，在君士坦丁堡升级中呢，以太坊将对底层协议和算法做一些改变，来为实现 PoW 和
PoS奠定良好的基础。
以太坊挖矿会得到对多少奖励呢？赢得区块创建竞争成功的矿工会得到这么几项收入：
1、 静态奖励，5个以太坊；
2、 区块内所花费的燃料成本，也就是Gas，这部分我们上一期内容讲过;
3、 作为区块组成部分，包含“叔区块”的额外奖励，叔就是叔叔的叔，每个叔区块可以得到挖矿报酬的1/32作为奖励，也就是5乘以1/32，等于0.15625 个以太坊。这里我们简单解释一下“叔区块”，“叔区块”这个概念是以太坊提出来的，为什么要引进叔块的概念？这还要从比特币说起。在比特币协议中，最长的链被认为是绝对的正确。如果一个块不是最长链的一部分，那么它被称为是“孤块”。一个孤立的块是一个块，它也是合法的，但是可能发现的稍晚，或者是网络传输稍慢，而没有能成为最长的链的一部分。在比特币中，孤块没有意义，随后将被抛弃掉，发现这个孤块的矿工也拿不到采矿相关的奖励。
但是，以太坊不认为孤块是没有价值的，以太坊系统也会给与发现孤块的矿工回报。在以太坊中，孤块被称为“叔块”(uncle block)，它们可以为主链的安全作出贡献。 以太坊十几秒的出块间隔太快了，会降低安全性，通过鼓励引用叔块，使引用主链获得更多的安全保证(因为孤块本身也是合法的) ，而且，支付报酬给叔块，还能激发矿工积极挖矿，积极引用叔块，所以，以太坊认为，它是有价值的。
④ 以太坊是什么以太坊与区块链有什么关系
以太坊是什么：
以太坊是一项基于比特币中技术和概念运用到计算机的创新。以太坊本身仿制了很多比特币的技术，以此来维护计算机平台。区块链技术就是其中之一。
以太坊平台可以安全的运行用户想要的任何程序。
以太坊和其余竞争币比的优势
以太坊出现之前，已经有一些数字货币模仿比特币出现了。但是，这些项目本身有一定的缺点，仅仅可以同时支持一种或几种特定应用。（更好的数字货币交易平台尽在“币汇”）
然而以太坊之所以能超越以往这些项目的局限性，是因为以太坊的核心思想。
以太坊要实现的是一个内置了编程语言的区块链协议，由于支持了编程语言，那么理论上任何区块链应用都可以用这门语言进行定义，进而作为一种应用，运行于以太坊的区块链协议之上。
以太坊的设计十分灵活，极具适应性。
以太坊目标集区块链技术之长，为了把区块链优点，如去中心化、开放和安全等特点都加入到近乎所有的计算领域。
以太坊的区块链应用
以太坊有很多区块链应用，如黄金和股票的数字化应用、金融衍生品应用、DNS 和数字认证等等。
以太坊被很多创业公司实现出的区块链应用就已经达到100多种。
以太坊也被一些金融机构、银行财团（比如 R3），以及类似三星、Deloitte、RWE 和 IBM 这类的大公司所密切关注，由此也催生出了一批诸如简化和自动化金融交易、商户忠诚指数追踪、旨在实现电子交易去中心化的礼品卡等等区块链应用。
以太坊与区块链的关系：
以太坊是可编程的区块链。
以太坊是并不是给用户一系列预先设定好的操作（例如比特币交易），而是允许用户按照自己的意愿创建复杂的操作。
这样一来，以太坊是就可以作为多种类型去中心化区块链应用的平台，包括加密货币在内但并不仅限于此。
和其他区块链一样，以太坊也有一个点对点网络协议。以太坊区块链数据库由众多连接到网络的节点来维护和更新。每个网络节点都运行着以太坊模拟机并执行相同的指令。因此，人们有时形象地称以太坊为“世界电脑”。
⑤ 002：以太坊简介|《ETH原理与智能合约开发》笔记
待字闺中开发了一门区块链方面的课程：《深入浅出ETH原理与智能合约开发》，马良老师讲授。此文集记录我的学习笔记。
课程共8节课。其中，前四课讲ETH原理，后四课讲智能合约。
第一课分为四部分：
这篇文章是第一部分的学习笔记：以太坊简介。
以太坊是目前公认的区块链2.0，相比于区块链1.0（比特币），其最大的特点是引入了智能合约，从而从单一的数字加密 Token 技术转化为一个区块链分布式应用的平台。以太坊本身不包含任何具体的应用，它主要是提供基础平台和工具，使得开发者可以在其基础之上开发出各种各样的应用。可以说，以太坊有着巨大的潜力，它最终可能会发展出分布式、自动化、自组织的最高形态。
第一，我们可以通过学习以太坊的技术，领会区块链技术发展的脉络，改进的思路/路径，从而紧跟区块链技术发展的前沿，预测下一步的趋势。
第二，DAPP（分布式应用）生态系统目前的发展也是蒸蒸日上，蓬勃发展，据不完全统计，现在有数百种应用之多，显而易见的，对于开发人员的需求也是水涨船高，需要大量的开发人员。目前非常有名的应用有加密猫、各类侧链应用、ERC20 Token如币安币火币等等。
2013年，创始人 Vitalik Buterin 针对比特币存在的一些问题以及局限性，提出把“智能合约”构想应用于区块链领域，希望打造一个基于区块链的多方计算的智能化通用平台，并通过比特币融资进行开发。
2014年，以太坊基金会在瑞士成立，管理并运营整个项目。
前5大矿池占83%的算力，很集中。
目前大约有16000个全节点，其中，美国5461（34%），中国1839（11.5%），俄罗斯963（6%），德国920（5.7%），加拿大875（5.45%）。全节点每天都有动态变化。分布情况也反映出各个国家的参与热度。
⑥ 以太坊是什么以太坊与区块链有什么关系
以太坊是一个全新开放的区块链平台，它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。就像比特币一样，以太坊不受任何人控制，也不归任何人所有——它是一个开放源代码项目，由全球范围内的很多人共同创建。
和比特币协议有所不同的是，以太坊的设计十分灵活，极具适应性。在以太坊平台上创立新的应用十分简便，任何人都可以安全地使用该平台上的应用。
以太坊是可编程的区块链。它并不是给用户一系列预先设定好的操作（例如比特币交易），而是允许用户按照自己的意愿创建复杂的操作。这样一来，它就可以作为多种类型去中心化区块链应用的平台，包括加密货币在内但并不仅限于此。
以太坊狭义上是指一系列定义去中心化应用平台的协议，它的核心是以太坊虚拟机（“EVM”），可以执行任意复杂算法的编码。在计算机科学术语中，以太坊是“图灵完备的”。开发者能够使用现有的JavaScript和Python等语言为模型的其他友好的编程语言，创建出在以太坊模拟机上运行的应用。
和其他区块链一样，以太坊也有一个点对点网络协议。以太坊区块链数据库由众多连接到网络的节点来维护和更新。每个网络节点都运行着以太坊模拟机并执行相同的指令。因此，人们有时形象地称以太坊为“世界电脑”。
这个贯穿整个以太坊网络的大规模并行运算并不是为了使运算更高效。实际上，这个过程使得在以太坊上的运算比在传统“电脑”上更慢更昂贵。然而，每个以太坊节点都运行着以太坊虚拟机是为了保持整个区块链的一致性。去中心化的一致使以太坊有极高的故障容错性，保证零停机，而且可以使存储在区块链上的数据保持永远不变且抗审查。
以太坊平台本身没有特点，没有价值性。和编程语言相似，它由企业家和开发者决定其用途。不过很明显，某些应用类型较之其他更能从以太坊的功能中获益。以太坊尤其适合那些在点与点之间自动进行直接交互或者跨网络促进小组协调活动的应用。
例如，协调点对点市场的应用，或是复杂财务合同的自动化。比特币使个体能够不借助金融机构、银行或政府等其他中介来进行货币交换。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能在以太坊上用编码自动且可靠地进行。除金融类应用外，任何对信任、安全和持久性要求较高的应用场景——比如资产注册、投票、管理和物联网——都会大规模地受到以太坊平台影响。
⑦ 区块链的技术原理是什么
区块链技术涉及的关键点包括：去中心化（Decentralized）、去信任（Trustless）、集体维护（Collectivelymaintain）、可靠数据库（ReliableDatabase）、时间戳（Timestamp）、非对称加密（AsymmetricCryptography）等。
区块链技术重新定义了网络中信用的生成方式：在系统中，参与者无需了解其他人的背景资料，也不需要借助第三方机构的担保或保证，区块链技术保障了系统对价值转移的活动进行记录、传输、存储，其最后的结果一定是可信的。
(7)以太坊区块链的原理扩展阅读
区块链技术原理的来源可归纳为一个数学问题：拜占庭将军问题。拜占庭将军问题延伸到互联网生活中来，其内涵可概括为：在互联网大背景下，当需要与不熟悉的对手方进行价值交换活动时，人们如何才能防止不会被其中的恶意破坏者欺骗、迷惑从而做出错误的决策。
进一步将拜占庭将军问题延伸到技术领域中来，其内涵可概括为：在缺少可信任的中央节点和可信任的通道的情况下，分布在网络中的各个节点应如何达成共识。区块链技术解决了闻名已久的拜占庭将军问题——它提供了一种无需信任单个节点、还能创建共识网络的方法。
⑧ 以太坊是一个什么样的东西怎么开发
以太坊是一种区块链的实现。在以太坊网络中，众多的节点彼此连接，构成了以太坊网络： 以太坊节点软件提供两个核心功能：数据存储、合约代码执行。在每个以太坊全节点中，都保存有完整的区块链数据。以太坊不仅将交易数据保存在链上，编译后 的合约代码同样也保存在链上。以太坊全节点中，同时还提供了一个虚拟机来执行合约代码。以太坊虚拟机 以太坊区块链不仅存储数据和代码，每个节点中还包含一个虚拟机（EVM：Ethereum Virtual Machine）来执行 合约代码 —— 听起来就像计算机操作系统。事实上，这一点是以太坊区别于比特币（Bitcoin）的最核心的一点：虚拟机的存在使区块链迈入了2.0 时代，也让区块链第一次成为应用开发者友好的平台。以上内容来自：以太坊DApp开发入门教程
