章节
基础以太坊
以太从哪里来？
拥有以太坊
可扩展性、ETH 2.0 和以太坊的未来
以太坊和去中心化金融 (DeFi)
参与以太坊网络
Bab 1-以太坊基础
内容一览
什么是以太坊？
以太坊和以太坊（ETH）有什么区别？
是什么让以太坊有价值？
区块链呢？
以太坊对比比特币 – 有什么区别？
以太坊如何运作？
什么是智能合约？
以太坊的创始人是谁？
以太币是如何分布的？
什么是 DAO 和以太坊经典？
什么是以太坊？
以太坊是一个去中心化的计算平台，你可以把它想象成笔记本电脑或个人电脑，但它不能在单个设备上运行。相反，它在世界各地的数千台机器上运行，这也意味着它没有所有者。
与比特币和其他加密货币一样，以太坊允许您发送数字货币。然而，它不仅限于此 - 您可以使用自己的代码，并与其他用户创建的应用程序进行交互。由于它非常灵活，各种高级程序都可以在以太坊上启动。
简而言之，以太坊背后的主要思想是开发人员可以创建和启动在分布式网络上运行的代码，而不是在集中式服务器上运行。这意味着，从理论上讲，这些应用程序无法被关闭或审查。
以太坊和以太坊（ETH）有什么区别？
这可能看起来不直观，以太坊中使用的单位并不称为以太坊或以太坊。以太坊本身就是协议，但为其提供动力的货币被称为以太币（或 ETH）。
是什么让以太坊有价值？
之前我们讨论了以太坊可以跨分布式系统运行代码的想法。因此，程序不能被外部破坏。这些代码被添加到以太坊数据库（其区块链）中，并进行编程，以便代码无法编辑。此外，数据库对每个人都是可见的，因此用户可以在与其交互之前审核代码。
这意味着，任何人、任何地方都可以启动无法被杀死的应用程序。更有趣的是，由于原始单位——以太——存储价值，应用程序可以设置价值如何转移的条件。我们将创建这些应用程序的程序称为智能合约。在大多数情况下，智能合约可以设置为无需人工干预即可运行。
“可编程货币”的理念易于理解，吸引了世界各地的用户、开发者和企业。
区块链呢？
它的区块链位于以太坊的核心——存储协议使用的信息的数据库。如果您阅读了我们题为“什么是比特币？”的文章，您将对区块链的工作原理有一个基本的了解。以太坊区块链与比特币类似。但存储的数据以及存储方式是不同的。
您可以将以太坊区块链想象成一本不断添加页面的书。每个页面称为一个块，其中填充了有关交易的信息。当您想要添加新页面时，需要在页面顶部输入一个特殊值。该值应该是可见的，任何人都可以看出新页面是在上一页之后添加的，而不是随机放入书中的。
该值类似于引用上一页的页码。通过查看新页面，我们可以确定它紧随前一页。为此，我们使用称为散列的过程。
散列获取一段数据（您可以将其视为一本书一页上的所有内容）并以唯一标识符（称为散列）的形式返回它。两条数据不太可能给出相同的哈希值。此过程也是单向的：您可以轻松计算哈希值，但几乎不可能反转哈希值以获取用于创建它的信息。我们将在下一章讨论为什么这在挖矿中很重要。
现在，我们有一种按正确顺序链接页面的机制。如果有人试图更改顺序或删除页面，那么很明显，每个人都可以看到这本书已被篡改。
想了解更多关于区块链的知识吗？您可以阅读我们关于区块链技术初学者指南的文章。
以太坊对比比特币 – 有什么区别？
比特币依靠区块链技术和金融激励来创建全球数字货币系统。该技术引入了多项重要创新，无需中央控制方即可实现世界各地用户之间的协调。由于每个参与者都在自己的计算机上运行该程序，比特币允许用户在去中心化和去信任的环境中就金融数据库达成一致。
比特币通常被称为第一代区块链，它并不是作为一个过于复杂的系统而创建的。当谈到安全性时，这是优点之一。故意不灵活地优先考虑基础层的安全性。缺点是比特币中的智能合约语言非常有限，并且不适应交易之外的应用程序。
相比之下，第二代区块链的能力要强得多。除了金融交易之外，该平台还可以容纳更高级别的程序。以太坊为开发人员提供了更多自由来试验自己的代码并创建我们所说的去中心化应用程序（DApp）。
以太坊是第二代区块链浪潮的第一个，并且在今天仍然是最突出的。尽管它与比特币有相似之处并且可以执行许多相同的功能，但如果你深入观察，它们都有很大的不同并且有自己的优势。
以太坊如何运作？
我们可以将以太坊定义为一个状态机。这意味着，在任何给定时间，您都可以获得当前显示的所有账户余额和智能合约的快照。某些操作将导致状态更新，所有节点都会更新自己的快照以反映更改。
以太坊状态的转变。
在以太坊上运行的智能合约由交易（来自用户或其他合约）触发。当用户向合约发送交易时，网络中的每个节点都会运行合约代码并记录结果。这是使用以太坊虚拟机（EVM）完成的，它将智能合约转换为计算机可读的指令。
为了更新状态，使用了一种称为挖掘的特殊机制（目前）。挖矿是通过工作量证明算法完成的，就像比特币一样。我们稍后将更深入地讨论这个问题。
什么是智能合约？
智能合约只是一个代码。这段代码并不智能，也不是传统意义上的合约。然而，我们称其为智能，因为它在某些条件下自行执行，并且可以将其视为合同，因为它强制执行双方之间的协议。
计算机科学家 Nick Szabo 在 20 世纪 90 年代末提出了这个想法。他用自动售货机的例子来解释这个概念，并指出这些机器可以被视为现代智能合约的先驱。对于自动售货机，或者更广为人知的自动售货机来说，需要执行一个简单的合同。用户投入硬币，作为回报，机器会分配他们选择的产品。
智能合约将这种逻辑应用于数字治理。您可以在代码中执行简单的操作，例如回复“Hello, World!”当两个以太币被发送到合约时。
在以太坊上，开发人员将创建代码，以便稍后可以由 EVM 读取。然后，他们通过将代码发送到注册合约的特殊地址来发布它。此时，任何人都可以使用它。合同不能被删除，除非开发者在编写合同时指定了条件。
现在，合约有了地址。要与该合约进行交互，用户只需发送 2 ETH 到该地址即可。这将触发合约代码——网络上的所有计算机都将运行它，查看合约付款已完成，并记录输出（“Hello，World！”）。
上图可能是以太坊最基本的示例之一。可以并且已经构建了链接多个合约的更复杂的应用程序。
以太坊的创始人是谁？
2008年，一位不知名的开发者（或团体）以笔名中本聪（Satoshi Nakamoto）发布了一份比特币白皮书。这一事件永久地改变了数字金融世界。几年后，一位名叫 Vitalik Buterin 的年轻程序员设想了一种进一步发展这一想法并将其应用于各种应用程序的方法。这个概念最终被提炼成以太坊。
以太坊是由 Buterin 在 2013 年的一篇题为《以太坊：终极智能合约和去中心化应用平台》的博客中提出的。在他的著作中，他描述了图灵完备的区块链的想法——一台去中心化的计算机，只要有足够的时间和资源，就可以运行任何应用程序。
随着时间的推移，可以在区块链上使用的应用程序类型将仅受开发人员想象力的限制。以太坊旨在找出区块链技术是否具有超出比特币设计限制的有效用途。
以太币是如何分布的？
以太坊于 2015 年推出，供应量为 7200 万个以太币。超过 5000 万枚代币通过称为首次代币发行 (ICO) 的公开代币销售进行了分发，希望参与的人可以用比特币或法定货币购买以太币。
什么是 DAO 和以太坊经典？
有了以太坊，所有通过互联网进行协作的新方式都成为可能。一个例子是 DAO（去中心化自治组织），它是一种由代码管理的实体，类似于计算机程序。
“The DAO”是此类组织中最早、最雄心勃勃的组织之一。该组织计划由运行在以太坊之上的复杂智能合约组成，充当自治风险基金。 DAO 代币通过 ICO 进行分配，赋予代币持有者所有权和投票权。
然而，上线后不久，恶意方利用该平台的漏洞并设法耗尽了 DAO 近三分之一的资金。请记住，当时整个以太币供应量的 14% 被锁定在 DAO 中。不用说，这对于刚刚起步的以太坊网络来说是灾难性的。
经过多方考虑，这条链被硬分叉成两条链。在其中一条链中，恶意交易被成功“逆转”以追回被盗资金——这条链现在被称为以太坊区块链。与此同时，原始链的交易没有被逆转，并且保持了不变性，现在被称为以太坊经典。
这一事件清楚地提醒人们这项技术的风险，以及将大量资金委托给自主代码可能会适得其反。这也是一个有趣的例子，说明在开放环境中做出集体决策可能会产生不良后果。面对其安全漏洞，DAO 完美地展示了智能合约在互联网上大规模去信任协作中的潜力。
第 2 章 - 以太从何而来？
内容一览
新的以太是如何创造的？
有多少以太币可用？
以太坊挖矿是如何运作的？
什么是以太坊气体？
气体和气体限制
开采一个以太坊区块需要多长时间？
什么是以太坊代币？
新的以太是如何创造的？
之前我们讨论过一些关于挖矿的问题。如果您熟悉比特币，您就会知道挖掘过程是保护和更新区块链的重要组成部分。在以太坊中，同样的原则也适用：为了奖励用户的挖矿（成本相当高），协议向他们提供以太币。
有多少以太币可用？
2020年2月，以太币总供应量约为1.1亿枚。
与比特币不同，以太坊的代币发行时间表在发布时故意没有指定。为了保持价值，比特币的供应量受到限制，并且新币的生产数量也在慢慢减少。另一方面，以太坊旨在为去中心化应用程序（DApps）提供基础。由于尚不清楚哪种类型的代币发行计划最适合其目标，因此这仍然是一个开放式问题。
以太坊挖矿是如何运作的？
挖矿对于网络安全至关重要。这个过程确保区块链按其应有的方式更新，并允许网络在没有决策者的情况下运行。在挖矿中，一部分节点（称为矿工）牺牲计算能力来解决加密难题。
它实际上所做的是对一系列待处理的交易和一些其他数据进行哈希处理。为了使块被认为是有效的，哈希值必须低于协议设置的值。如果还不行，可以修改一些数据再试。
为了与其他人竞争，矿工需要尽可能快地进行哈希计算——我们通过哈希率来衡量这一点。网络上的哈希率越多，解决这个难题就越困难。只有矿工需要找到解决方案——一旦找到，所有其他参与者就很容易检查其有效性。
正如你可以想象的那样，高速连续散列是非常昂贵的。作为保护网络安全的激励措施，矿工会获得奖励。奖励是区块上所有交易费用的形式。他们还将收到新生成的以太币——在撰写本文时为 2 ETH。
什么是以太坊气体？
还记得你好，世界！之前？这是一个易于运行的程序。就计算而言，它一点也不贵。但你不仅仅在你的电脑上运行它——你要求以太坊生态系统中的每个人也运行它。
现在我们面临以下问题：当数万人运行复杂的合约时会发生什么？如果有人创建了一个一遍又一遍地重复相同代码的合约，那么每个节点都会无休止地运行它。这将对资源造成压力，结果系统可能崩溃。
幸运的是，以太坊引入了天然气的概念来减轻这种风险。正如汽车没有汽油就无法运行一样，合同也没有汽油就无法运行。合约规定了用户必须支付多少gas才能使其成功运行。如果没有足够的天然气，合同将终止。
本质上，这是一种成本机制。同样的概念也适用于交易：矿工的主要动机是利润，因此他们可以忽略成本较低的交易。
请注意，以太和天然气并不相同。 Gas 的平均价格波动很大，主要由矿工决定。当你进行交易时，你需要用 ETH 来支付 Gas 费。这与比特币交易中的费用相同——如果网络拥堵且许多用户正在进行交易，则平均汽油价格可能会上涨。相反，如果没有太多的活动，价格就会下跌。
即使天然气价格发生变化，每个操作所需的天然气量也是固定的。这意味着复杂的合约将比简单的交易消耗更多的gas。因此，gas 是计算能力的衡量标准。这确保了系统可以根据用户对以太坊资源的使用情况向用户收取适当的费用。
气体通常消耗一小部分乙醚。因此，我们用一个更小的单位（gwei）来表示。 1 gwei 价值百万分之一以太。
长话短说，您可能正在运行一个长时间连续重复的程序。但这很快就会变成一项非常昂贵的事业。因此，以太坊网络上的节点可以减少垃圾邮件。
一段时间内的平均天然气价格（以 gwei 为单位）。来源：etherscan.io
气体和气体限制
想象一下爱丽丝对合约进行了一笔交易。它计算想要花费多少 Gas（例如，通过使用 ETH Gas Station）。它可以设定更高的价格来鼓励矿工尽快进入交易。
但他也会设定一个gas limit，起到保护作用。合约可能出现问题，导致其消耗的 Gas 量超出计划。强制执行 Gas 限制，以确保一旦 x 量的 Gas 用完，操作就会停止。合同将会失败，但爱丽丝不会支付比她最初同意支付的更多的钱。
乍一看，这似乎是一个难以理解的概念。不用担心 - 您可以手动设置您想要支付的金额的 Gas 价格（和 Gas 限额），但大多数钱包都会为您执行此操作。简而言之，Gas 价格决定了矿工处理您的交易的速度，而 Gas 限制则决定了您为该交易支付的最高金额。
开采一个以太坊区块需要多长时间？
将新区块添加到链上所需的平均时间在 12-19 秒之间。一旦网络切换到权益证明，这种情况很可能会改变，权益证明的目的之一是加快出块时间。如果您想了解更多信息，可以阅读我们题为《以太坊 Casper 解释》的文章。
什么是以太坊代币？
以太坊最大的吸引力在于用户能够在链上创建自己的资产，这些资产可以像以太币一样存储和转移。管理规则内置于智能合约中，允许开发人员为其代币设置特定参数。这些规则可以包括发行多少、如何发行、代币是否可以分割、每个代币是否可互换等等。在以太坊上创建代币的最著名的技术标准称为 ERC-20 – 这就是这些代币被称为 ERC-20 代币的原因。
该代币的功能为创新者在先进的金融和技术环境中试验其应用程序提供了广阔的舞台。从发行作为应用内货币的统一代币，到生成由实物资产支持的独特代币，设计具有很大的灵活性。很可能尚未发现一些轻松高效创建代币的最佳用途或用例。
第 3 章 - 以太坊入门
内容一览
如何购买以太坊？
如何使用信用卡/借记卡购买 ETH
如何在点对点市场上购买 ETH
你可以用以太币（ETH）购买什么？
以太坊有什么用？
如果我的 ETH 丢失了怎么办？
以太坊交易可逆吗？
以太坊交易是私密的吗？
我可以用以太坊赚钱吗？
如何存储ETH？
如何将 ETH 存入币安
如何在币安上存储 ETH
如何从币安提取 ETH
如何在以太坊钱包中存储ETH
热钱包
冷钱包
以太坊标志和符号是什么？
如何购买以太坊？
如何使用信用卡/借记卡购买 ETH
币安让您通过浏览器轻松购买 ETH。为此：
请前往购买和出售加密货币页面。
选择您要购买的加密资产（ETH）以及您要用来支付的货币。
登录您的币安账户，如果您还没有账户，请注册。
选择付款方式。
如果出现提示，请输入您的卡详细信息并完成身份验证。
只是！ ETH 将存入您的币安账户。
如何在点对点市场上购买 ETH
您还可以在点对点市场上买卖 ETH。在这个市场中，您可以通过币安移动应用程序直接从其他用户那里购买硬币。为此：
打开应用程序，然后登录或注册。
选择一键出售，然后选择页面左上角的购买菜单。
您将看到多个报价 - 在您想要的报价上选择“购买”。
您可以使用其他加密货币（在使用加密货币菜单上）或法定货币（在使用法定货币菜单上）进行支付。
下面，将有付款方式的选择。选择您想要的一个。
选择购买 ETH。
现在你必须付款。完成后，选择标记为已付款并确认。
如果卖家将币发送给您，则交易成功。
你可以用以太币（ETH）购买什么？
与比特币不同，以太坊不仅仅用作加密货币网络。而且作为构建去中心化应用程序的平台和可交易代币，以太币是这个生态系统的燃料。因此，以太币的主要好处是它在以太坊网络中提供的实用性。
因此，以太币也可以像传统货币一样使用，这意味着您可以使用以太币购买商品和服务，就像使用任何其他货币一样。
接受以太币作为付款方式的零售商的热图。来源：cryptwerk.com/coinmap
以太坊有什么用？
您可以使用以太坊的原生货币 ETH 作为数字货币或抵押品。许多人也将其视为像比特币一样的价值储存手段。但与比特币不同的是，以太坊区块链更容易编程，因此您可以使用 ETH 做更多事情。它可以用作去中心化金融应用、去中心化市场、交易所、游戏等的支柱。
如果我的 ETH 丢失了怎么办？
由于不涉及银行，您对您的资金安全负全部责任。有些人喜欢将它们存储在交易所，而另一些人则选择各种钱包。如果您使用钱包，记下助记词并保存起来非常重要。将其保存在安全的地方，因为如果您无法访问钱包，您将需要它来恢复资金。
以太坊交易可逆吗？
当数据添加到以太坊区块链时，几乎不可能更改或删除它。这意味着当您进行交易时，该交易是不可逆转的。因此，您应该始终仔细检查您是否将资金发送到正确的地址。如果您要发送的金额较大，建议先发送少量的，以保证地址的准确性。
如果你还记得，由于智能合约黑客事件，以太坊在 2016 年被硬分叉，恶意方进行的交易被成功“逆转”。然而，这是针对特殊事件的极端措施，而不是常见或正常的事情。
以太坊交易是私密的吗？
不。添加到以太坊区块链的所有交易都是公众可见的。即使您的以太坊地址中没有您的真实姓名，其他人也可能可以通过各种方法将其与您的身份联系起来。
我可以用以太坊赚钱吗？
因为它是一种不稳定的资产，所以你可以用 ETH 赚钱，就像你可以用 ETH 赔钱一样。有些人可能会长期持有以太币，相信该网络将成为一个全球性的、可编程的结算层。而其他人则选择将它们换成山寨币。然而，这两种策略都有其自身的财务风险。
由于 ETH 是去中心化金融 (DeFi) 运动的关键支柱，因此它还可以用于借贷、作为贷款抵押品、铸造合成资产以及最终在未来进行质押。
一些投资者可能只长期持有比特币，不包括投资组合中的其他数字资产。而其他人可能会选择将 ETH 和其他山寨币保留在投资组合中，或者分配一定比例用于短期交易（例如：日间交易或波段交易）。市场上没有一刀切的赚钱方法，每个投资者都必须自己决定哪种策略最适合他们的情况和情况。
如何存储ETH？
存储硬币有多种选择，每种都有其优点和缺点。由于一切都有风险，也许您最好的选择是在多种可用选项中进行多样化。
一般来说，存储解决方案可以是托管的或非托管的。托管解决方案意味着您将您的代币委托给第三方（例如交易所）。在这种情况下，您需要登录托管平台才能使用您的加密资产进行交易。
非托管解决方案则相反——您在使用加密货币钱包时控制自己的资金。钱包不像实体钱包那样存储您的代币，而是存储允许您访问区块链上的资产的加密密钥。请再次记住：使用非托管钱包时一定要备份助记词！
如何将 ETH 存入币安
如果您有以太币并想将其存入币安，您可以按照以下简单步骤操作：
登录您的币安账户，如果您还没有账户，请注册。
登录现货钱包，选择充值。
从可用硬币列表中选择 ETH。
选择一个网络并将您的 ETH 发送到适当的地址。
只是！交易确认后，以太币将记入您的币安账户。
如何在币安上存储 ETH
如果您想积极使用以太币进行交易，您需要将其存储在您的币安账户中。在币安上存储 ETH 既简单又安全。它还允许您通过借贷计划、质押、空投促销和赠品轻松利用币安生态系统。
如何从币安提取 ETH
如果您有以太币并想从币安提取它，您可以按照以下简单步骤操作：
输入币安。
登录Spot Wallet并选择提现。
从可用硬币列表中选择 ETH。
选择网络
输入收款人的地址和要提取的金额。
通过电子邮件确认流程。
只是！交易确认后，ETH 将存入您提供的地址。
如何在以太坊钱包中存储ETH
如果你想将ETH存储在自己的钱包中，主要有两种选择：热钱包和冷钱包。
热钱包
以某种方式连接到互联网的加密货币钱包称为热钱包。它通常采用移动或桌面应用程序的形式，允许您检查余额以及发送或接收令牌。由于热钱包是在线的，因此不易受到攻击，而且日常支付也更方便。 Trust Wallet 是一款易于使用且支持多种货币的移动钱包示例。
冷钱包
冷钱包是不连接到互联网的加密钱包。由于没有在线攻击媒介，因此攻击的总体可能性较低。同时，与热钱包相比，冷钱包使用起来通常不太直观。此类钱包的示例是硬件钱包和纸钱包。不建议使用纸钱包，因为许多人认为这些钱包很快就会过时并且非常脆弱。
要了解更多有关钱包类型的信息，请参阅加密货币钱包类型说明。
以太坊标志和符号是什么？
Vitalik Buterin 设计了以太坊最早的符号。由两个旋转加法符号 Σ（来自希腊字母表的 Sigma）组成。标志的最终设计（基于这个符号）由一个被四个三角形包围的称为八面体的平行四边形形状组成。与其他货币类似，以太币拥有标准的 Unicode 符号可能会很有用，这样应用程序和网站就可以轻松显示以太币的价值。尽管不像美元那样广泛使用，但以太坊最常用的符号是Ξ。
第 4 章 - 可扩展性、ETH 2.0 和以太坊的未来
内容一览
什么是可扩展性？
以太坊为何需要扩容？
区块链可扩展性三难困境
以太坊可以处理多少笔交易？
什么是以太坊2.0？
什么是以太坊分片？
什么是以太坊等离子？
什么是以太坊汇总？
什么是以太坊权益证明（PoS）？
什么是以太坊质押？
在以太坊上质押需要多少 ETH？
在以太坊上质押可以赚取多少 ETH？
ETH 在质押过程中被锁定多长时间？
质押 ETH 有风险吗？
什么是可扩展性？
用最简单的术语来说，可扩展性是衡量系统增长能力的指标。例如，在计算中，可以扩展网络或服务器以通过不同的方法处理更多请求。
在加密货币中，可扩展性是指区块链能够增长以容纳更多用户的程度。更多的用户意味着更多的操作和交易“竞争”纳入区块链。
以太坊为何需要扩容？
以太坊支持者认为，互联网的下一次迭代将建立在这个平台上。所谓的 Web 3.0 将带来一种去中心化的拓扑结构，其特点是没有中介、注重隐私以及转向拥有数据。该基础将使用智能合约和分布式存储/通信协议形式的分布式计算来构建。
为了实现这一目标，以太坊需要在不破坏网络去中心化的情况下大幅增加交易数量。目前，以太坊并没有像比特币那样通过限制区块大小来限制交易量。相反，区块有气体限制——只有一定量的气体可以进入区块。
例如，如果您的区块 Gas 限制为 100,000 gwei，并且想要输入 10 笔交易，每笔 Gas 限制为 10,000 gwei，则交易将会成功。两笔 50,000 gwei 的交易也是如此。与该交易一起发送的任何其他交易必须等待下一个块。
这对于每个人都使用的系统来说并不理想。如果待处理的交易多于区块中的可用空间，则最终会出现积压。天然气价格将会上涨，用户将不得不比其他人提出更高的出价才能首先进入交易。根据网络的繁忙程度，对于某些用例来说，操作可能过于昂贵。
CryptoKitties 的流行度激增是以太坊在这一领域的局限性的一个很好的例子。 2017年，这款基于以太坊的游戏鼓励许多用户进行交易来参与培育自己的数字猫（以不可替代的代币为代表）。该游戏如此受欢迎，导致待处理交易数量猛增，导致网络一度出现大规模拥堵。
区块链可扩展性三难困境
似乎简单地增加区块气体限制就可以解决所有可扩展性问题。上限越高，一定时间段内可以处理的交易就越多，不是这样吗？
不幸的是，如果不牺牲以太坊的关键属性或特征，就无法做到这一点。 Vitalik Buterin 展示了区块链三难困境（如下图所示），以解释区块链必须实现的困难但微妙的平衡。
区块链三难困境：可扩展性 (1)、安全性 (2) 和去中心化 (3)。
通过选择优化上述三个特征中的两个，第三个特征将会变弱。像以太坊和比特币这样的区块链优先考虑安全性和去中心化。这两种共识算法都保证了由数千个节点组成的网络的安全性，但这导致可扩展性较差。由于有如此多的节点接受和验证交易，与集中式选项相比，系统速度要慢得多。
在不同的场景下，可以提高区块gas限制，使网络实现安全性和可扩展性，但不会去中心化。
一个区块中的交易越多意味着区块越大。然而，网络上的节点需要定期下载和部署它们。而这个过程是硬件密集型的。随着区块 Gas 限制的增加，节点验证、存储和广播区块变得更加困难。
因此，无法遵循该流程的节点将离开网络，这是可以理解的。如果这种情况持续下去，只有一小部分节点会变得强大并且能够参与——这会导致进一步的中心化。您可能会选择安全且具有可扩展性的区块链，但它不会是去中心化的。
最后，我们可以想象一个专注于去中心化和可扩展性的区块链。为了快速和去中心化，必须在所使用的共识算法方面做出牺牲，从而导致安全性较弱。
以太坊可以处理多少笔交易？
近年来，以太坊很少超过每秒十笔交易（TPS）。对于一个致力于成为“世界计算机”的平台来说，这个数字非常低。
可扩展性解决方案长期以来一直是以太坊路线图的一部分。等离子体就是这种解决方案的一个例子。旨在提高以太坊的效率，但也可以应用于其他区块链网络。
什么是以太坊2.0？
如果你看看它的所有潜力，以太坊目前仍然有很大的局限性。我们已经讨论过可扩展性的问题。简而言之，如果以太坊旨在成为新金融系统的支柱，那么网络必须能够每秒处理更多交易。鉴于其去中心化的性质，这是一个极其难以解决的问题，尽管以太坊开发人员多年来一直在考虑这个问题。
对于去中心化的网络，必须强制执行边界。节点运行的要求越高，参与者就越少，网络就越中心化。因此，增加以太坊可以处理的交易数量可能会威胁系统的完整性，因为它也会增加节点的负载。
对以太坊（和其他工作证明加密资产）的另一个批评是它非常耗电。为了成功地将一个块添加到区块链中，必须对其进行挖掘。然而，要以这种方式创建块，计算必须快速完成，这会消耗大量电力。
为了解决上述弱点，一系列重大升级被提出，统称为以太坊 2.0（或 ETH 2.0）。当ETH 2.0全面推出后，将极大提升网络性能。
什么是以太坊分片？
如上所述，每个节点都存储整个区块链的副本。每次区块链扩展时，每个节点都必须执行更新，这会消耗可用的带宽和内存。
通过使用称为分片的方法，可以克服这个问题。该名称指的是将网络划分为节点子集（我们称之为分片）的过程。每个分片都将处理自己的交易和合约，但仍然能够按照应有的方式与更广泛的分片网络进行通信。由于每个分片独立验证，因此无需存储其他分片的数据。
2020 年 3 月网络对比具有分片实施的网络。
分片是最复杂的可扩展性方法之一，需要大量的工作来设计和实现。然而，如果成功实施，它也将是最有效的、按规模增加网络吞吐量的方法之一。
什么是以太坊等离子？
我们也将以太坊 Plasma 称为链下可扩展性解决方案 - 它旨在通过将交易推离区块链来提高交易吞吐量。在这种情况下，侧链和支付渠道有一些相似之处。
使用 Plasma，辅助链与主以太坊区块链相连，但通信保持在最低限度。尽管用户仍然依赖主链来解决争议或“解决”他们在二级链上的活动，但这些链或多或少地独立运作。
减少节点必须存储的数据量对于以太坊成功的可扩展性至关重要。 Plasma 方法允许开发人员在主链上的智能合约中概述“子”链的功能。然后，他们可以自由地使用这些信息或流程创建应用程序，如果在主链上存储/执行，则成本太高。
要更全面地了解 Plasma，您可以阅读我们的文章什么是以太坊 Plasma？
什么是以太坊汇总？
Rollups 与 Plasma 类似，两者都旨在通过将交易移出主区块链来改进以太坊。那么它是怎样工作的？
主链上的单个合约保存着辅助链上的所有资金，并存储该链当前状态的加密证明。这些二级链运营商在主网合约中进行绑定，确保只有有效的状态转换才会提交给主网合约。这个想法是，因为这种状态是在链外维护的，所以不需要将数据存储在区块链上。然而，rollup 和 Plasma 的主要区别在于交易提交到主链的方式。使用特殊的交易类型，大量的交易可以被“汇总”（组合）到一个称为 Rollup 区块的特殊区块中。
Rollup 有两种类型：Optimistic 和 ZK Rollup。两者都以不同的方式保证状态转换的正确性。
ZK Rollup 使用称为零知识证明的加密验证方法发送交易。更具体地说，这种方法称为 zk-SNARK。我们不会在这里详细介绍它的工作原理，但这里介绍了它如何用于汇总。这是各方向对方证明他们拥有某些信息而不透露该信息是什么的一种方式。
对于 ZK Rollup 来说，这些信息就是移交给主链的状态转换。最大的优点是：这个过程几乎是瞬时发生的，并且几乎不存在损坏状态传递的可能性。
乐观汇总牺牲了一些可扩展性以获得更大的灵活性。通过使用称为乐观虚拟机（OVM）的虚拟机，可以在该二级链上运行智能合约。另一方面，没有密码学证明提交到主链的状态转换是正确的。为了缓解这个问题，用户质疑和拒绝提交到主链的无效区块会稍有延迟。
什么是以太坊权益证明（PoS）？
权益证明 (PoS) 是验证区块的工作量证明的替代方法。在权益证明系统中，区块不是开采的，而是铸造的（有时称为伪造的）。矿工不再与算力竞争，而是随机选择一个节点（或验证器）来验证候选块。如果操作正确，他们将收到该区块的所有交易费用，并且根据协议，还可能获得区块奖励。
由于权益证明不涉及挖矿，因此被认为对环境无害。验证者比矿工消耗更少的能源，并且可以在常规硬件上打印区块。
作为以太坊 2.0 的一部分，以太坊计划从 PoW 切换到 PoS，升级为 Casper。虽然具体日期尚未确定，但第一次迭代可能会在 2020 年推出。
什么是以太坊质押？
在工作量证明协议中，网络安全由矿工保证。矿工不会作弊，因为这会浪费电力并导致他们失去潜在的奖励。在权益证明中，不存在博弈论，可以使用各种加密经济措施来确保网络安全。
防止不诚实行为的不是浪费风险，而是资金损失风险。验证者必须提交股份（即持有代币）才有资格获得验证。质押资产是一定数量的以太币，如果节点试图作弊，这些资产将会丢失；如果节点没有响应或离线，这些资产就会慢慢耗尽。然而，如果验证者运行额外的节点，他们将有权获得更多奖励。
在以太坊上质押需要多少 ETH？
以太坊的估计最低权益为每个验证者 32 ETH。该值设置得非常高，以避免 51% 的攻击尝试。
在以太坊上质押可以赚取多少 ETH？
这不是一个容易回答的问题。除了基于您质押的金额之外，质押回报还取决于网络上质押的 ETH 总量以及通货膨胀率。根据非常粗略的估计，目前的计算预计每年的回报率约为 6%。请记住，这些只是估计值，将来可能会发生变化。
ETH 在质押过程中被锁定多长时间？
将会有一个队列从验证器中提取您的 ETH。最短提款时间为 18 小时，但会根据在任何给定时间提款的验证者数量动态调整。
质押 ETH 有风险吗？
由于您是负责维护网络安全的验证者，因此需要考虑多种风险。如果您的验证器节点长时间离线，您有可能会损失很大一部分押金。此外，如果您的存款低于 16 ETH，您将从验证者列表中删除。
更多系统性风险因素也值得考虑。权益证明以前从未大规模实施过，所以我们不能完全确定它不会失败。软件总是存在缺陷和漏洞，并且还可能产生毁灭性影响——尤其是在涉及数十亿美元的情况下。
Bab 5-以太坊和去中心化金融（DeFi）
内容一览
什么是去中心化金融（DeFi）？
去中心化金融（DeFi）有什么好处？
去中心化金融（DeFi）会成为主流吗？
有哪些去中心化金融 (DeFi) 应用程序可用？
以太坊上的去中心化交易所 (DEX)
什么是去中心化金融（DeFi）？
去中心化金融（Decentralized Finance，简称 DeFi）是一场旨在去中心化金融应用的运动。 DeFi 建立在开源公共区块链之上，任何具有互联网连接的人都可以免费访问（无需许可）。这是将数十亿人融入这个新的全球金融体系的关键因素。
在不断发展的 DeFi 生态系统中，用户通过点对点（P2P）网络和去中心化应用程序（DApp）与智能合约进行交互。 DeFi 令人难以置信的好处是用户始终保留自己资金的所有权。
简而言之，去中心化金融（DeFi）运动旨在创建一个不受当今存在的限制的新金融体系。由于其开发者基础和相对较高的去中心化程度，目前大多数 DeFi 都建立在以太坊上。
去中心化金融（DeFi）有什么好处？
您可能已经知道，比特币的一大优势是不需要中央机构来协调网络操作。如果我们以此为核心思想，在其之上创建可编程应用程序会怎么样？这是 DeFi 应用的先驱。没有中央协调员或中介方，没有单点故障。
如上所述，DeFi 的优势之一是开放访问。目前，全球有数十亿人无法良好地获得任何类型的金融服务。你能想象如何度过没有财务确定性的日子吗？有数十亿人过着这样的生活，最终，这就是 DeFi 试图服务的人群。
去中心化金融（DeFi）会成为主流吗？
这一切听起来都很棒，那么为什么 DeFi 还没有占领世界呢？目前，大多数 DeFi 应用仍然难以使用、复杂、经常断线、实验性强。事实证明，这个生态系统的技术甚至框架都非常困难，尤其是在分布式开发环境中。
对于软件工程师、博弈论学家、机制设计师等来说，解决构建 DeFi 生态系统的所有挑战是一条漫长的道路。因此，DeFi 应用是否会获得主流采用仍然是一个悬而未决的问题。
有哪些去中心化金融 (DeFi) 应用程序可用？
去中心化金融（DeFi）最流行的用途之一是稳定币。本质上，稳定币是区块链上的代币，其价值与现实世界的资产（例如法定货币）挂钩。例如，BUSD 与美元价值挂钩。它们使用起来方便的是，因为它们位于区块链上，所以这些代币非常容易存储和转移。
另一种流行的应用类型是贷款。有许多点对点 (P2P) 服务可让您向他人借出资金并收取利息作为回报。事实上，最简单的方法之一就是通过币安借贷。您只需将资金转入您的借贷钱包，第二天即可开始赚取利息！
然而，可以说 DeFi 最有趣的部分是这些应用程序很难分类。这可以包括任何类型的去中心化点对点市场，用户可以在其中交换独特的加密收藏品和其他数字商品。 DeFi 应用程序还可以创建合成资产，任何人都可以为几乎任何有价值的东西提供市场。其他用途包括预测市场、衍生品等等。
以太坊上的去中心化交易所 (DEX)
去中心化交易所（DEX）是一个允许钱包之间直接交易的平台。当您在集中式交易所币安网进行交易时，您将资金发送到币安网，并通过其内部系统进行交易。
去中心化交易所则不同。借助智能合约的魔力，您可以直接从加密钱包进行交易，从而降低可能的交易所黑客攻击等风险。
Binance DEX 就是去中心化交易所的一个很好的例子。基于以太坊构建的其他一些著名示例包括 Uniswap、Kyber Network 和 IDEX。许多甚至允许您从硬件钱包进行交易以获得最大的安全性。
中心化 vs 中心化交易所去中心化。
上图说明了中心化交易所和去中心化交易所之间的区别。在左侧，我们可以看到币安处于用户之间交易的中间。因此，如果 Alice 想要将 Token A 换成 Bob 的 Token B，他们必须首先将资产存入交易所。交易完成后，币安将酌情将余额重新分配到每个账户。
相比之下，右边是去中心化交易所。请注意，本次交易不涉及第三方。 Alice 的代币立即使用智能合约交换为 Bob 的代币。这样就不需要中间人了，因为他们的合同条款自动控制交易。
截至 2020 年 2 月，DEX 往往是以太坊区块链上使用最广泛的应用程序。然而，与去中心化交易所相比，交易量仍然很小。然而，如果 DEX 开发者和设计者改善用户体验，使其更加人性化，DEX 未来可以与去中心化交易所竞争。
第 6 章 - 参与以太坊网络
内容一览
什么是以太坊节点？
以太坊节点如何工作？
以太坊全节点
以太坊轻节点
以太坊挖矿节点
如何运行以太坊节点
如何开采以太坊
什么是以太坊 ProgPoW？
谁开发了以太坊软件？
什么是坚固性？
什么是以太坊节点？
“以太坊节点”是一个术语，可用于描述以某种方式与以太坊网络交互的程序。以太坊节点可以是任何东西，从简单的移动钱包应用程序到存储区块链完整副本的计算机。
所有节点都充当通信点，但尽管如此，以太坊网络上仍然存在许多不同类型的节点。
以太坊节点如何工作？
与比特币不同，以太坊没有单一程序作为其参考实现。比特币生态系统以 Bitcoin Core 作为主要节点软件，而以太坊则有一系列基于其黄皮书的单独（但兼容）程序。最流行的是 Geth 和 Parity。
以太坊全节点
要与以太坊网络交互以独立验证区块链数据，您需要使用上述软件运行完整节点。
软件将从其他节点下载区块并验证输入的交易是否正确。该软件还将运行所有智能合约，以确保您收到与其他同行相同的信息。如果一切正常，那么每个节点将在每个设备上拥有相同的区块链副本。
完整节点对于以太坊的运行至关重要。如果没有遍布世界各地的多个节点，网络将失去其抗审查和去中心化的性质。
以太坊轻节点
运行完整节点可以让您直接为网络的健康和安全做出贡献。但全节点通常需要单独的机器来运行以及偶尔的维护。对于无力（或不想）运行完整节点的用户来说，轻节点可能是更好的选择。
顾名思义，轻节点是轻量级的——它们使用更少的资源并且不占用空间。这样，此类节点就可以运行在手机或笔记本电脑等规格较低的设备上。但这种低成本有一个缺点：轻节点并不完全独立。无法完全同步区块链，因此需要全节点提供相关信息。
轻节点在交易者、服务和最终用户中非常受欢迎。广泛用于在认为没有必要且运行成本太高的情况下进行和接收付款。
以太坊挖矿节点
挖矿节点可以是全节点或轻节点。 “挖矿节点”一词实际上与比特币生态系统中使用的术语并不相同，但它仍然是一个识别其参与者的合适术语。
要挖掘以太坊，用户需要额外的硬件。通常涉及组装采矿设备。通过该设备，用户可以将多个 GPU（图形处理单元）连接在一起以高速散列数据。
矿工有两种选择：单独挖矿，或者在矿池中挖矿。单独挖矿或单独挖矿意味着矿工单独工作来创建区块。如果他们成功了，他们不会与任何人分享挖矿奖励。或者，通过加入矿池，用户将他们的哈希能力与其他用户结合起来。这种方法可以更轻松地找到区块，但如果成功，您还必须与矿池其他成员分享奖励。
如何运行以太坊节点
区块链的一大优点是开放访问。这意味着任何人都可以运行以太坊节点并通过验证交易和区块来增强网络。
与比特币一样，有许多企业提供即插即用的以太坊节点。如果您只想获得一个节点并运行，这可能是最好的选择 - 然而，由于它提供的便利，它当然会贵一些。
如前所述，以太坊有许多不同的节点软件实现，其中包括 Geth 和 Parity。如果您想运行自己的节点，则需要熟悉安装和设置您选择运行的节点类型的过程。
除非您想运行称为存档节点的特殊节点，否则一台简单的笔记本电脑就足以运行完整的以太坊节点。此外，建议不要在日常活动中同时使用此设备，因为它会显着减慢工作速度。
运行节点本身在始终在线的设备上运行良好。如果你的节点离线了，一旦再次上线，需要很长时间才能与网络同步。因此，最好的解决方案是使用廉价且易于维护的设备。例如，您甚至可以在 Raspberry Pi 上运行轻节点。
如何开采以太坊
由于网络很快将过渡到权益证明，从长远来看，以太坊挖矿并不是最安全的选择。过渡后，以太坊矿工可能会将其采矿设备转移到另一个网络或完全出售。
然而，如果你想参与以太坊挖矿，你将需要特殊的硬件，例如GPU或ASIC。如果你想要合理的利润，你将需要特殊的采矿设备和较低的电费。此外，您需要设置一个以太坊钱包并组装软件才能使用它。这一切都需要投入大量的时间和金钱，因此请仔细考虑您是否能够应对挑战。
什么是以太坊 ProgPoW？
ProgPoW 代表程序化工作量证明，是以太坊挖矿算法 Ethash 的拟议扩展，旨在使 GPU 与 ASIC 相比更具竞争力。
多年来，抗 ASIC 一直是比特币和以太坊社区中备受争议的话题。在比特币环境中，ASIC 已成为网络上的主导挖矿力量。
然而，在以太坊中，ASIC 是存在的，但不是很突出——大多数矿工仍然使用 GPU。随着越来越多的公司将以太坊 ASIC 矿机引入市场，这种情况可能很快就会改变。但为什么 ASIC 会引起问题呢？
ASIC 可以极大地减少网络的去中心化。如果GPU矿工无法盈利而不得不关闭挖矿业务，那么算力就会集中在少数矿工手中。更重要的是，ASIC芯片开发成本高昂，只有少数公司有能力和资源来做这件事。这种情况造成了制造方面的垄断威胁，有可能将以太坊采矿业集中到少数公司手中。
自 2018 年以来，ProgPow 集成一直是一个有争议的话题。一些人认为这对以太坊生态系统有益，另一些人则反对，因为它有可能导致硬分叉。随着即将过渡到权益证明，目前尚不清楚 ProgPow 是否会在网络上实施。
谁开发了以太坊软件？
与比特币一样，以太坊也是开源的。任何人都可以自由参与该协议的开发，或在其基础上构建应用程序。事实上，以太坊目前拥有区块链环境中最大的开发者社区。
对于想要参与其中的开发人员，首先可以查看 Andreas Antonopoulos 和 Gavin Wood 的 Mastering Ethereum 资源，以及来自 Ethereum.org 的开发人员资源。
什么是坚固性？
智能合约最初是在 20 世纪 90 年代描述的，但在区块链之上实施它们带来了一系列全新的挑战。 Solidity 由 Gavin Wood 于 2014 年提出，从此成为在以太坊上开发智能合约的主要编程语言。从语法上讲，这种语言类似于 Java、JavaScript 和 C++。
基本上，Solidity 允许开发人员编写可以分解为以太坊虚拟机（EVM）可以理解的指令的代码。如果您想更好地了解它的工作原理，GitHub Solidity 就是您的最佳选择。
值得注意的是，Solidity 并不是以太坊开发人员可用的唯一语言。另一个流行的选择是 Vyper，它在语法上与 Python 更相似。