章節
基礎以太坊
以太從哪裏來？
擁有以太坊
可擴展性、ETH 2.0 和以太坊的未來
以太坊和去中心化金融 (DeFi)
參與以太坊網絡
Bab 1-以太坊基礎
內容一覽
什麼是以太坊？
以太坊和以太坊（ETH）有什麼區別？
是什麼讓以太坊有價值？
區塊鏈呢？
以太坊對比比特幣 – 有什麼區別？
以太坊如何運作？
什麼是智能合約？
以太坊的創始人是誰？
以太幣是如何分佈的？
什麼是 DAO 和以太坊經典？
什麼是以太坊？
以太坊是一個去中心化的計算平臺，你可以把它想象成筆記本電腦或個人電腦，但它不能在單個設備上運行。相反，它在世界各地的數千臺機器上運行，這也意味着它沒有所有者。
與比特幣和其他加密貨幣一樣，以太坊允許您發送數字貨幣。然而，它不僅限於此 - 您可以使用自己的代碼，並與其他用戶創建的應用程序進行交互。由於它非常靈活，各種高級程序都可以在以太坊上啓動。
簡而言之，以太坊背後的主要思想是開發人員可以創建和啓動在分佈式網絡上運行的代碼，而不是在集中式服務器上運行。這意味着，從理論上講，這些應用程序無法被關閉或審查。
以太坊和以太坊（ETH）有什麼區別？
這可能看起來不直觀，以太坊中使用的單位並不稱爲以太坊或以太坊。以太坊本身就是協議，但爲其提供動力的貨幣被稱爲以太幣（或 ETH）。
是什麼讓以太坊有價值？
之前我們討論了以太坊可以跨分佈式系統運行代碼的想法。因此，程序不能被外部破壞。這些代碼被添加到以太坊數據庫（其區塊鏈）中，並進行編程，以便代碼無法編輯。此外，數據庫對每個人都是可見的，因此用戶可以在與其交互之前審覈代碼。
這意味着，任何人、任何地方都可以啓動無法被殺死的應用程序。更有趣的是，由於原始單位——以太——存儲價值，應用程序可以設置價值如何轉移的條件。我們將創建這些應用程序的程序稱爲智能合約。在大多數情況下，智能合約可以設置爲無需人工干預即可運行。
“可編程貨幣”的理念易於理解，吸引了世界各地的用戶、開發者和企業。
區塊鏈呢？
它的區塊鏈位於以太坊的核心——存儲協議使用的信息的數據庫。如果您閱讀了我們題爲“什麼是比特幣？”的文章，您將對區塊鏈的工作原理有一個基本的瞭解。以太坊區塊鏈與比特幣類似。但存儲的數據以及存儲方式是不同的。
您可以將以太坊區塊鏈想象成一本不斷添加頁面的書。每個頁面稱爲一個塊，其中填充了有關交易的信息。當您想要添加新頁面時，需要在頁面頂部輸入一個特殊值。該值應該是可見的，任何人都可以看出新頁面是在上一頁之後添加的，而不是隨機放入書中的。
該值類似於引用上一頁的頁碼。通過查看新頁面，我們可以確定它緊隨前一頁。爲此，我們使用稱爲散列的過程。
散列獲取一段數據（您可以將其視爲一本書一頁上的所有內容）並以唯一標識符（稱爲散列）的形式返回它。兩條數據不太可能給出相同的哈希值。此過程也是單向的：您可以輕鬆計算哈希值，但幾乎不可能反轉哈希值以獲取用於創建它的信息。我們將在下一章討論爲什麼這在挖礦中很重要。
現在，我們有一種按正確順序鏈接頁面的機制。如果有人試圖更改順序或刪除頁面，那麼很明顯，每個人都可以看到這本書已被篡改。
想了解更多關於區塊鏈的知識嗎？您可以閱讀我們關於區塊鏈技術初學者指南的文章。
以太坊對比比特幣 – 有什麼區別？
比特幣依靠區塊鏈技術和金融激勵來創建全球數字貨幣系統。該技術引入了多項重要創新，無需中央控制方即可實現世界各地用戶之間的協調。由於每個參與者都在自己的計算機上運行該程序，比特幣允許用戶在去中心化和去信任的環境中就金融數據庫達成一致。
比特幣通常被稱爲第一代區塊鏈，它並不是作爲一個過於複雜的系統而創建的。當談到安全性時，這是優點之一。故意不靈活地優先考慮基礎層的安全性。缺點是比特幣中的智能合約語言非常有限，並且不適應交易之外的應用程序。
相比之下，第二代區塊鏈的能力要強得多。除了金融交易之外，該平臺還可以容納更高級別的程序。以太坊爲開發人員提供了更多自由來試驗自己的代碼並創建我們所說的去中心化應用程序（DApp）。
以太坊是第二代區塊鏈浪潮的第一個，並且在今天仍然是最突出的。儘管它與比特幣有相似之處並且可以執行許多相同的功能，但如果你深入觀察，它們都有很大的不同並且有自己的優勢。
以太坊如何運作？
我們可以將以太坊定義爲一個狀態機。這意味着，在任何給定時間，您都可以獲得當前顯示的所有賬戶餘額和智能合約的快照。某些操作將導致狀態更新，所有節點都會更新自己的快照以反映更改。
以太坊狀態的轉變。
在以太坊上運行的智能合約由交易（來自用戶或其他合約）觸發。當用戶向合約發送交易時，網絡中的每個節點都會運行合約代碼並記錄結果。這是使用以太坊虛擬機（EVM）完成的，它將智能合約轉換爲計算機可讀的指令。
爲了更新狀態，使用了一種稱爲挖掘的特殊機制（目前）。挖礦是通過工作量證明算法完成的，就像比特幣一樣。我們稍後將更深入地討論這個問題。
什麼是智能合約？
智能合約只是一個代碼。這段代碼並不智能，也不是傳統意義上的合約。然而，我們稱其爲智能，因爲它在某些條件下自行執行，並且可以將其視爲合同，因爲它強制執行雙方之間的協議。
計算機科學家 Nick Szabo 在 20 世紀 90 年代末提出了這個想法。他用自動售貨機的例子來解釋這個概念，並指出這些機器可以被視爲現代智能合約的先驅。對於自動售貨機，或者更廣爲人知的自動售貨機來說，需要執行一個簡單的合同。用戶投入硬幣，作爲回報，機器會分配他們選擇的產品。
智能合約將這種邏輯應用於數字治理。您可以在代碼中執行簡單的操作，例如回覆“Hello, World!”當兩個以太幣被髮送到合約時。
在以太坊上，開發人員將創建代碼，以便稍後可以由 EVM 讀取。然後，他們通過將代碼發送到註冊合約的特殊地址來發布它。此時，任何人都可以使用它。合同不能被刪除，除非開發者在編寫合同時指定了條件。
現在，合約有了地址。要與該合約進行交互，用戶只需發送 2 ETH 到該地址即可。這將觸發合約代碼——網絡上的所有計算機都將運行它，查看合約付款已完成，並記錄輸出（“Hello，World！”）。
上圖可能是以太坊最基本的示例之一。可以並且已經構建了鏈接多個合約的更復雜的應用程序。
以太坊的創始人是誰？
2008年，一位不知名的開發者（或團體）以筆名中本聰（Satoshi Nakamoto）發佈了一份比特幣白皮書。這一事件永久地改變了數字金融世界。幾年後，一位名叫 Vitalik Buterin 的年輕程序員設想了一種進一步發展這一想法並將其應用於各種應用程序的方法。這個概念最終被提煉成以太坊。
以太坊是由 Buterin 在 2013 年的一篇題爲《以太坊：終極智能合約和去中心化應用平臺》的博客中提出的。在他的著作中，他描述了圖靈完備的區塊鏈的想法——一臺去中心化的計算機，只要有足夠的時間和資源，就可以運行任何應用程序。
隨着時間的推移，可以在區塊鏈上使用的應用程序類型將僅受開發人員想象力的限制。以太坊旨在找出區塊鏈技術是否具有超出比特幣設計限制的有效用途。
以太幣是如何分佈的？
以太坊於 2015 年推出，供應量爲 7200 萬個以太幣。超過 5000 萬枚代幣通過稱爲首次代幣發行 (ICO) 的公開代幣銷售進行了分發，希望參與的人可以用比特幣或法定貨幣購買以太幣。
什麼是 DAO 和以太坊經典？
有了以太坊，所有通過互聯網進行協作的新方式都成爲可能。一個例子是 DAO（去中心化自治組織），它是一種由代碼管理的實體，類似於計算機程序。
“The DAO”是此類組織中最早、最雄心勃勃的組織之一。該組織計劃由運行在以太坊之上的複雜智能合約組成，充當自治風險基金。 DAO 代幣通過 ICO 進行分配，賦予代幣持有者所有權和投票權。
然而，上線後不久，惡意方利用該平臺的漏洞並設法耗盡了 DAO 近三分之一的資金。請記住，當時整個以太幣供應量的 14% 被鎖定在 DAO 中。不用說，這對於剛剛起步的以太坊網絡來說是災難性的。
經過多方考慮，這條鏈被硬分叉成兩條鏈。在其中一條鏈中，惡意交易被成功“逆轉”以追回被盜資金——這條鏈現在被稱爲以太坊區塊鏈。與此同時，原始鏈的交易沒有被逆轉，並且保持了不變性，現在被稱爲以太坊經典。
這一事件清楚地提醒人們這項技術的風險，以及將大量資金委託給自主代碼可能會適得其反。這也是一個有趣的例子，說明在開放環境中做出集體決策可能會產生不良後果。面對其安全漏洞，DAO 完美地展示了智能合約在互聯網上大規模去信任協作中的潛力。
第 2 章 - 以太從何而來？
內容一覽
新的以太是如何創造的？
有多少以太幣可用？
以太坊挖礦是如何運作的？
什麼是以太坊氣體？
氣體和氣體限制
開採一個以太坊區塊需要多長時間？
什麼是以太坊代幣？
新的以太是如何創造的？
之前我們討論過一些關於挖礦的問題。如果您熟悉比特幣，您就會知道挖掘過程是保護和更新區塊鏈的重要組成部分。在以太坊中，同樣的原則也適用：爲了獎勵用戶的挖礦（成本相當高），協議向他們提供以太幣。
有多少以太幣可用？
2020年2月，以太幣總供應量約爲1.1億枚。
與比特幣不同，以太坊的代幣發行時間表在發佈時故意沒有指定。爲了保持價值，比特幣的供應量受到限制，並且新幣的生產數量也在慢慢減少。另一方面，以太坊旨在爲去中心化應用程序（DApps）提供基礎。由於尚不清楚哪種類型的代幣發行計劃最適合其目標，因此這仍然是一個開放式問題。
以太坊挖礦是如何運作的？
挖礦對於網絡安全至關重要。這個過程確保區塊鏈按其應有的方式更新，並允許網絡在沒有決策者的情況下運行。在挖礦中，一部分節點（稱爲礦工）犧牲計算能力來解決加密難題。
它實際上所做的是對一系列待處理的交易和一些其他數據進行哈希處理。爲了使塊被認爲是有效的，哈希值必須低於協議設置的值。如果還不行，可以修改一些數據再試。
爲了與其他人競爭，礦工需要儘可能快地進行哈希計算——我們通過哈希率來衡量這一點。網絡上的哈希率越多，解決這個難題就越困難。只有礦工需要找到解決方案——一旦找到，所有其他參與者就很容易檢查其有效性。
正如你可以想象的那樣，高速連續散列是非常昂貴的。作爲保護網絡安全的激勵措施，礦工會獲得獎勵。獎勵是區塊上所有交易費用的形式。他們還將收到新生成的以太幣——在撰寫本文時爲 2 ETH。
什麼是以太坊氣體？
還記得你好，世界！之前？這是一個易於運行的程序。就計算而言，它一點也不貴。但你不僅僅在你的電腦上運行它——你要求以太坊生態系統中的每個人也運行它。
現在我們面臨以下問題：當數萬人運行復雜的合約時會發生什麼？如果有人創建了一個一遍又一遍地重複相同代碼的合約，那麼每個節點都會無休止地運行它。這將對資源造成壓力，結果系統可能崩潰。
幸運的是，以太坊引入了天然氣的概念來減輕這種風險。正如汽車沒有汽油就無法運行一樣，合同也沒有汽油就無法運行。合約規定了用戶必須支付多少gas才能使其成功運行。如果沒有足夠的天然氣，合同將終止。
本質上，這是一種成本機制。同樣的概念也適用於交易：礦工的主要動機是利潤，因此他們可以忽略成本較低的交易。
請注意，以太和天然氣並不相同。 Gas 的平均價格波動很大，主要由礦工決定。當你進行交易時，你需要用 ETH 來支付 Gas 費。這與比特幣交易中的費用相同——如果網絡擁堵且許多用戶正在進行交易，則平均汽油價格可能會上漲。相反，如果沒有太多的活動，價格就會下跌。
即使天然氣價格發生變化，每個操作所需的天然氣量也是固定的。這意味着複雜的合約將比簡單的交易消耗更多的gas。因此，gas 是計算能力的衡量標準。這確保了系統可以根據用戶對以太坊資源的使用情況向用戶收取適當的費用。
氣體通常消耗一小部分乙醚。因此，我們用一個更小的單位（gwei）來表示。 1 gwei 價值百萬分之一以太。
長話短說，您可能正在運行一個長時間連續重複的程序。但這很快就會變成一項非常昂貴的事業。因此，以太坊網絡上的節點可以減少垃圾郵件。
一段時間內的平均天然氣價格（以 gwei 爲單位）。來源：etherscan.io
氣體和氣體限制
想象一下愛麗絲對合約進行了一筆交易。它計算想要花費多少 Gas（例如，通過使用 ETH Gas Station）。它可以設定更高的價格來鼓勵礦工儘快進入交易。
但他也會設定一個gas limit，起到保護作用。合約可能出現問題，導致其消耗的 Gas 量超出計劃。強制執行 Gas 限制，以確保一旦 x 量的 Gas 用完，操作就會停止。合同將會失敗，但愛麗絲不會支付比她最初同意支付的更多的錢。
乍一看，這似乎是一個難以理解的概念。不用擔心 - 您可以手動設置您想要支付的金額的 Gas 價格（和 Gas 限額），但大多數錢包都會爲您執行此操作。簡而言之，Gas 價格決定了礦工處理您的交易的速度，而 Gas 限制則決定了您爲該交易支付的最高金額。
開採一個以太坊區塊需要多長時間？
將新區塊添加到鏈上所需的平均時間在 12-19 秒之間。一旦網絡切換到權益證明，這種情況很可能會改變，權益證明的目的之一是加快出塊時間。如果您想了解更多信息，可以閱讀我們題爲《以太坊 Casper 解釋》的文章。
什麼是以太坊代幣？
以太坊最大的吸引力在於用戶能夠在鏈上創建自己的資產，這些資產可以像以太幣一樣存儲和轉移。管理規則內置於智能合約中，允許開發人員爲其代幣設置特定參數。這些規則可以包括髮行多少、如何發行、代幣是否可以分割、每個代幣是否可互換等等。在以太坊上創建代幣的最著名的技術標準稱爲 ERC-20 – 這就是這些代幣被稱爲 ERC-20 代幣的原因。
該代幣的功能爲創新者在先進的金融和技術環境中試驗其應用程序提供了廣闊的舞臺。從發行作爲應用內貨幣的統一代幣，到生成由實物資產支持的獨特代幣，設計具有很大的靈活性。很可能尚未發現一些輕鬆高效創建代幣的最佳用途或用例。
第 3 章 - 以太坊入門
內容一覽
如何購買以太坊？
如何使用信用卡/借記卡購買 ETH
如何在點對點市場上購買 ETH
你可以用以太幣（ETH）購買什麼？
以太坊有什麼用？
如果我的 ETH 丟失了怎麼辦？
以太坊交易可逆嗎？
以太坊交易是私密的嗎？
我可以用以太坊賺錢嗎？
如何存儲ETH？
如何將 ETH 存入幣安
如何在幣安上存儲 ETH
如何從幣安提取 ETH
如何在以太坊錢包中存儲ETH
熱錢包
冷錢包
以太坊標誌和符號是什麼？
如何購買以太坊？
如何使用信用卡/借記卡購買 ETH
幣安讓您通過瀏覽器輕鬆購買 ETH。爲此：
請前往購買和出售加密貨幣頁面。
選擇您要購買的加密資產（ETH）以及您要用來支付的貨幣。
登錄您的幣安賬戶，如果您還沒有賬戶，請註冊。
選擇付款方式。
如果出現提示，請輸入您的卡詳細信息並完成身份驗證。
只是！ ETH 將存入您的幣安賬戶。
如何在點對點市場上購買 ETH
您還可以在點對點市場上買賣 ETH。在這個市場中，您可以通過幣安移動應用程序直接從其他用戶那裏購買硬幣。爲此：
打開應用程序，然後登錄或註冊。
選擇一鍵出售，然後選擇頁面左上角的購買菜單。
您將看到多個報價 - 在您想要的報價上選擇“購買”。
您可以使用其他加密貨幣（在使用加密貨幣菜單上）或法定貨幣（在使用法定貨幣菜單上）進行支付。
下面，將有付款方式的選擇。選擇您想要的一個。
選擇購買 ETH。
現在你必須付款。完成後，選擇標記爲已付款並確認。
如果賣家將幣發送給您，則交易成功。
你可以用以太幣（ETH）購買什麼？
與比特幣不同，以太坊不僅僅用作加密貨幣網絡。而且作爲構建去中心化應用程序的平臺和可交易代幣，以太幣是這個生態系統的燃料。因此，以太幣的主要好處是它在以太坊網絡中提供的實用性。
因此，以太幣也可以像傳統貨幣一樣使用，這意味着您可以使用以太幣購買商品和服務，就像使用任何其他貨幣一樣。
接受以太幣作爲付款方式的零售商的熱圖。來源：cryptwerk.com/coinmap
以太坊有什麼用？
您可以使用以太坊的原生貨幣 ETH 作爲數字貨幣或抵押品。許多人也將其視爲像比特幣一樣的價值儲存手段。但與比特幣不同的是，以太坊區塊鏈更容易編程，因此您可以使用 ETH 做更多事情。它可以用作去中心化金融應用、去中心化市場、交易所、遊戲等的支柱。
如果我的 ETH 丟失了怎麼辦？
由於不涉及銀行，您對您的資金安全負全部責任。有些人喜歡將它們存儲在交易所，而另一些人則選擇各種錢包。如果您使用錢包，記下助記詞並保存起來非常重要。將其保存在安全的地方，因爲如果您無法訪問錢包，您將需要它來恢復資金。
以太坊交易可逆嗎？
當數據添加到以太坊區塊鏈時，幾乎不可能更改或刪除它。這意味着當您進行交易時，該交易是不可逆轉的。因此，您應該始終仔細檢查您是否將資金髮送到正確的地址。如果您要發送的金額較大，建議先發送少量的，以保證地址的準確性。
如果你還記得，由於智能合約黑客事件，以太坊在 2016 年被硬分叉，惡意方進行的交易被成功“逆轉”。然而，這是針對特殊事件的極端措施，而不是常見或正常的事情。
以太坊交易是私密的嗎？
不。添加到以太坊區塊鏈的所有交易都是公衆可見的。即使您的以太坊地址中沒有您的真實姓名，其他人也可能可以通過各種方法將其與您的身份聯繫起來。
我可以用以太坊賺錢嗎？
因爲它是一種不穩定的資產，所以你可以用 ETH 賺錢，就像你可以用 ETH 賠錢一樣。有些人可能會長期持有以太幣，相信該網絡將成爲一個全球性的、可編程的結算層。而其他人則選擇將它們換成山寨幣。然而，這兩種策略都有其自身的財務風險。
由於 ETH 是去中心化金融 (DeFi) 運動的關鍵支柱，因此它還可以用於借貸、作爲貸款抵押品、鑄造合成資產以及最終在未來進行質押。
一些投資者可能只長期持有比特幣，不包括投資組合中的其他數字資產。而其他人可能會選擇將 ETH 和其他山寨幣保留在投資組合中，或者分配一定比例用於短期交易（例如：日間交易或波段交易）。市場上沒有一刀切的賺錢方法，每個投資者都必須自己決定哪種策略最適合他們的情況和情況。
如何存儲ETH？
存儲硬幣有多種選擇，每種都有其優點和缺點。由於一切都有風險，也許您最好的選擇是在多種可用選項中進行多樣化。
一般來說，存儲解決方案可以是託管的或非託管的。託管解決方案意味着您將您的代幣委託給第三方（例如交易所）。在這種情況下，您需要登錄託管平臺才能使用您的加密資產進行交易。
非託管解決方案則相反——您在使用加密貨幣錢包時控制自己的資金。錢包不像實體錢包那樣存儲您的代幣，而是存儲允許您訪問區塊鏈上的資產的加密密鑰。請再次記住：使用非託管錢包時一定要備份助記詞！
如何將 ETH 存入幣安
如果您有以太幣並想將其存入幣安，您可以按照以下簡單步驟操作：
登錄您的幣安賬戶，如果您還沒有賬戶，請註冊。
登錄現貨錢包，選擇充值。
從可用硬幣列表中選擇 ETH。
選擇一個網絡並將您的 ETH 發送到適當的地址。
只是！交易確認後，以太幣將記入您的幣安賬戶。
如何在幣安上存儲 ETH
如果您想積極使用以太幣進行交易，您需要將其存儲在您的幣安賬戶中。在幣安上存儲 ETH 既簡單又安全。它還允許您通過借貸計劃、質押、空投促銷和贈品輕鬆利用幣安生態系統。
如何從幣安提取 ETH
如果您有以太幣並想從幣安提取它，您可以按照以下簡單步驟操作：
輸入幣安。
登錄Spot Wallet並選擇提現。
從可用硬幣列表中選擇 ETH。
選擇網絡
輸入收款人的地址和要提取的金額。
通過電子郵件確認流程。
只是！交易確認後，ETH 將存入您提供的地址。
如何在以太坊錢包中存儲ETH
如果你想將ETH存儲在自己的錢包中，主要有兩種選擇：熱錢包和冷錢包。
熱錢包
以某種方式連接到互聯網的加密貨幣錢包稱爲熱錢包。它通常採用移動或桌面應用程序的形式，允許您檢查餘額以及發送或接收令牌。由於熱錢包是在線的，因此不易受到攻擊，而且日常支付也更方便。 Trust Wallet 是一款易於使用且支持多種貨幣的移動錢包示例。
冷錢包
冷錢包是不連接到互聯網的加密錢包。由於沒有在線攻擊媒介，因此攻擊的總體可能性較低。同時，與熱錢包相比，冷錢包使用起來通常不太直觀。此類錢包的示例是硬件錢包和紙錢包。不建議使用紙錢包，因爲許多人認爲這些錢包很快就會過時並且非常脆弱。
要了解更多有關錢包類型的信息，請參閱加密貨幣錢包類型說明。
以太坊標誌和符號是什麼？
Vitalik Buterin 設計了以太坊最早的符號。由兩個旋轉加法符號 Σ（來自希臘字母表的 Sigma）組成。標誌的最終設計（基於這個符號）由一個被四個三角形包圍的稱爲八面體的平行四邊形形狀組成。與其他貨幣類似，以太幣擁有標準的 Unicode 符號可能會很有用，這樣應用程序和網站就可以輕鬆顯示以太幣的價值。儘管不像美元那樣廣泛使用，但以太坊最常用的符號是Ξ。
第 4 章 - 可擴展性、ETH 2.0 和以太坊的未來
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什麼是可擴展性？
以太坊爲何需要擴容？
區塊鏈可擴展性三難困境
以太坊可以處理多少筆交易？
什麼是以太坊2.0？
什麼是以太坊分片？
什麼是以太坊等離子？
什麼是以太坊彙總？
什麼是以太坊權益證明（PoS）？
什麼是以太坊質押？
在以太坊上質押需要多少 ETH？
在以太坊上質押可以賺取多少 ETH？
ETH 在質押過程中被鎖定多長時間？
質押 ETH 有風險嗎？
什麼是可擴展性？
用最簡單的術語來說，可擴展性是衡量系統增長能力的指標。例如，在計算中，可以擴展網絡或服務器以通過不同的方法處理更多請求。
在加密貨幣中，可擴展性是指區塊鏈能夠增長以容納更多用戶的程度。更多的用戶意味着更多的操作和交易“競爭”納入區塊鏈。
以太坊爲何需要擴容？
以太坊支持者認爲，互聯網的下一次迭代將建立在這個平臺上。所謂的 Web 3.0 將帶來一種去中心化的拓撲結構，其特點是沒有中介、注重隱私以及轉向擁有數據。該基礎將使用智能合約和分佈式存儲/通信協議形式的分佈式計算來構建。
爲了實現這一目標，以太坊需要在不破壞網絡去中心化的情況下大幅增加交易數量。目前，以太坊並沒有像比特幣那樣通過限制區塊大小來限制交易量。相反，區塊有氣體限制——只有一定量的氣體可以進入區塊。
例如，如果您的區塊 Gas 限制爲 100,000 gwei，並且想要輸入 10 筆交易，每筆 Gas 限制爲 10,000 gwei，則交易將會成功。兩筆 50,000 gwei 的交易也是如此。與該交易一起發送的任何其他交易必須等待下一個塊。
這對於每個人都使用的系統來說並不理想。如果待處理的交易多於區塊中的可用空間，則最終會出現積壓。天然氣價格將會上漲，用戶將不得不比其他人提出更高的出價才能首先進入交易。根據網絡的繁忙程度，對於某些用例來說，操作可能過於昂貴。
CryptoKitties 的流行度激增是以太坊在這一領域的侷限性的一個很好的例子。 2017年，這款基於以太坊的遊戲鼓勵許多用戶進行交易來參與培育自己的數字貓（以不可替代的代幣爲代表）。該遊戲如此受歡迎，導致待處理交易數量猛增，導致網絡一度出現大規模擁堵。
區塊鏈可擴展性三難困境
似乎簡單地增加區塊氣體限制就可以解決所有可擴展性問題。上限越高，一定時間段內可以處理的交易就越多，不是這樣嗎？
不幸的是，如果不犧牲以太坊的關鍵屬性或特徵，就無法做到這一點。 Vitalik Buterin 展示了區塊鏈三難困境（如下圖所示），以解釋區塊鏈必須實現的困難但微妙的平衡。
區塊鏈三難困境：可擴展性 (1)、安全性 (2) 和去中心化 (3)。
通過選擇優化上述三個特徵中的兩個，第三個特徵將會變弱。像以太坊和比特幣這樣的區塊鏈優先考慮安全性和去中心化。這兩種共識算法都保證了由數千個節點組成的網絡的安全性，但這導致可擴展性較差。由於有如此多的節點接受和驗證交易，與集中式選項相比，系統速度要慢得多。
在不同的場景下，可以提高區塊gas限制，使網絡實現安全性和可擴展性，但不會去中心化。
一個區塊中的交易越多意味着區塊越大。然而，網絡上的節點需要定期下載和部署它們。而這個過程是硬件密集型的。隨着區塊 Gas 限制的增加，節點驗證、存儲和廣播區塊變得更加困難。
因此，無法遵循該流程的節點將離開網絡，這是可以理解的。如果這種情況持續下去，只有一小部分節點會變得強大並且能夠參與——這會導致進一步的中心化。您可能會選擇安全且具有可擴展性的區塊鏈，但它不會是去中心化的。
最後，我們可以想象一個專注於去中心化和可擴展性的區塊鏈。爲了快速和去中心化，必須在所使用的共識算法方面做出犧牲，從而導致安全性較弱。
以太坊可以處理多少筆交易？
近年來，以太坊很少超過每秒十筆交易（TPS）。對於一個致力於成爲“世界計算機”的平臺來說，這個數字非常低。
可擴展性解決方案長期以來一直是以太坊路線圖的一部分。等離子體就是這種解決方案的一個例子。旨在提高以太坊的效率，但也可以應用於其他區塊鏈網絡。
什麼是以太坊2.0？
如果你看看它的所有潛力，以太坊目前仍然有很大的侷限性。我們已經討論過可擴展性的問題。簡而言之，如果以太坊旨在成爲新金融系統的支柱，那麼網絡必須能夠每秒處理更多交易。鑑於其去中心化的性質，這是一個極其難以解決的問題，儘管以太坊開發人員多年來一直在考慮這個問題。
對於去中心化的網絡，必須強制執行邊界。節點運行的要求越高，參與者就越少，網絡就越中心化。因此，增加以太坊可以處理的交易數量可能會威脅系統的完整性，因爲它也會增加節點的負載。
對以太坊（和其他工作證明加密資產）的另一個批評是它非常耗電。爲了成功地將一個塊添加到區塊鏈中，必須對其進行挖掘。然而，要以這種方式創建塊，計算必須快速完成，這會消耗大量電力。
爲了解決上述弱點，一系列重大升級被提出，統稱爲以太坊 2.0（或 ETH 2.0）。當ETH 2.0全面推出後，將極大提升網絡性能。
什麼是以太坊分片？
如上所述，每個節點都存儲整個區塊鏈的副本。每次區塊鏈擴展時，每個節點都必須執行更新，這會消耗可用的帶寬和內存。
通過使用稱爲分片的方法，可以克服這個問題。該名稱指的是將網絡劃分爲節點子集（我們稱之爲分片）的過程。每個分片都將處理自己的交易和合約，但仍然能夠按照應有的方式與更廣泛的分片網絡進行通信。由於每個分片獨立驗證，因此無需存儲其他分片的數據。
2020 年 3 月網絡對比具有分片實施的網絡。
分片是最複雜的可擴展性方法之一，需要大量的工作來設計和實現。然而，如果成功實施，它也將是最有效的、按規模增加網絡吞吐量的方法之一。
什麼是以太坊等離子？
我們也將以太坊 Plasma 稱爲鏈下可擴展性解決方案 - 它旨在通過將交易推離區塊鏈來提高交易吞吐量。在這種情況下，側鏈和支付渠道有一些相似之處。
使用 Plasma，輔助鏈與主以太坊區塊鏈相連，但通信保持在最低限度。儘管用戶仍然依賴主鏈來解決爭議或“解決”他們在二級鏈上的活動，但這些鏈或多或少地獨立運作。
減少節點必須存儲的數據量對於以太坊成功的可擴展性至關重要。 Plasma 方法允許開發人員在主鏈上的智能合約中概述“子”鏈的功能。然後，他們可以自由地使用這些信息或流程創建應用程序，如果在主鏈上存儲/執行，則成本太高。
要更全面地瞭解 Plasma，您可以閱讀我們的文章什麼是以太坊 Plasma？
什麼是以太坊彙總？
Rollups 與 Plasma 類似，兩者都旨在通過將交易移出主區塊鏈來改進以太坊。那麼它是怎樣工作的？
主鏈上的單個合約保存着輔助鏈上的所有資金，並存儲該鏈當前狀態的加密證明。這些二級鏈運營商在主網合約中進行綁定，確保只有有效的狀態轉換纔會提交給主網合約。這個想法是，因爲這種狀態是在鏈外維護的，所以不需要將數據存儲在區塊鏈上。然而，rollup 和 Plasma 的主要區別在於交易提交到主鏈的方式。使用特殊的交易類型，大量的交易可以被“彙總”（組合）到一個稱爲 Rollup 區塊的特殊區塊中。
Rollup 有兩種類型：Optimistic 和 ZK Rollup。兩者都以不同的方式保證狀態轉換的正確性。
ZK Rollup 使用稱爲零知識證明的加密驗證方法發送交易。更具體地說，這種方法稱爲 zk-SNARK。我們不會在這裏詳細介紹它的工作原理，但這裏介紹了它如何用於彙總。這是各方向對方證明他們擁有某些信息而不透露該信息是什麼的一種方式。
對於 ZK Rollup 來說，這些信息就是移交給主鏈的狀態轉換。最大的優點是：這個過程幾乎是瞬時發生的，並且幾乎不存在損壞狀態傳遞的可能性。
樂觀彙總犧牲了一些可擴展性以獲得更大的靈活性。通過使用稱爲樂觀虛擬機（OVM）的虛擬機，可以在該二級鏈上運行智能合約。另一方面，沒有密碼學證明提交到主鏈的狀態轉換是正確的。爲了緩解這個問題，用戶質疑和拒絕提交到主鏈的無效區塊會稍有延遲。
什麼是以太坊權益證明（PoS）？
權益證明 (PoS) 是驗證區塊的工作量證明的替代方法。在權益證明系統中，區塊不是開採的，而是鑄造的（有時稱爲僞造的）。礦工不再與算力競爭，而是隨機選擇一個節點（或驗證器）來驗證候選塊。如果操作正確，他們將收到該區塊的所有交易費用，並且根據協議，還可能獲得區塊獎勵。
由於權益證明不涉及挖礦，因此被認爲對環境無害。驗證者比礦工消耗更少的能源，並且可以在常規硬件上打印區塊。
作爲以太坊 2.0 的一部分，以太坊計劃從 PoW 切換到 PoS，升級爲 Casper。雖然具體日期尚未確定，但第一次迭代可能會在 2020 年推出。
什麼是以太坊質押？
在工作量證明協議中，網絡安全由礦工保證。礦工不會作弊，因爲這會浪費電力並導致他們失去潛在的獎勵。在權益證明中，不存在博弈論，可以使用各種加密經濟措施來確保網絡安全。
防止不誠實行爲的不是浪費風險，而是資金損失風險。驗證者必須提交股份（即持有代幣）纔有資格獲得驗證。質押資產是一定數量的以太幣，如果節點試圖作弊，這些資產將會丟失；如果節點沒有響應或離線，這些資產就會慢慢耗盡。然而，如果驗證者運行額外的節點，他們將有權獲得更多獎勵。
在以太坊上質押需要多少 ETH？
以太坊的估計最低權益爲每個驗證者 32 ETH。該值設置得非常高，以避免 51% 的攻擊嘗試。
在以太坊上質押可以賺取多少 ETH？
這不是一個容易回答的問題。除了基於您質押的金額之外，質押回報還取決於網絡上質押的 ETH 總量以及通貨膨脹率。根據非常粗略的估計，目前的計算預計每年的回報率約爲 6%。請記住，這些只是估計值，將來可能會發生變化。
ETH 在質押過程中被鎖定多長時間？
將會有一個隊列從驗證器中提取您的 ETH。最短提款時間爲 18 小時，但會根據在任何給定時間提款的驗證者數量動態調整。
質押 ETH 有風險嗎？
由於您是負責維護網絡安全的驗證者，因此需要考慮多種風險。如果您的驗證器節點長時間離線，您有可能會損失很大一部分押金。此外，如果您的存款低於 16 ETH，您將從驗證者列表中刪除。
更多系統性風險因素也值得考慮。權益證明以前從未大規模實施過，所以我們不能完全確定它不會失敗。軟件總是存在缺陷和漏洞，並且還可能產生毀滅性影響——尤其是在涉及數十億美元的情況下。
Bab 5-以太坊和去中心化金融（DeFi）
內容一覽
什麼是去中心化金融（DeFi）？
去中心化金融（DeFi）有什麼好處？
去中心化金融（DeFi）會成爲主流嗎？
有哪些去中心化金融 (DeFi) 應用程序可用？
以太坊上的去中心化交易所 (DEX)
什麼是去中心化金融（DeFi）？
去中心化金融（Decentralized Finance，簡稱 DeFi）是一場旨在去中心化金融應用的運動。 DeFi 建立在開源公共區塊鏈之上，任何具有互聯網連接的人都可以免費訪問（無需許可）。這是將數十億人融入這個新的全球金融體系的關鍵因素。
在不斷髮展的 DeFi 生態系統中，用戶通過點對點（P2P）網絡和去中心化應用程序（DApp）與智能合約進行交互。 DeFi 令人難以置信的好處是用戶始終保留自己資金的所有權。
簡而言之，去中心化金融（DeFi）運動旨在創建一個不受當今存在的限制的新金融體系。由於其開發者基礎和相對較高的去中心化程度，目前大多數 DeFi 都建立在以太坊上。
去中心化金融（DeFi）有什麼好處？
您可能已經知道，比特幣的一大優勢是不需要中央機構來協調網絡操作。如果我們以此爲核心思想，在其之上創建可編程應用程序會怎麼樣？這是 DeFi 應用的先驅。沒有中央協調員或中介方，沒有單點故障。
如上所述，DeFi 的優勢之一是開放訪問。目前，全球有數十億人無法良好地獲得任何類型的金融服務。你能想象如何度過沒有財務確定性的日子嗎？有數十億人過着這樣的生活，最終，這就是 DeFi 試圖服務的人羣。
去中心化金融（DeFi）會成爲主流嗎？
這一切聽起來都很棒，那麼爲什麼 DeFi 還沒有佔領世界呢？目前，大多數 DeFi 應用仍然難以使用、複雜、經常斷線、實驗性強。事實證明，這個生態系統的技術甚至框架都非常困難，尤其是在分佈式開發環境中。
對於軟件工程師、博弈論學家、機制設計師等來說，解決構建 DeFi 生態系統的所有挑戰是一條漫長的道路。因此，DeFi 應用是否會獲得主流採用仍然是一個懸而未決的問題。
有哪些去中心化金融 (DeFi) 應用程序可用？
去中心化金融（DeFi）最流行的用途之一是穩定幣。本質上，穩定幣是區塊鏈上的代幣，其價值與現實世界的資產（例如法定貨幣）掛鉤。例如，BUSD 與美元價值掛鉤。它們使用起來方便的是，因爲它們位於區塊鏈上，所以這些代幣非常容易存儲和轉移。
另一種流行的應用類型是貸款。有許多點對點 (P2P) 服務可讓您向他人借出資金並收取利息作爲回報。事實上，最簡單的方法之一就是通過幣安借貸。您只需將資金轉入您的借貸錢包，第二天即可開始賺取利息！
然而，可以說 DeFi 最有趣的部分是這些應用程序很難分類。這可以包括任何類型的去中心化點對點市場，用戶可以在其中交換獨特的加密收藏品和其他數字商品。 DeFi 應用程序還可以創建合成資產，任何人都可以爲幾乎任何有價值的東西提供市場。其他用途包括預測市場、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）是一個允許錢包之間直接交易的平臺。當您在集中式交易所幣安網進行交易時，您將資金髮送到幣安網，並通過其內部系統進行交易。
去中心化交易所則不同。藉助智能合約的魔力，您可以直接從加密錢包進行交易，從而降低可能的交易所黑客攻擊等風險。
Binance DEX 就是去中心化交易所的一個很好的例子。基於以太坊構建的其他一些著名示例包括 Uniswap、Kyber Network 和 IDEX。許多甚至允許您從硬件錢包進行交易以獲得最大的安全性。
中心化 vs 中心化交易所去中心化。
上圖說明了中心化交易所和去中心化交易所之間的區別。在左側，我們可以看到幣安處於用戶之間交易的中間。因此，如果 Alice 想要將 Token A 換成 Bob 的 Token B，他們必須首先將資產存入交易所。交易完成後，幣安將酌情將餘額重新分配到每個賬戶。
相比之下，右邊是去中心化交易所。請注意，本次交易不涉及第三方。 Alice 的代幣立即使用智能合約交換爲 Bob 的代幣。這樣就不需要中間人了，因爲他們的合同條款自動控制交易。
截至 2020 年 2 月，DEX 往往是以太坊區塊鏈上使用最廣泛的應用程序。然而，與去中心化交易所相比，交易量仍然很小。然而，如果 DEX 開發者和設計者改善用戶體驗，使其更加人性化，DEX 未來可以與去中心化交易所競爭。
第 6 章 - 參與以太坊網絡
內容一覽
什麼是以太坊節點？
以太坊節點如何工作？
以太坊全節點
以太坊輕節點
以太坊挖礦節點
如何運行以太坊節點
如何開採以太坊
什麼是以太坊 ProgPoW？
誰開發了以太坊軟件？
什麼是堅固性？
什麼是以太坊節點？
“以太坊節點”是一個術語，可用於描述以某種方式與以太坊網絡交互的程序。以太坊節點可以是任何東西，從簡單的移動錢包應用程序到存儲區塊鏈完整副本的計算機。
所有節點都充當通信點，但儘管如此，以太坊網絡上仍然存在許多不同類型的節點。
以太坊節點如何工作？
與比特幣不同，以太坊沒有單一程序作爲其參考實現。比特幣生態系統以 Bitcoin Core 作爲主要節點軟件，而以太坊則有一系列基於其黃皮書的單獨（但兼容）程序。最流行的是 Geth 和 Parity。
以太坊全節點
要與以太坊網絡交互以獨立驗證區塊鏈數據，您需要使用上述軟件運行完整節點。
軟件將從其他節點下載區塊並驗證輸入的交易是否正確。該軟件還將運行所有智能合約，以確保您收到與其他同行相同的信息。如果一切正常，那麼每個節點將在每個設備上擁有相同的區塊鏈副本。
完整節點對於以太坊的運行至關重要。如果沒有遍佈世界各地的多個節點，網絡將失去其抗審查和去中心化的性質。
以太坊輕節點
運行完整節點可以讓您直接爲網絡的健康和安全做出貢獻。但全節點通常需要單獨的機器來運行以及偶爾的維護。對於無力（或不想）運行完整節點的用戶來說，輕節點可能是更好的選擇。
顧名思義，輕節點是輕量級的——它們使用更少的資源並且不佔用空間。這樣，此類節點就可以運行在手機或筆記本電腦等規格較低的設備上。但這種低成本有一個缺點：輕節點並不完全獨立。無法完全同步區塊鏈，因此需要全節點提供相關信息。
輕節點在交易者、服務和最終用戶中非常受歡迎。廣泛用於在認爲沒有必要且運行成本太高的情況下進行和接收付款。
以太坊挖礦節點
挖礦節點可以是全節點或輕節點。 “挖礦節點”一詞實際上與比特幣生態系統中使用的術語並不相同，但它仍然是一個識別其參與者的合適術語。
要挖掘以太坊，用戶需要額外的硬件。通常涉及組裝採礦設備。通過該設備，用戶可以將多個 GPU（圖形處理單元）連接在一起以高速散列數據。
礦工有兩種選擇：單獨挖礦，或者在礦池中挖礦。單獨挖礦或單獨挖礦意味着礦工單獨工作來創建區塊。如果他們成功了，他們不會與任何人分享挖礦獎勵。或者，通過加入礦池，用戶將他們的哈希能力與其他用戶結合起來。這種方法可以更輕鬆地找到區塊，但如果成功，您還必須與礦池其他成員分享獎勵。
如何運行以太坊節點
區塊鏈的一大優點是開放訪問。這意味着任何人都可以運行以太坊節點並通過驗證交易和區塊來增強網絡。
與比特幣一樣，有許多企業提供即插即用的以太坊節點。如果您只想獲得一個節點並運行，這可能是最好的選擇 - 然而，由於它提供的便利，它當然會貴一些。
如前所述，以太坊有許多不同的節點軟件實現，其中包括 Geth 和 Parity。如果您想運行自己的節點，則需要熟悉安裝和設置您選擇運行的節點類型的過程。
除非您想運行稱爲存檔節點的特殊節點，否則一臺簡單的筆記本電腦就足以運行完整的以太坊節點。此外，建議不要在日常活動中同時使用此設備，因爲它會顯着減慢工作速度。
運行節點本身在始終在線的設備上運行良好。如果你的節點離線了，一旦再次上線，需要很長時間才能與網絡同步。因此，最好的解決方案是使用廉價且易於維護的設備。例如，您甚至可以在 Raspberry Pi 上運行輕節點。
如何開採以太坊
由於網絡很快將過渡到權益證明，從長遠來看，以太坊挖礦並不是最安全的選擇。過渡後，以太坊礦工可能會將其採礦設備轉移到另一個網絡或完全出售。
然而，如果你想參與以太坊挖礦，你將需要特殊的硬件，例如GPU或ASIC。如果你想要合理的利潤，你將需要特殊的採礦設備和較低的電費。此外，您需要設置一個以太坊錢包並組裝軟件才能使用它。這一切都需要投入大量的時間和金錢，因此請仔細考慮您是否能夠應對挑戰。
什麼是以太坊 ProgPoW？
ProgPoW 代表程序化工作量證明，是以太坊挖礦算法 Ethash 的擬議擴展，旨在使 GPU 與 ASIC 相比更具競爭力。
多年來，抗 ASIC 一直是比特幣和以太坊社區中備受爭議的話題。在比特幣環境中，ASIC 已成爲網絡上的主導挖礦力量。
然而，在以太坊中，ASIC 是存在的，但不是很突出——大多數礦工仍然使用 GPU。隨着越來越多的公司將以太坊 ASIC 礦機引入市場，這種情況可能很快就會改變。但爲什麼 ASIC 會引起問題呢？
ASIC 可以極大地減少網絡的去中心化。如果GPU礦工無法盈利而不得不關閉挖礦業務，那麼算力就會集中在少數礦工手中。更重要的是，ASIC芯片開發成本高昂，只有少數公司有能力和資源來做這件事。這種情況造成了製造方面的壟斷威脅，有可能將以太坊採礦業集中到少數公司手中。
自 2018 年以來，ProgPow 集成一直是一個有爭議的話題。一些人認爲這對以太坊生態系統有益，另一些人則反對，因爲它有可能導致硬分叉。隨着即將過渡到權益證明，目前尚不清楚 ProgPow 是否會在網絡上實施。
誰開發了以太坊軟件？
與比特幣一樣，以太坊也是開源的。任何人都可以自由參與該協議的開發，或在其基礎上構建應用程序。事實上，以太坊目前擁有區塊鏈環境中最大的開發者社區。
對於想要參與其中的開發人員，首先可以查看 Andreas Antonopoulos 和 Gavin Wood 的 Mastering Ethereum 資源，以及來自 Ethereum.org 的開發人員資源。
什麼是堅固性？
智能合約最初是在 20 世紀 90 年代描述的，但在區塊鏈之上實施它們帶來了一系列全新的挑戰。 Solidity 由 Gavin Wood 於 2014 年提出，從此成爲在以太坊上開發智能合約的主要編程語言。從語法上講，這種語言類似於 Java、JavaScript 和 C++。
基本上，Solidity 允許開發人員編寫可以分解爲以太坊虛擬機（EVM）可以理解的指令的代碼。如果您想更好地瞭解它的工作原理，GitHub Solidity 就是您的最佳選擇。
值得注意的是，Solidity 並不是以太坊開發人員可用的唯一語言。另一個流行的選擇是 Vyper，它在語法上與 Python 更相似。