以太坊工作原理(以太坊实现)

去中心化比特币 应用


etr是什么币


                
以太坊区块链上的代币称为以太币(Ether),代码为ETH,可在许多加密货币的外汇市场上交易,它也是以太坊上用来支付交易手续费和运算服务费的媒介 。
以太坊(英文Ethereum)是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台,通过其专用加密货币以太币(Ether)提供去中心化的虚拟机(“以太虚拟机” Ethereum Virtual Machine)来处理点对点合约。
拓展资料
以太币跟比特币有什么区别:
一、ETH与比特币方向不同
首先,ETH与比特币,这两者背后区块链系统的方向完全不同。比特币的定位就是单纯的数字货币,可以被认为是一种点对点的电子现金。它是为了取代法币、解决金融危机而诞生,主要应用于付款和价值转移。所以比特币背后的整个区块链网络方向都是以货币为主,解决交易、支付问题。而ETH则不同,它虽然也是数字货币,具备一定的交易属性,但是ETH背后的以太坊区块链网络定位是世界级的通用计算平台,它只是借用比特币中的区块链技术,以此为基础,朝着偏向于互联网的操作系统级应用方面发展。
二、ETH与比特币作用不同
由于以太坊与比特币的方向定位不同,导致两者的数字货币作用也有所不同。比特币的方向是货币,想要成为常规货币的替代品。所以,比特币系统中,其数字货币BTC是极为重要的一环,可以说是整个系统的最终体现,它的作用就是作为支付交易的媒介和价值储存的载体。而以太坊的目标是操作系统级别的计算平台,就比较偏向于互联网服务方面,它的价值体现在于有多少用户使用以太坊这个平台,以及你这个平台给我提供多优质的服务。所以,这就决定了ETH在以太坊平台中,只是一个重要环节,但却不是全部平台的价值体现,它只是以太坊上提高服务质量、处理交易的一种货币工具,让平台上发生的点对点交易和应用程序更加便捷化。所以,尽管比特币和以太币都是数字货币,但比特币是想要成为法币的替代品,作为一种去中心化的电子现金系统被大家使用,整个系统更像是使用区块链技术支持的一个特定应用程序。
三、ETH与比特币机制原理不同
比特币与以太坊的共识机制不同。在比特币区块链网络中,起到数据维护作用的共识机制是PoW机制,即工作量证明机制。它的工作原理是,大家一起参与,谁处理得最快最好,谁就能获得记录数据的权力,进而获得比特币奖励。因为比特币的应用方向是货币,使用场景是没有中心化机构参与的点对点支付与交易,所以,比特币就强烈地需要去中心化与安全这两个属性,而PoW机制虽然处理交易的速度过慢,而且需要花费大量的资源,但是安全性和去中心化程度极高,故此与比特币契合。
以太坊所采用的是PoS共识机制,即权益证明机制,它的工作原理是,大家一起参与,谁持有的以太币多,谁就越容易获得记录数据的权力,进而获得ETH奖励。以太坊的应用方向是操作系统,它是想让大家在它的系统上部署智能合约、开发去中心化应用。以太坊虽然也需要去中心化的属性,但是比起比特币,它更需要高效率与低成本,不然你平台数据处理的效率过慢,手续费还高,谁愿意在你的平台上开发?所以,以太坊就采用了PoS机制,PoS的去中心化性虽然没PoW机制强,但是效率更快,处理数据也不需要花费非常大的资源。
四、ETH与比特币通证生态不同
ETH和比特币通证生态不同。比特币因为要做货币,其价值生态的支撑点在于共识价值,即有多少人认可它,并使用它进行交易。因此比特币的通证设计实际是一个通货收缩的经济模型,限定了比特币只有2100万枚,这样因为稀缺属性,价格会越来越高,更容易取得共识价值。而以太币不同,支撑它价值生态的点在于产品,即整个平台提供了什么样的服务,解决了什么样的痛点等服务价值,与安卓系统、微信等产品类似,以太币是以太坊平台的一个工具,可以用来购买gas做手续费、募资等其他使用场景。因此以太坊的通证设计中,以太币并没有数量限制,发行量上限为每年1800万,挖矿难度也会随时间而上升,相对通货膨胀率每年都会下降。总的来说,ETH和比特币虽然都是数字货币,但各自背后代表的整个区块链系统,在作用、原理、生态价值等都有不同,以太坊的本质是一个操作系统级别的计算中心,以太币是打破了原有数字货币的定位,在比特币的基础上开创了新的方向,它除了自身的货币价值外,还包含了整个产品的价值,这是前所未有的,只有理解了这一点,才能理解为什么以太坊是区块链2.0的代表。

一文读懂以太坊—ETH2.0,是否值得长期持有?


                
ETH 2.0 的影响:以太坊网络用户会很高兴,因为 ETH 将改变其费用结构,用户将为交易支付更少的费用。这意味着当前的矿工将减少每笔交易的新包含费用,而不是以太坊的拍卖式费用市场,但预计由于 PoS 的能源效率提高和数量的增加,他们的每笔交易成本将下降。由于成本较低,用户和验证者都受益,因此交易量会更高。
ETH 2.0 降低的成本和更高的速度将使更多类型的 Defi 交易成为可能,并为新的和不同类型的安全令牌、NFT 和其他分布式金融应用程序提供机会,这些应用程序在 ETH 1.0 中没有经济意义。
ETH 2.0 还将允许使用零知识汇总和乐观汇总的更复杂和更便宜的智能合约。通过汇总,所有交易数据都以比使用常规基于区块链的交易更便宜的方式捆绑并在以太坊上可用。汇总所需的计算负载是在链下完成的,进一步提高了吞吐量和交易成本效率。
分片将使网络民主化,最终使普通用户能够在个人设备上操作以太坊。越来越多的网络参与者将进一步分散区块链。ETH 的发行量也会减少;ETH 联合创始人 Vitalik Buterin 曾表示,在 ETH 2.0 下,新代币的发行量应在每年 10 万至 200 万之间,低于目前的每年 470 万,这可能会增加硬币需求。
总结:
ETH 2.0 升级将使这个有益的全球去中心化智能合约系统能够以其速度、安全性和可靠性的愿景向前发展,减少其碳足迹,并为投资者提供公平的竞争环境,通过赌注他们对 ETH 的未来拥有民主发言权以太坊。以太坊 2.0 是对已经最广泛用于智能合约的区块链网络的必要升级。随着加密货币、智能合约 Dapp 和 NFT 的接受度不断增长,以太坊 2.0 网络的可扩展性无疑将吸引更多用户,使其成为首选服务。

什么是以太币/以太坊ETH?


                
以太币(ETH)是以太坊(Ethereum)的一种数字代币,被视为“比特币2.0版”,采用与比特币不同的区块链技术“以太坊”(Ethereum),一个开源的有智能合约成果的民众区块链平台,由全球成千上万的计算机构成的共鸣网络。开发者们需要支付以太币(ETH)来支撑应用的运行。和其他数字货币一样,以太币可以在交易平台上进行买卖 。

温馨提示:以上解释仅供参考,不作任何建议。入市有风险,投资需谨慎。您在做任何投资之前,应确保自己完全明白该产品的投资性质和所涉及的风险,详细了解和谨慎评估产品后,再自身判断是否参与交易。
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以太坊stratum协议原理


                

参照比特币的 stratum协议  和 NiceHash的stratum协议规范 编写了一版以太坊版本的stratum协议说明.

  

stratum协议是目前最常用的矿机和矿池之间的TCP通讯协议。

  

以太坊是一个去中心化的网络架构,通过安装Mist客户端的节点来转发新交易和新区块。而矿机、矿池也同时形成了另一个网络,我们称之为矿工网络。

  

矿工网络分成矿机、矿池、钱包等几个主要部分,有时矿池软件与钱包安装在一起,可合称为矿池。

  

矿机与矿池软件之间的通讯协议是 stratum ,而矿池软件与钱包之间的通讯是 bitcoinrpc 接口。

  

stratum是 JSON 为数据格式.

  

矿机启动,首先以 mining.subscribe 方法向矿池连接,用来订阅工作。

  

矿池以 mining.notify 返回订阅号、ExtraNonce1和ExtraNonce2_size。

  

Client:

  

Server:

  

其中:

  

ae6812eb4cd7735a302a8a9dd95cf71f是 订阅号 ;

  

080c是 extranonce ,Extranonce可能最大3字节;

  

矿机以 mining.authorize 方法,用某个帐号和密码登录到矿池,密码可空,矿池返回 true 登录成功。该方法必须是在初始化连接之后马上进行,否则矿机得不到矿池任务。

  

Client:

  

Server:

  

难度调整由矿池下发给矿机,以 mining.set_difficulty 方法调整难度, params 中是难度值。
   Server:

  

矿机会在下一个任务时采用新难度,矿池有时会马上下发一个新任务并且把清理任务设为true,以便矿机马上以新难度工作。

  

该命令由矿池定期发给矿机,当矿机以 mining.subscribe 方法登记后,矿池应该马上以 mining.notify 返回该任务。

  

Server:

  

任务ID : bf0488aa ;

  

seedhash : abad8f99f3918bf903c6a909d9bbc0fdfa5a2f4b9cb1196175ec825c6610126c 。每一个任务都发送一个seedhash来支持尽可能多的矿池,这可能会很快地在货币之间交换。

  

headerhash :  645cf20198c2f3861e947d4f67e3ab63b7b2e24dcc9095bd9123e7b33371f6cc 。

  

boolean cleanjobs :  true 。如果设为true,那么矿工需要清理任务队列,并立即开始从事新提供的任务,因为所有旧的任务分享都将导致陈旧的分享错误。如果是 false 则等当前任务结束才开始新任务。

  

矿工使用seedhash识别DAG,然后带着headerhash,extranonce和自己的minernonce寻找低于目标的share(这是由提供的难度而产生的)。

  

矿机找到合法share时,就以” mining.submit “方法向矿池提交任务。矿池返回true即提交成功,如果失败则error中有具体原因。

  

Client:

  

任务ID :  bf0488aa

  

minernonce :  6a909d9bbc0f 。注意minernonce是6个字节,因为提供的extranonce是2个字节。如果矿池提供3字节的extranonce,那么minernonce必须是5字节

  

Server:

  

一般的矿机与矿池通讯过程就如下所示:


以太坊虚拟机(EVM)是什么?


                

以太坊是一个可编程的区块链。与比特币不同,以太坊并没有给用户提供一组预定义的操作(比如比特币交易),而是允许用户创建他们自己的操作,这些操作可以任意复杂。这样,以太坊成为了多种不同类型去中心化区块链的平台,包括但是不限于密码学货币。



?EVM为以太坊虚拟机。以太坊底层通过EVM模块支持智能合约的执行和调用,调用时根据合约的地址获取到代码,生成具体的执行环境,然后将代码载入到EVM虚拟机中运行。通常目前开发智能合约的高级语言为Solidity,在利用solidity实现智能合约逻辑后,通过编译器编译成元数据(字节码)最后发布到以坊上。


EVM架构概述


EVM本质上是一个堆栈机器,它最直接的的功能是执行智能合约,根据官方给出的设计原理,EVM的主要的设计目标为如下几点:

  • ? ? 简单性

  • ? ? 确定性

  • ? ? 空间节省

  • ? ? 为区块链服务

  • ? ? 安全性保证

  • ? ? 便于优化

针对以上几点通过对EVM源代码的阅读来了解其具体的设计思想和工程实用性。


EVM存储系统机器位宽


? ? ? ?EVM机器位宽为256位,即32个字节,256位机器字宽不同于我们经常见到主流的64位的机器字宽,这就标明EVM设计上将考虑一套自己的关于操作,数据,逻辑控制的指令编码。目前主流的处理器原生的支持的计算数据类型有:8bits整数,16bits整数,32bits整数,64bits整数。一般情况下宽字节的计算将更加的快一些,因为它可能包含更多的指令被一次性加载到pc寄存器中,同时伴有内存访问次数的减少。目前在X86的架构中8bits的计算并不是完全的支持(除法和乘法),但基本的数学运算大概在几个时钟周期内就能完成,也就是说主流的字节宽度基本上处理器能够原生的支持,那为什么EVM要采用256位的字宽。主要从以下两个方面考虑:

  • ? ? 时间,智能合约是否能执行得更快

  • ? ? 空间,这样是否整体字节码的大小会有所减少

  • ? ? gas成本

时间上主要体现在执行的效率上,我们以两个整型数相加来对比具体的操作时间消耗。32bits相加的X86




的汇编代码


? ? mov eax, dword [9876ABCD] //将地址9876ABCD中的32位数据放入eax数据寄存器


? ? add eax, dword [1234DCBA] //将1234DCBA地址指向32位数和eax相加,结果保存在eax中


64bits相加的X86汇编代码


? ? mov rax, qword [123456789ABCDEF1] //将地址指向的64位数据放入64位寄存器


? ? add rax, qword [1020304050607080] //计算相加的结果并将结果放入到64位寄存器中


链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。

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