055-79000-下一代智能合同和分散应用平台
首先开篇部分讲一下2009年年中我们村全球社会化实验比特币的一些问题。例如，比特币没有内在价值，但它是区块链领域的一个创举。那么，以太坊要做什么？它计划提供一种在区块链使用的图灵完整编程语言，也就是我们现在所知的智能合约。
第1章比特币的基本概念
2009年，中本聪首次实施分布式货币。它通过公钥加密来管理所有权，并通过公式算法来跟踪谁拥有货币，也就是我们所知道的工作量证明。工作量证明解决了两个问题。首先，他解决了网络中节点同意更新比特币账本的问题。第二，他允许自由进入共识进程机制，并解决了谁将影响共识的政治问题。但是有一个问题，节点的权重和它的计算能力成正比。
比特币的状态转换系统
实际上，比特币的账本可以认为是一个状态转移系统，其中有一个由比特币现有的所有所有权状态组成的“状态”和一个状态转移函数。“状态”是生成的和未使用的货币的集合(未使用的交易输出或UTXO)。每个UTXO都有一个名称和一个所有者，这实质上是一个加密公钥。一个事务包含一个或多个输入，每个输入包含对现有UTXO的引用和由与所有者地址相关的私钥生成的加密签名，以及一个或多个输出，每个输出都被添加到新的UTXO。
采矿
比特币的分布式共识要求网络中的节点不断尝试生成“块”交易包。网络每10分钟生成一个块，每个块都有一个时间戳、一个随机数、对前一个块的引用以及自上次生成以来所有交易的列表。
这里不详细介绍挖矿的概念。可以去查比特币白皮书。或者阅读中本聪的比特币白皮书。
然后是恶意攻击。因为比特币是密码安全的，所以攻击会针对系统中没有密码保护的部分：交易序列。其实是双花款。
1.向商家发送比特币并购买一些产品(例如NFT或数字收藏)，
2:等待货物送达3:创建另一个交易，将刚才的比特币发送到另一个账户。
4.尝试说服网络，这是第一笔交易，而不是发送给自己的交易。
正常的工作顺序应该是，例如，发生1个事务。几分钟后，挖掘器将事务包含在一个块中，例如，块27，000。1小时后，大约产生5个新区块，都指向这个交易，然后商家会发货。但是如果攻击者发起攻击，他必须首先生成另一个版本的“27000”块，然后将父块指向26999，然后他必须生成一个新的27001-27005指向自己的27000块。因为比特币的规则是默认最新的块是最长的一个，所以攻击者希望比其他块更长，所以他要有比其他网络更强的计算能力(
默克尔树
因为比特币是以多级数据结构存储的，所以块的“hash”其实只是块头的hash，包含时间戳、随机数、上一个块hash、Merkle数的数据结构的根hash。Merkle数是一棵二叉树，由一组根节点组成，每个节点是两个子节点的散列，最后一个是单个根节点，代表树的顶部。如果一个恶意用户想改变虚假事务来替换Merkle树的底部，就会引起上面的节点改变，最后改变整个根，所以可以很容易地判断他是否是有效的事务。
目前由于Merkle tree协议，前一个节点存储了所有的账簿，到2014年已经占用了15GB的磁盘空间，于是出现了一种“轻节点”，即只存储头块和它们相关交易的分支。
其他区块链的应用
Namecoin创建于2010年，名为分布式名称注册数据库。比如人家用“张三”存储账号，别人再用张三这个名字注册就不被识别了，因为他的方法是先档模式。
Colorcoin，这是一种允许人们在比特币链上创建自己的数字货币的协议。人们创造的数字货币是用一种不同的颜色来区分的(实际上它被命名为一种颜色的UTXO)。
以上两个案例说明了在比特币网络上创建共识协议的方式。第一种有一个缺点，就是要建立一个独立的网络，比较困难。第二个是应用太小，无法保证自身安全，因为神V认为分布式共识技术的应用会遵循幂律分布。
脚本
虽然可以在比特币上实现一个简单的脚本，但它仍然存在以下缺陷：
1.缺乏图灵完备性。它不支持所有计算。缺少的是类循环。
2.价值盲0UTXO无法精细控制可撤销金额。
3.状态缺失——UTXO只有两种状态：用完和没用完。
4.区块链盲，UTXO对区块链数据(随机数，时间戳，区块哈希)视而不见。
综上所述，以太坊就是要构建一个新的区块链，可以用脚本来构建元协议，而且协议不限，脚本简单，标准化。
以太坊
以太坊的区块链网络本质上是通过构建终极抽象基础层来实现的：一种内置图灵的完整编程语言，允许任何人编写智能合约和分布式计算程序。这些程序可以为所有权、交易格式和状态转换功能制定自己的规则。
一台房账户
在以太坊中，状态是由“账户”组成的，每个账户都有一个20字节的地址，状态转换是账户之间的值和信息的直接传递。包含4个字段：
1，用于确定每笔交易只能处理一次的计算机的随机数。
2.对账
3.客户的合同代码
4.账户的存储
“以太”是以太坊内部主要的加密燃料，用来支付交易费用。账户分为两种类型，由私钥控制的外部账户和由合同代码控制的合同账户。所有外部账户都没有代码，人们从所有外部账户发送消息来创建和签署交易；在契约账户中，契约账户每收到一条消息，代码就被激活，依次允许内部存储读写、发送其他消息或创建契约。
和消息事务。以太坊中的“交易”一词是指所有外部账户发送的带有消息的签名数据包。交易内容包括：1 .邮件的收件人
2.能够证明发送者身份的签名
3.一定数量的以太币从发送者转移到接收者
4.可选数据字段。
5.可选数据字段。
6.tartgas的值表示执行事务时可以运行的最大计算步骤数。
7.GASPRICE值，表示发送方为每个计算步骤支付的费用。对于6和7，主要是为了防止代码中出现意外和恶意的无限循环，因为每一步都需要耗费气费。
新闻
合同能够向其他合同发送“消息”。消息是从未序列化过的虚拟对象，只存在于以太坊执行环境中。邮件包含：
1.消息的发送者
2.邮件的收件人
3.与消息一起传送的以太坊号
4.可选数据字段
5.起始气体值
事实上，消息是一个事务，它是由契约而不是外部参与者产生的。一条消息将使接收者的帐户运行它的代码。
以太坊的状态转移函数
1.检查交易是否构造良好(例如，它具有正确的值)，签名是否正确，随机数是否与发送方帐户的随机数匹配。否则，将返回一个错误。
2.通过STARTGAS * GASPRICE计算交易成本，确定发生地址来自签名，从发件人账户中减去成本，同时增加发件人随机数。如果没有足够的余额，将返回一个错误。
3.初始化GAS=STARTGAS，并在事务中支付确定的每字节GAS数。
4.将交易金额从汇款人账户转移到收款人账户。如果收件人的帐户不存在，请创建一个。如果接收方的帐户是合同，则运行的合同代码要么完成，要么用完所有的汽油。
5.如果转账失败是因为发送方钱不够，或者密码没气了，恢复除已付费用外的所有状态变化，将费用支付到矿工账户。
6.反之，将剩余费用改由发送方承担，将消耗的费用支付给矿工。
比如这一段就很重要。明白了就明白了以太坊的交易逻辑。
假设合约的存储从空开始，发送交易：10以太坊，2000gas，0.001 gasprice，64字节，其中字节0-31代表数字2，字节32-63代表字符串CHARLIE。
1.检查交易是否有效且组织良好。
2.检查交易发送方至少有2000 * 0.001=2以太币，从其账户中扣除2以太币。
3.初始gas=2000，假设事务为170字节，每字节5gas，减去850gas，剩下1150 gas。
4.从寄件人账户减去10以太币，加到合约账户。
5.检查是否使用了合约账户的存储索引2，如果没有，则将存储索引2的数据设置为CHARLIE。假设花了187气，剩下的就是1150-187=963气。
6.将963 * 0.0001=0.963以太币返回发送方账户，同时返回结果状态。
执行代码
以太坊契约中的代码是用低级的基于栈的字节码编写的，称为“EVM代码”。它由一些列字节组成，每个字节代表一个操作，然后是程序计数器1。知道代码循环的结束或错误或停止。这些操作可以访问三种类型的数据存储：
1.堆栈，后进先出容器，数据在其中压入和压出。
2.内存，一个无限扩展的字节数组
3.契约的长期存储是一种键值存储，不同于计算后的堆栈和内存重置，会保存很长时间。
EVM执行时，其完整的计算状态可以由元组(block_state，transaction，message，code，memory，stack，pc，gas)定义，其中block_state表示账户的全局状态，包含余额和存储。在每一轮执行之前，可以通过指令找到所有元组的定义。然后，在运行时，您可以更改元组的定义，将gas减少1，将PC th增加1。
区块链和采矿
以太坊的区块链类似于比特币，但也有区别。以太坊的区块链不仅包含交易列表和最新状态副本，还包含方块数和难度。
他的数据结构用的是Patricia树而不是Merkle树，比比特币效率高一点，节省5-20倍的空间。
app应用
一般来说，有三种应用。现在我们知道以太坊有成千上万的应用。
第一类是金融程序，包括电子货币、金融衍生品、对冲合同、储蓄钱包、雇佣合同等等。
第二种半金融应用
第三种网上竞价、分布式治理等应用。
令牌系统：这里就不多说了。我什么都知道，但是我需要补充一点，以太坊的好处是可以用货币支付交易费用，因为所有的应用都可以直接使用以太坊进行交易。这就使得以太坊有了价值，也就是说在它上面运行的应用越多，以太坊的价值就越大。
示例应用程序
1.金融衍生品和币值稳定的货币。他们太多了。搜一把。
2.前段时间流行的身份和信誉系统，比如DNS和域名系统。
3.分散式文件存储。
4.分散的自治组织、人民等。
5.商店钱包，metamask。
6.作物保险
7.分散数据反馈，谢林碧
8.智能多重签名托管
9.云计算
10.点对点赌博
1.预测市场
12.连锁起来集中市场，uni等。
总结：
以太坊最初的想法是加密货币的升级版，通过高度的编程语言提供一些高级功能，而且是图灵完全的，可以支持任何类型的应用和合约。相信以太坊将非常适合作为未来大量金融和非金融协议的基础层。