以太坊是一个具有广阔愿景的公共区块链网络。以太坊的设计者意识到,如果你建立了一个公共区块链网络,你可以做的不仅仅是跟踪数字货币:你可以运行一台 全球公共计算机,始终向世界开放。这就是以太坊:它是一个全球网络,能够在以太坊虚拟机(EVM)上运行程序。程序是用名为Solidity的语言为 EVM 编写的,网络使用一种名为以太坊(或ETH,发音为“eeth”)的加密货币来补偿维护网络的人员,同时也作为进行交易的价值代币在网络上。
如前所述,区块链网络的一个基本功能是协调网络中所有节点之间关于交易是否有效的一致过程。这种协议称为 共识,其发生的过程称为 共识机制,或 共识协议。以太坊有两种不同的共识机制,第一个是 工作量证明(PoW),第二个是 权益证明(PoS)。 2022 年,以太坊主网上 PoW 被 PoS 取代。 在这两种机制中,计算机都被用来完成验证交易有效性并达成一致的工作。
在 PoW共识 下,被称为“矿工”的参与者承担验证交易、创建区块和维护链条的责任。作为交换,每当这些矿工的节点第一个完成或开采一个新区块时,他们就会获得奖励(以 ETH 为单位);这也激励矿工拥有优质的设备和连接速度,这反过来又有助于网络。 然而,存在足够多的矿工联合起来(至少 51% 的网络)并颠覆网络控制以达到自己目的的可能性,重写交易历史记录、窃取代币等。为了防止这种情况和其他安全问题为了解决这些问题,挖矿故意变得困难,即计算复杂(通常称为“昂贵”),以使任何流氓行为者几乎不可能执行所谓的“51%攻击”。 这种旨在确保网络安全的设计具有副作用,特别是环境和现实世界的经济影响;区块链上的经济模型也是低效的。更快地开采区块的持续激励意味着矿工有真正的动力去购买新计算机,甚至是除了在区块链上挖矿之外不做任何事情的专用计算机。大型、功能强大的计算机消耗大量电力,并产生大量热量。从很多方面来看,这种对环境不友好、效率低下的军备竞赛很难证明其合理性。 进入PoS 共识 :验证者不是矿工, 而是确保交易有效性和网络完整性的参与者。每个验证者必须** 抵押** 32 ETH,以取代昂贵的数字运算作为安全措施;也就是说,将其存入 智能合约(一种存在于以太坊区块链上的计算机程序)中,并承诺他们将根据规则操作验证器。如果他们恶意行事,或者试图颠覆或攻击网络,或者只是没有保持足够的连接性,那么他们所质押的货币将被削减或被拿走。如果他们做了他们应该做的事情,保持连接并确认交易,他们将获得 ETH 奖励,就像矿工一样。有关 PoS 的更多信息,请参阅此处。
以太坊目前使用 PoS,这意味着主网(即当前使用的单一区块链)依赖于称为验证器的特殊节点来创建和确认区块的有效性,并确保网络的持续完整性。以太坊于 2022 年 9 月 15 日从 PoW 切换到 PoS,意味着能源支出减少了 99%。
Gas是以太坊虚拟机(EVM)上处理交易和智能合约所需计算量的计量单位。更复杂的智能合约和代码将需要更多的汽油来执行,就像更大、更强大的汽车需要更多的汽油来运行一样。 计算gas曾经非常复杂,但随着2021年8月4日以太坊改进协议 (EIP)1559的实施,它被大大简化。本质上,您 为每单位的 Gas支付基本费用,这些费用在交易成功完成后会被烧毁或消失。除了基本费用之外,您还需要添加优先费(同样是每单位 Gas),其价值取决于您希望交易完成的速度。 以下是在 MetaMask 中处理气体的一些基本细节:
Gas限额是您为了执行交易或 EVM 操作愿意支付的最大 Gas 单位数。发送 ETH 的标准交易通常需要花费21,000 个 Gas 。
最高优先费(也称为“矿工小费”)将支付给矿工或验证者,并激励他们优先处理您的交易。大多数情况下,您输入的“最大优先费”值就是您支付的金额。
最高费用是为您的交易支付的全球总金额。计算公式为:(基本费用 + 优先费用)x 使用的 Gas 单位。每个 Gas 的最大费用与基本费用 + 每个 Gas 的最大优先费用之间的差额将“退还”给用户。
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除了以太坊网络的原生货币以太币之外,以太坊上使用的代币主要有两种类型:ERC-20,它们是“可替代”代币,对应于人们所说的“加密货币”,以及ERC-721和ERC-1155 ,“不可替代的代币”,缩写NFT的由来。 当然,两者之间的区别是高度技术性的,但归根结底是名称的区别。 ERC-20 代币经过专门设计,具有完全可互换性和流动性,就像传统的法定货币一样。例如,就像美元一样,每个相同类型的 ERC-20 代币都具有完全相同的价值:这就是“可替代”的含义。 另一方面,ERC-721 和 ERC-1155 代币经过专门设计,具有独特性和不可复制性,但当然可以在各方之间转移,通常具有重大价值。 ERC-721 是 以太坊上的OG NFT 标准,为“铸造”(创建)一次性的、独特的 NFT 提供了蓝图。 ERC-1155 出现得稍晚一些,它标准化了一种同时铸造多个 NFT(实际上是可替代代币)的方法。
由于区块链网络是一个独立的网络,与传统的互联网连接不同,因此需要特定的软件来访问网络并显示区块链上记录的数据。这可以通过以太坊客户端实现,该客户端是独立软件,通常只有命令行界面,是许多开发人员的首选工具。此外,以太坊社区还开发了许多资源,允许传统互联网和以太坊网络之间的连接。 这些努力的支柱是MetaMask,这是一款开创性的浏览器插件和移动应用程序,为用户提供托管(用户控制和拥有)以太坊钱包和dapps或去中心化应用程序的访问权限,使您可以与以太坊区块链进行交互。
当您想要更深入地查看各个交易的详细信息或鸟瞰以太坊网络时,需要使用区块浏览器。区块浏览器是一个提供界面来导航和检查网络上包含的信息的网站。突出的例子包括Etherscan和Ethplorer,以及与以太坊相关的其他网络(“EVM 兼容”)都有自己的变体。
当您冒险进入去中心化网络(或 通常称为Web3)时 ,您将了解到以太坊实际上不仅仅是一个网络。以太坊区块链和 EVM 在以太坊主网上生存和运行,并且存在许多以太坊测试网,正如它们听起来的那样,是主网的沙盒版本,其中 ETH 除了测试应用程序之外没有任何实际价值。 但这只是开始;目前已经开发了许多与以太坊兼容的 侧链 ,为用户提供在单独的区块链上以该链的本机货币进行交易的选项,以避免有时昂贵的 EVM 和以太坊主网交易费用。其中一些链是专门为某个用例设计的,例如视频游戏或 DeFi;其他是通用的“扩展网络”,称为第 2 层或 L2,目的是增加以太坊的体积和容量。 用户通常最终会在这些侧链上获得代币和 NFT,他们可以通过桥将其带回以太坊主网; NFT 可以在市场上保存、展示、销售;这些代币可以交换为其他代币、兑换为 ETH、质押、借用、出借、用于其他 dapp、转移到其他侧链并用于视频游戏或视频游戏投资引擎混合体,或者,嗯……未来仍在发展中书面。