以太坊数据结构 以太坊架构

一、以太坊(ETH)是什么

以太坊（ETH）是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台。

一、定义

以太坊通过其专用加密货币以太币（Ether，又称“以太币”）提供去中心化的虚拟机（称为“以太虚拟机”Ethereum Virtual Machine）来处理点对点合约。它是一个支持复杂去中心化应用（DApps）和智能合约的开源区块链平台。

二、特点

智能合约：智能合约是存储在区块链上的程序，由各节点运行，需要运行程序的人支付手续费给节点的矿工或权益人。以太坊的智能合约功能允许开发者在区块链上创建和执行具有自定义逻辑和规则的合约，这些合约可以在无需第三方信任机构的情况下自动执行。分布式应用程序：以太坊上的分布式应用程序（DApps）不会停机，也不能被关掉。这些应用程序运行在以太坊区块链上，利用智能合约实现去中心化和自动化。代币：智能合约可以创造代币供分布式应用程序使用。这些代币可以用于表示数字资产、服务、权益等，并可以在以太坊区块链上进行交易。叔块：以太坊引入了叔块（uncle block）机制，将因为速度较慢而未及时被收入母链的较短区块链并入，以提升交易量。这一机制使用的是有向无环图的相关技术。权益证明（PoS）：以太坊正在从工作量证明（PoW）向权益证明（PoS）过渡。权益证明机制相较于工作量证明更有效率，可节省大量在挖矿时浪费的电脑资源，并避免特殊应用集成电路造成网络中心化。三、第二层功能

为了支持智能合约所需的高运算量以及资料容量，以太坊也积极开发第二层功能来减轻主链的负担，扩展其实用规模。目前的主要方案包括：

支链：用较小的分支区块链运算，只将最后结果写入主链，可提升单位时间的工作量。Plasma支链：一种用于扩展以太坊区块链的分层解决方案，旨在提高交易速度和可扩展性。Rollup支链：另一种用于扩展以太坊区块链的解决方案，通过聚合交易来减少主链上的数据负载。状态通道：原理类似比特币的闪雷网络，可提升交易速度、降低区块链的负担，并提高可扩展性。分片：减少每个节点所需纪录的资料量，并透过平行运算提升效率。四、以太币

以太坊区块链上的代币称为以太币（Ether），代码为ETH。以太币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的介质。以太币的总发行量不明，因为权益证明的具体运作方式仍在研究中。以太币对其他实体货币的汇率可能在短时间内大幅变化。

五、智能合约的重要性

以太坊最重要的技术贡献就是智能合约。智能合约可以协助和验证合约的谈判和运行，让众多组织的数据库得以用低廉的成本交互，并且让用户写下精密的合约。智能合约的公开性意味着如果合约中有漏洞，任何人都可以立刻看到，但修正程序可能会需要一些时间。

六、以太坊组件

p2p网络：以太坊运行在Ethereum Main Network上，这是一个通过TCP 30303端口寻址的网络。共识规则：以太坊的共识规则由以太坊黄皮书中的参考标准进行精确定义。交易：以太坊交易是一个网络消息，主要包含交易的发送方、接收方、价值和数据载荷。状态机：以太坊的状态转换由以太坊虚拟机（EVM）处理，这是一个基于栈的虚拟机，执行bytecode（字节码指令）。数据结构：以太坊的区块链以数据库（通常采用Google的LevelDB）的方式保存在每一个节点之上，区块链内包含了交易和系统的状态，经过哈希处理的数据保存在Merkle Patricia Tree数据结构之内。综上所述，以太坊是一个功能强大且灵活的区块链平台，通过智能合约和分布式应用程序为开发者提供了广泛的创新空间。

二、以太坊和比特币的区别

1.比特币是一种货币，是一种使用某种算法和数据结构产生的一堆数据，而且还会不停并且不能停地产生。只要这堆数据停止了增加，那我们就认为比特币死了。这堆数据可以用来干很多事，现在我们就拿它来做为货币，还可以拿它来搞智能合约之类的东西。这堆数据可以用来干很多事，现在我们就拿它来做为货币，还可以拿它来搞智能合约之类的东西。

2.以太坊是一种智能合约和去中心化应用平台。讲它是“平台”也是一种在我们使用者当中的投影。平台这个概念很有意思，比如我们说Windows是一个平台，微信也是一个平台，比如我们说一个大学也是一个平台，社会也是一个平台。所谓的平台，就是在这上面我们能做事。而深挖以太坊，其实和比特币是一样的，也是使用某种算法和数据结构产生的一堆数据，这一堆数据也一样还在继续增加而且不能停止增加。

3.比特币的优势：整体看来，参赛团队对于比特币的投资支持率为 55%，以太坊则为 45%。根据部分团队给出的研究报告，比特币的价值仍然会高于以太坊，预计到 2020年，比特币的价格将会再度上涨 600%。

拓展资料：

1.比特币和以太币的产生过程：比特币和以太币都是通过挖矿程序产生的。通过竞争计算一种题目，谁先算得谁获得系统奖励的币。两者的区别是计算的题目不一样。比特币是十分钟算一个解，以太币是12秒一个解。使用以太坊，阻挡时间设置为14-15秒，而不是比特币10分钟。很明显，以太坊比起比特币允许更快的交易时间；以太坊逐年释放相同数量的以太网，而比特币区块每四年会减半；比特币交易的成本是标准化的，而与以太坊相比，成本可能会根据计算复杂性，带宽使用和存储需求而变化；以太坊自己的图灵完整的内部代码允许计算任何东西，只要有计算能力和时间。比特币中没有这种灵活性；以太坊成群结队，而比特币被释放-现有2100万比特币中的大部分都由早期的矿工拥有；与比特币不同，以太坊通过其Ghost协议阻止集中式池池挖掘；以太坊使用Ethash，这是一种内存硬哈希算法。比特币使用集中式专用集成电路。