Web 3 学习笔记 2 | 以太坊学习
什么是以太坊
以太坊是一个去中心化的区块链平台，允许开发者创建智能合约和去中心化应用（DApps）。与比特币不同，以太坊不仅处理交易，还支持复杂的应用。以太坊由 Vitalik Buterin 提出，并于2015年启动。
以太坊通过智能合约使得去中心化应用的开发成为可能，涵盖从金融到游戏等多个领域。以太坊的原生加密货币是以太币（ETH），用于支付交易费用（Gas）。
以太坊与比特币的比较
比特币：主要用于点对点支付。
以太坊：支持智能合约和去中心化应用，提供更广泛的功能。
以太坊架构
账户模型
以太坊中有两种账户类型：
外部拥有账户（EOAs）：由私钥控制，用户可以发送交易、转移ETH或与智能合约互动。
合约账户：由智能合约代码控制，接收消息时自动执行合约代码。
账户有以下字段：
Nonce：交易计数器。
Balance：账户中的ETH数量。
CodeHash：合约账户的代码哈希。
StorageRoot：账户存储的根哈希。
状态与数据存储
以太坊被视为一个分布式“状态机”，每笔交易都会改变网络状态。数据存储通过三棵Merkle Patricia Trie（MPT）树：
世界状态树：存储所有账户信息。
交易树：记录交易信息。
回执树：记录交易执行结果。
交易
什么是交易？
交易是以太坊网络中执行操作的基本单位，包括：
from：发送者地址。
to：接收地址。
nonce：交易计数器。
value：转移的ETH数量。
gasLimit：最大可消耗的Gas。
input data：任意附加数据。
交易生命周期
创建与签名：用户创建并签署交易。
广播：交易被广播到网络。
打包与验证：矿工选择并验证交易，打包进区块。
执行：交易被执行，如转账或智能合约调用。
确认：随着区块链扩展，交易变得不可更改。
燃料（Gas）
交易执行需要消耗 Gas，用户通过设置 Gas Limit 和 Gas Price 来控制交易费用。
Ether
定义
Ether（ETH）是以太坊的原生资产，用于支付交易费用和执行智能合约。它的最小单位是Wei（1 ETH = 1e+18 Wei）。
产生方式
初始分配：通过ICO分配给投资者。
区块奖励：通过矿工验证交易获得（在PoW机制下）。
质押奖励：在PoS机制下，验证者通过质押ETH获得奖励。
交易费用和燃烧：EIP-1559提案实施后，部分交易费用被销毁。
Ether的意义
经济意义：支持DeFi和其他金融服务。
技术意义：激励矿工和验证者，确保网络安全。
智能合约与EVM
智能合约
智能合约是自动执行、控制或文档化法律或逻辑行为的代码。它像自动售货机一样工作，用户通过支付 Gas 执行合约。
EVM（以太坊虚拟机）
EVM 是以太坊的执行环境，确保智能合约在全球任何地方的节点上执行一致。合约被编译成EVM字节码并在以太坊网络中执行。
智能合约的运行机制
编写与编译：开发者用Solidity编写合约，并将其编译为字节码。
部署：字节码通过交易发送到以太坊网络。
执行：用户或合约调用触发执行。
状态变更：合约执行后会修改全球状态。
示例代码（Solidity）
pragma solidity ^0.8.0;
contract HelloWorld {
string public greeting = "Hello, World!";
function setGreeting(string memory _greeting) public {
greeting = _greeting;
}
function getGreeting() public view returns (string memory) {
return greeting;
}
}共识机制
以太坊使用共识机制来决定区块的生成和验证。
工作量证明（PoW）
PoW依赖矿工通过解决数学难题来验证交易，并获得ETH奖励。
权益证明（PoS）
PoS选择验证者基于他们所质押的ETH来生成区块，并获得奖励。验证者质押的ETH若有失信行为会被销毁。
总结
以太坊不仅仅是一个区块链平台，它为去中心化应用的开发提供了强大的支持。通过智能合约，开发者能够创建各种自动执行的应用场景，从金融到治理等领域都可以得到广泛的应用。以太坊的核心组件包括交易机制、Gas费、Ether的产生与应用以及智能合约的执行环境（EVM）。随着以太坊从工作量证明（PoW）向权益证明（PoS）的过渡，其网络的效率和安全性将进一步得到提升。
以太坊的去中心化特性，使其成为实现区块链应用的基础设施，并引领着去中心化金融（DeFi）、NFT、DAO等创新领域的发展。通过深入了解以太坊的工作原理和技术架构，能够帮助开发者和学习者更好地理解和应用这一平台的潜力。
希望这篇分享能为你带来启发！如果你有任何问题或建议，欢迎在评论区留言，与我共同交流探讨。