以太坊開發學習

A. 區塊鏈金融教育培訓機構主要會教些什麼內容

首先來說，一家金融教育培訓機構，一般都會重視自己的一個教學內容完整性。TBSEO金融教育培訓機構主要是培訓區塊鏈在金融行業中如何靈活的運用知識。他從高低搭配，系統學習的角度完善參與者的一個投資知識體系，這對如何吸引投資者以及指導投資者如何投資都有著非常積極的意義。

B. 【深度知識】以太坊數據序列化RLP編碼/解碼原理

RLP(Recursive Length Prefix)，中文翻譯過來叫遞歸長度前綴編碼，它是以太坊序列化所採用的編碼方式。RLP主要用於以太坊中數據的網路傳輸和持久化存儲。

對象序列化方法有很多種，常見的像JSON編碼，但是JSON有個明顯的缺點：編碼結果比較大。例如有如下的結構：

變數s序列化的結果是{"name":"icattlecoder","sex":"male"},字元串長度35，實際有效數據是icattlecoder 和male，共計16個位元組，我們可以看到JSON的序列化時引入了太多的冗餘信息。假設以太坊採用JSON來序列化，那麼本來50GB的區塊鏈可能現在就要100GB，當然實際沒這么簡單。

所以，以太坊需要設計一種結果更小的編碼方法。

RLP編碼的定義只處理兩類數據：一類是字元串（例如位元組數組），一類是列表。字元串指的是一串二進制數據，列表是一個嵌套遞歸的結構，裡面可以包含字元串和列表，例如["cat",["puppy","cow"],"horse",[[]],"pig",[""],"sheep"]就是一個復雜的列表。其他類型的數據需要轉成以上的兩類，轉換的規則不是RLP編碼定義的，可以根據自己的規則轉換，例如struct可以轉成列表，int可以轉成二進制（屬於字元串一類），以太坊中整數都以大端形式存儲。

從RLP編碼的名字可以看出它的特點：一個是遞歸，被編碼的數據是遞歸的結構，編碼演算法也是遞歸進行處理的；二是長度前綴，也就是RLP編碼都帶有一個前綴，這個前綴是跟被編碼數據的長度相關的，從下面的編碼規則中可以看出這一點。

對於值在[0, 127]之間的單個位元組，其編碼是其本身。

例1：a的編碼是97。

如果byte數組長度l <= 55，編碼的結果是數組本身，再加上128+l作為前綴。

例2：空字元串編碼是128，即128 = 128 + 0。

例3：abc編碼結果是131 97 98 99，其中131=128+len("abc")，97 98 99依次是a b c。

如果數組長度大於55， 編碼結果第一個是183加數組長度的編碼的長度，然後是數組長度的本身的編碼，最後是byte數組的編碼。

請把上面的規則多讀幾篇，特別是數組長度的編碼的長度。

例4：編碼下面這段字元串：

The length of this sentence is more than 55 bytes, I know it because I pre-designed it
這段字元串共86個位元組，而86的編碼只需要一個位元組，那就是它自己，因此，編碼的結果如下：

184 86 84 104 101 32 108 101 110 103 116 104 32 111 102 32 116 104 105 115 32 115 101 110 116 101 110 99 101 32 105 115 32 109 111 114 101 32 116 104 97 110 32 53 53 32 98 121 116 101 115 44 32 73 32 107 110 111 119 32 105 116 32 98 101 99 97 117 115 101 32 73 32 112 114 101 45 100 101 115 105 103 110 101 100 32 105 116
其中前三個位元組的計算方式如下：

184 = 183 + 1，因為數組長度86編碼後僅佔用一個位元組。
86即數組長度86
84是T的編碼
例5：編碼一個重復1024次"a"的字元串，其結果為：185 4 0 97 97 97 97 97 97 ...。
1024按 big endian編碼為004 0，省略掉前面的零，長度為2，因此185 = 183 + 2。

規則1~3定義了byte數組的編碼方案，下面介紹列表的編碼規則。在此之前，我們先定義列表長度是指子列表編碼後的長度之和。

如果列表長度小於55，編碼結果第一位是192加列表長度的編碼的長度，然後依次連接各子列表的編碼。

注意規則4本身是遞歸定義的。
例6：["abc", "def"]的編碼結果是200 131 97 98 99 131 100 101 102。
其中abc的編碼為131 97 98 99,def的編碼為131 100 101 102。兩個子字元串的編碼後總長度是8，因此編碼結果第一位計算得出：192 + 8 = 200。

如果列表長度超過55，編碼結果第一位是247加列表長度的編碼長度，然後是列表長度本身的編碼，最後依次連接各子列表的編碼。

規則5本身也是遞歸定義的，和規則3相似。

例7：

["The length of this sentence is more than 55 bytes, ", "I know it because I pre-designed it"]
的編碼結果是:

248 88 179 84 104 101 32 108 101 110 103 116 104 32 111 102 32 116 104 105 115 32 115 101 110 116 101 110 99 101 32 105 115 32 109 111 114 101 32 116 104 97 110 32 53 53 32 98 121 116 101 115 44 32 163 73 32 107 110 111 119 32 105 116 32 98 101 99 97 117 115 101 32 73 32 112 114 101 45 100 101 115 105 103 110 101 100 32 105 116
其中前兩個位元組的計算方式如下：

248 = 247 +1
88 = 86 + 2，在規則3的示例中，長度為86，而在此例中，由於有兩個子字元串，每個子字元串本身的長度的編碼各佔1位元組，因此總共佔2位元組。
第3個位元組179依據規則2得出179 = 128 + 51
第55個位元組163同樣依據規則2得出163 = 128 + 35

例8：最後我們再來看個稍復雜點的例子以加深理解遞歸長度前綴，

["abc",["The length of this sentence is more than 55 bytes, ", "I know it because I pre-designed it"]]
編碼結果是：

248 94 131 97 98 99 248 88 179 84 104 101 32 108 101 110 103 116 104 32 111 102 32 116 104 105 115 32 115 101 110 116 101 110 99 101 32 105 115 32 109 111 114 101 32 116 104 97 110 32 53 53 32 98 121 116 101 115 44 32 163 73 32 107 110 111 119 32 105 116 32 98 101 99 97 117 115 101 32 73 32 112 114 101 45 100 101 115 105 103 110 101 100 32 105 116
列表第一項字元串abc根據規則2，編碼結果為131 97 98 99,長度為4。
列表第二項也是一個列表項：

["The length of this sentence is more than 55 bytes, ", "I know it because I pre-designed it"]
根據規則5，結果為

248 88 179 84 104 101 32 108 101 110 103 116 104 32 111 102 32 116 104 105 115 32 115 101 110 116 101 110 99 101 32 105 115 32 109 111 114 101 32 116 104 97 110 32 53 53 32 98 121 116 101 115 44 32 163 73 32 107 110 111 119 32 105 116 32 98 101 99 97 117 115 101 32 73 32 112 114 101 45 100 101 115 105 103 110 101 100 32 105 116
長度為90，因此，整個列表的編碼結果第二位是90 + 4 = 94, 佔用1個位元組，第一位247 + 1 = 248

以上5條就是RPL的全部編碼規則。

各語言在具體實現RLP編碼時，首先需要將對像映射成byte數組或列表兩種形式。以go語言編碼struct為例，會將其映射為列表，例如Student這個對象處理成列表["icattlecoder","male"]

如果編碼map類型，可以採用以下列表形式：

[["",""],["",""],["",""]]

解碼時，首先根據編碼結果第一個位元組f的大小，執行以下的規則判斷：

1.如果f∈ [0,128),那麼它是一個位元組本身。

2.如果f∈[128,184)，那麼它是一個長度不超過55的byte數組，數組的長度為 l=f-128

3.如果f∈[184,192)，那麼它是一個長度超過55的數組，長度本身的編碼長度ll=f-183,然後從第二個位元組開始讀取長度為ll的bytes，按照BigEndian編碼成整數l，l即為數組的長度。

4.如果f∈(192,247]，那麼它是一個編碼後總長度不超過55的列表，列表長度為l=f-192。遞歸使用規則1~4進行解碼。

5.如果f∈(247,256]，那麼它是編碼後長度大於55的列表，其長度本身的編碼長度ll=f-247,然後從第二個位元組讀取長度為ll的bytes,按BigEndian編碼成整數l，l即為子列表長度。然後遞歸根據解碼規則進行解碼。

以上解釋了什麼叫遞歸長度前綴編碼，這個名字本身很好的解釋了編碼規則。

（1） 以太坊源碼學習—RLP編碼( https://segmentfault.com/a/1190000011763339 )
（2）簡單分析RLP編碼原理
( https://blog.csdn.net/itchosen/article/details/78183991 )

C. 以太坊智能合約開發語言solidity是什麼

Solidity 語言是一種專門用於編寫和執行智能合約的語言,是在以太坊虛擬機基礎上運行的、面向合約的高級語言，最初是在 2014 年 8 月由以太坊的前任 CTO和聯合創始人 Gavin Wood 提出來的，後來由以太坊開發人員組建了一支專門的團隊，對 Solidity 語言進行不斷改進，目前仍在開發和優化之中，在 GitHub 上的開發存儲區域是 htps:/github.com/thereum/solidity，在這里我們可以了解到最全面的關於 Solidity 語言開發和迭代的過程詳情、相關文檔。 在語言的風格上，Solidity 語言受到 C++、Python 和 JavaScript 3 種語言的深刻影響，它是一種靜態類型的編程語言，以位元組碼(Bytecode)的模式進行編譯，因此可以在以太坊虛擬機上運行。Gavin Wood 在開發 Solidity 語言時借鑒了 JavaScript 的 ECMAScript 腳本語言的語法規則,使它與現有的網頁開發語言有些類似，但其實有較大不同，如 Solidity 語言擁有靜態類型、可變返回函數等。最重要的一點是，Solidity 語言可以編寫具有自執行的業務邏輯、嵌入智能合約中的合約，因此它不但是以太坊的基礎編程語言之一，而且是其他絕大部分基於以太坊的、具有智能合約的各種區塊鏈產品(Blockchain 2.0)的基礎編程語言，被廣泛應用於目前絕大多數區塊鏈產品，如超級賬本(Hyperledger)項目就是用 Soliditv 語言開發而成的。

鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站 」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。

D. 如何開發編譯部署調用智能合約

在Solidity中，一個合約由一組代碼（合約的函數）和數據（合約的狀態）組成。合約位於以太坊區塊鏈上的一個特殊地址。uint storedData; 這行代碼聲明了一個狀態變數，變數名為storedData，類型為 uint （256bits無符號整數）。你可以認為它就像資料庫裡面的一個存儲單元，跟管理資料庫一樣，可以通過調用函數查詢和修改它。在以太坊中，通常只有合約 的擁有者才能這樣做。在這個例子中，函數 set 和 get 分別用於修改和查詢變數的值。

跟很多其他語言一樣，訪問狀態變數時，不需要在前面增加 this. 這樣的前綴。

這個合約還無法做很多事情（受限於以太坊的基礎設施），僅僅是允許任何人儲存一個數字。而且世界上任何一個人都可以來存取這個數字，缺少一個（可靠 的）方式來保護你發布的數字。任何人都可以調用set方法設置一個不同的數字覆蓋你發布的數字。但是你的數字將會留存在區塊鏈的歷史上。稍後我們會學習如 何增加一個存取限制，使得只有你才能修改這個數字。

代幣的例子

接下來的合約將實現一個形式最簡單的加密貨幣。空中取幣不再是一個魔術，當然只有創建合約的人才能做這件事情（想用其他貨幣發行模式也很簡單，只是實現細節上的差異）。而且任何人都可以發送貨幣給其他人，不需要注冊用戶名和密碼，只要有一對以太坊的公私鑰即可。

注意
對於在線solidity環境來說，這不是一個好的例子。如果你使用在線solidity環境 來嘗試這個例子。調用函數時，將無法改變from的地址。所以你只能扮演鑄幣者的角色，可以鑄造貨幣並發送給其他人，而無法扮演其他人的角色。這點在線 solidity環境將來會做改進。

E. 以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南

以太坊是什麼丨以太坊開發入門指南
很多同學已經躍躍欲試投入到區塊鏈開發隊伍當中來，可是又感覺無從下手，本文將基於以太坊平台，以通俗的方式介紹以太坊開發中涉及的各晦澀的概念，輕松帶大家入門。
以太坊是什麼
以太坊（Ethereum）是一個建立在區塊鏈技術之上， 去中心化應用平台。它允許任何人在平台中建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用。
對這句話不理解的同學，姑且可以理解為以太坊是區塊鏈里的Android，它是一個開發平台，讓我們就可以像基於Android Framework一樣基於區塊鏈技術寫應用。
在沒有以太坊之前，寫區塊鏈應用是這樣的：拷貝一份比特幣代碼，然後去改底層代碼如加密演算法，共識機制，網路協議等等（很多山寨幣就是這樣，改改就出來一個新幣）。
以太坊平台對底層區塊鏈技術進行了封裝，讓區塊鏈應用開發者可以直接基於以太坊平台進行開發，開發者只要專注於應用本身的開發，從而大大降低了難度。
目前圍繞以太坊已經形成了一個較為完善的開發生態圈：有社區的支持，有很多開發框架、工具可以選擇。
智能合約
什麼是智能合約
以太坊上的程序稱之為智能合約， 它是代碼和數據(狀態)的集合。
智能合約可以理解為在區塊鏈上可以自動執行的（由事件驅動的）、以代碼形式編寫的合同（特殊的交易）。
在比特幣腳本中，我們講到過比特幣的交易是可以編程的，但是比特幣腳本有很多的限制，能夠編寫的程序也有限，而以太坊則更加完備（在計算機科學術語中，稱它為是「圖靈完備的」），讓我們就像使用任何高級語言一樣來編寫幾乎可以做任何事情的程序（智能合約）。
智能合約非常適合對信任、安全和持久性要求較高的應用場景，比如：數字貨幣、數字資產、投票、保險、金融應用、預測市場、產權所有權管理、物聯網、點對點交易等等。
目前除數字貨幣之外，真正落地的應用還不多（就像移動平台剛開始出來一樣），相信1到3年內，各種殺手級會慢慢出現。
編程語言：Solidity
智能合約的默認的編程語言是Solidity，文件擴展名以.sol結尾。
Solidity是和JavaScript相似的語言，用它來開發合約並編譯成以太坊虛擬機位元組代碼。
還有長像Python的智能合約開發語言：Serpent，不過建議大家還是使用Solidity。
Browser-Solidity是一個瀏覽器的Solidity IDE, 大家可以點進去看看，以後我們更多文章介紹Solidity這個語言。
運行環境：EVM
EVM（Ethereum Virtual Machine）以太坊虛擬機是以太坊中智能合約的運行環境。
Solidity之於EVM，就像之於跟JVM的關系一樣，這樣大家就容易理解了。
以太坊虛擬機是一個隔離的環境，在EVM內部運行的代碼不能跟外部有聯系。
而EVM運行在以太坊節點上，當我們把合約部署到以太坊網路上之後，合約就可以在以太坊網路中運行了。
合約的編譯
以太坊虛擬機上運行的是合約的位元組碼形式，需要我們在部署之前先對合約進行編譯，可以選擇Browser-Solidity Web IDE或solc編譯器。
合約的部署
在以太坊上開發應用時，常常要使用到以太坊客戶端（錢包）。平時我們在開發中，一般不接觸到客戶端或錢包的概念，它是什麼呢？
以太坊客戶端（錢包）
以太坊客戶端，其實我們可以把它理解為一個開發者工具，它提供賬戶管理、挖礦、轉賬、智能合約的部署和執行等等功能。
EVM是由以太坊客戶端提供的。
Geth是典型的開發以太坊時使用的客戶端，基於Go語言開發。 Geth提供了一個互動式命令控制台，通過命令控制台中包含了以太坊的各種功能（API）。Geth的使用我們之後會有文章介紹，這里大家先有個概念。
Geth控制台和Chrome瀏覽器開發者工具里的面的控制台是類似，不過是跑在終端里。
相對於Geth，Mist則是圖形化操作界面的以太坊客戶端。
如何部署
智能合約的部署是指把合約位元組碼發布到區塊鏈上，並使用一個特定的地址來標示這個合約，這個地址稱為合約賬戶。
以太坊中有兩類賬戶：
· 外部賬戶
該類賬戶被私鑰控制（由人控制），沒有關聯任何代碼。
· 合約賬戶
該類賬戶被它們的合約代碼控制且有代碼與之關聯。
和比特幣使用UTXO的設計不一樣，以太坊使用更為簡單的賬戶概念。
兩類賬戶對於EVM來說是一樣的。
外部賬戶與合約賬戶的區別和關系是這樣的：一個外部賬戶可以通過創建和用自己的私鑰來對交易進行簽名，來發送消息給另一個外部賬戶或合約賬戶。
在兩個外部賬戶之間傳送消息是價值轉移的過程。但從外部賬戶到合約賬戶的消息會激活合約賬戶的代碼，允許它執行各種動作（比如轉移代幣，寫入內部存儲，挖出一個新代幣，執行一些運算，創建一個新的合約等等）。
只有當外部賬戶發出指令時，合同賬戶才會執行相應的操作。
合約部署就是將編譯好的合約位元組碼通過外部賬號發送交易的形式部署到以太坊區塊鏈上（由實際礦工出塊之後，才真正部署成功）。
運行
合約部署之後，當需要調用這個智能合約的方法時只需要向這個合約賬戶發送消息（交易）即可，通過消息觸發後智能合約的代碼就會在EVM中執行了。
Gas
和雲計算相似，佔用區塊鏈的資源（不管是簡單的轉賬交易，還是合約的部署和執行）同樣需要付出相應的費用（天下沒有免費的午餐對不對!）。
以太坊上用Gas機制來計費，Gas也可以認為是一個工作量單位，智能合約越復雜（計算步驟的數量和類型，佔用的內存等），用來完成運行就需要越多Gas。
任何特定的合約所需的運行合約的Gas數量是固定的，由合約的復雜度決定。
而Gas價格由運行合約的人在提交運行合約請求的時候規定，以確定他願意為這次交易願意付出的費用：Gas價格（用以太幣計價） * Gas數量。
Gas的目的是限制執行交易所需的工作量，同時為執行支付費用。當EVM執行交易時，Gas將按照特定規則被逐漸消耗，無論執行到什麼位置，一旦Gas被耗盡，將會觸發異常。當前調用幀所做的所有狀態修改都將被回滾， 如果執行結束還有Gas剩餘，這些Gas將被返還給發送賬戶。
如果沒有這個限制，就會有人寫出無法停止（如：死循環）的合約來阻塞網路。
因此實際上（把前面的內容串起來），我們需要一個有以太幣余額的外部賬戶，來發起一個交易（普通交易或部署、運行一個合約），運行時，礦工收取相應的工作量費用。
以太坊網路
有些著急的同學要問了，沒有以太幣，要怎麼進行智能合約的開發？可以選擇以下方式：
選擇以太坊官網測試網路Testnet
測試網路中，我們可以很容易獲得免費的以太幣，缺點是需要發很長時間初始化節點。
使用私有鏈
創建自己的以太幣私有測試網路，通常也稱為私有鏈，我們可以用它來作為一個測試環境來開發、調試和測試智能合約。
通過上面提到的Geth很容易就可以創建一個屬於自己的測試網路，以太幣想挖多少挖多少，也免去了同步正式網路的整個區塊鏈數據。
使用開發者網路(模式)
相比私有鏈，開發者網路(模式)下，會自動分配一個有大量余額的開發者賬戶給我們使用。
使用模擬環境
另一個創建測試網路的方法是使用testrpc，testrpc是在本地使用內存模擬的一個以太坊環境，對於開發調試來說，更方便快捷。而且testrpc可以在啟動時幫我們創建10個存有資金的測試賬戶。
進行合約開發時，可以在testrpc中測試通過後，再部署到Geth節點中去。
更新：testrpc 現在已經並入到Truffle 開發框架中，現在名字是Ganache CLI。
Dapp：去中心化的應用程序
以太坊社區把基於智能合約的應用稱為去中心化的應用程序(DecentralizedApp)。如果我們把區塊鏈理解為一個不可篡改的資料庫，智能合約理解為和資料庫打交道的程序，那就很容易理解Dapp了，一個Dapp不單單有智能合約，比如還需要有一個友好的用戶界面和其他的東西。
Truffle
Truffle是Dapp開發框架，他可以幫我們處理掉大量無關緊要的小事情，讓我們可以迅速開始寫代碼-編譯-部署-測試-打包DApp這個流程。
總結
我們現在來總結一下，以太坊是平台，它讓我們方便的使用區塊鏈技術開發去中心化的應用，在這個應用中，使用Solidity來編寫和區塊鏈交互的智能合約，合約編寫好後之後，我們需要用以太坊客戶端用一個有餘額的賬戶去部署及運行合約（使用Truffle框架可以更好的幫助我們做這些事情了）。為了開發方便，我們可以用Geth或testrpc來搭建一個測試網路。
註：本文中為了方便大家理解，對一些概念做了類比，有些嚴格來不是准確，不過我也認為對於初學者，也沒有必要把每一個概念掌握的很細致和准確，學習是一個逐步深入的過程，很多時候我們會發現，過一段後，我們會對同一個東西有不一樣的理解。

F. 011：Ethash演算法|《ETH原理與智能合約開發》筆記

待字閨中開發了一門區塊鏈方面的課程：《深入淺出ETH原理與智能合約開發》，馬良老師講授。此文集記錄我的學習筆記。

課程共8節課。其中，前四課講ETH原理，後四課講智能合約。
第四課分為三部分：

這篇文章是第四課第一部分的學習筆記：Ethash演算法。

這節課介紹的是以太坊非常核心的挖礦演算法。

在介紹Ethash演算法之前，先講一些背景知識。其實區塊鏈技術主要是解決一個共識的問題，而共識是一個層次很豐富的概念，這里把范疇縮小，只討論區塊鏈中的共識。

什麼是共識？

在區塊鏈中，共識是指哪個節點有記賬權。網路中有多個節點，理論上都有記賬權，首先面臨的問題就是，到底誰來記帳。另一個問題，交易一定是有順序的，即誰在前，前在後。這樣可以解決雙花問題。區塊鏈中的共識機制就是解決這兩個問題，誰記帳和交易的順序。

什麼是工作量證明演算法

為了決定眾多節點中誰來記帳，可以有多種方案。其中，工作量證明就讓節點去算一個哈希值，滿足難度目標值的勝出。這個過程只能通過枚舉計算，誰算的快，誰獲勝的概率大。收益跟節點的工作量有關，這就是工作量證明演算法。

為什麼要引入工作量證明演算法？

Hash Cash 由Adam Back 在1997年發表，中本聰首次在比特幣中應用來解決共識問題。

它最初用來解決垃圾郵件問題。

其主要設計思想是通過暴力搜索，找到一種Block頭部組合（通過調整nonce）使得嵌套的SHA256單向散列值輸出小於一個特定的值（Target）。

這個演算法是計算密集型演算法，一開始從CPU挖礦，轉而為GPU，轉而為FPGA，轉而為ASIC，從而使得算力變得非常集中。

算力集中就會帶來一個問題，若有一個礦池的算力達到51%，則它就會有作惡的風險。這是比特幣等使用工作量證明演算法的系統的弊端。而以太坊則吸取了這個教訓，進行了一些改進，誕生了Ethash演算法。

Ethash演算法吸取了比特幣的教訓，專門設計了非常不利用計算的模型，它採用了I/O密集的模型，I/O慢，計算再快也沒用。這樣，對專用集成電路則不是那麼有效。

該演算法對GPU友好。一是考慮如果只支持CPU，擔心易被木馬攻擊；二是現在的顯存都很大。

輕型客戶端的演算法不適於挖礦，易於驗證；快速啟動

演算法中，主要依賴於Keccake256 。

數據源除了傳統的Block頭部，還引入了隨機數陣列DAG（有向非循環圖）（Vitalik提出）

種子值很小。根據種子值生成緩存值，緩存層的初始值為16M，每個世代增加128K。

在緩存層之下是礦工使用的數據值，數據層的初始值是1G，每個世代增加8M。整個數據層的大小是128Bytes的素數倍。

框架主要分為兩個部分，一是DAG的生成，二是用Hashimoto來計算最終的結果。

DAG分為三個層次，種子層，緩存層，數據層。三個層次是逐漸增大的。

種子層很小，依賴上個世代的種子層。

緩存層的第一個數據是根據種子層生成的，後面的根據前面的一個來生成，它是一個串列化的過程。其初始大小是16M，每個世代增加128K。每個元素64位元組。

數據層就是要用到的數據，其初始大小1G，現在約2個G，每個元素128位元組。數據層的元素依賴緩存層的256個元素。

整個流程是內存密集型。

首先是頭部信息和隨機數結合在一起，做一個Keccak運算，獲得初始的單向散列值Mix[0]，128位元組。然後，通過另外一個函數，映射到DAG上，獲取一個值，再與Mix[0]混合得到Mix[1]，如此循環64次，得到Mix[64]，128位元組。

接下來經過後處理過程，得到 mix final 值，32位元組。（這個值在前面兩個小節《 009：GHOST協議 》、《 010：搭建測試網路 》都出現過）

再經過計算，得出結果。把它和目標值相比較，小於則挖礦成功。

難度值大，目標值小，就越難（前面需要的 0 越多）。

這個過程也是挖礦難，驗證容易。

為防止礦機，mix function函數也有更新過。

難度公式見課件截圖。

根據上一個區塊的難度，來推算下一個。

從公式看出，難度由三部分組成，首先是上一區塊的難度，然後是線性部分，最後是非線性部分。

非線性部分也叫難度炸彈，在過了一個特定的時間節點後，難度是指數上升。如此設計，其背後的目的是，在以太坊的項目周期中，在大都會版本後的下一個版本中，要轉換共識，由POW變為POW、POS混合型的協議。基金會的意思可能是使得挖礦變得沒意思。

難度曲線圖顯示，2017年10月，難度有一個大的下降，獎勵也由5個變為3個。

本節主要介紹了Ethash演算法，不足之處，請批評指正。

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《以太坊技術詳解與實戰》（閆鶯）電子書網盤下載免費在線閱讀

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書名：以太坊技術詳解與實戰

作者：閆鶯

豆瓣評分：7.7

出版社：機械工業出版社

出版年份：2018-4-3

頁數：226

內容簡介：

以太坊創始人、首席科學家Vitalik Buterin傾力推薦，工業界與學術界區塊鏈專家聯合撰寫，權威性和實用性毋庸置疑。本書深入剖析以太坊架構、核心部件、智能合約編寫與開發案例等關鍵技術，並涵蓋以太坊數據分析、性能優化、隱私與數據安全等前沿實踐與進展。

第1章 介紹區塊鏈背景、基本原理與應用，以對區塊鏈有整體性了解。

第2章 詳解以太坊架構與組成，涵蓋以太坊架構、核心概念與技術、客戶端與域名服務等，是後續學習的基礎。

第3章 帶領讀者部署不同網路類型以太坊區塊鏈，含有多種技巧與腳本樣例。

第4章 剖析智能合約與以太坊虛擬機的原理，這兩者是以太坊的魅力所在，了解後可以更好地開發智能合約。

第5~6章 手把手教學，給出具體編寫、編譯、部署智能合約的方法和案例，密集鍛煉讀者智能合約編程與實踐能力。

第7章 剖析以太坊上數字資產定義的原理和方法，包括CryptoKitties養貓游戲基於的ERC 721合約標准，到此讀者可以編寫以太坊應用了。

第8章 會進一步對如何查看、分析以太坊公有鏈數據的工具和方法進行介紹。

第9~10章 是前沿技術的探討，涵蓋以太坊性能優化和隱私保護技術。這些技術都在比較初級的階段，讀者可以一邊閱讀一邊思考，提出自己的想法和建議。

作者簡介：

閆鶯 （博士），微軟亞洲研究院主管研究員，區塊鏈領域負責人，微軟Coco區塊鏈平台中國負責人。中國軟體協會區塊鏈創業學院及區塊鏈專委會專家、中國電子學會區塊鏈專家委員。專注與區塊鏈技術、大數據分析、資料庫以及雲計算的研究。在區塊鏈領域獲得多項國際專利，並在資料庫和雲計算 領域國際頂級會議和期刊發表論文30餘篇。參與翻譯《區塊鏈項目開發指南》。

鄭凱 （博士），電子科技大學教授，博士生導師，澳大利亞昆士蘭大學計算機科學博士。主要研究領域為區塊鏈數據管理，以及時空數據挖掘、不確定資料庫、內存資料庫、圖資料庫等。在資料庫、數據挖掘等領域的重要會議和期刊發表論文100餘篇，被累積引用1500餘次。2013年獲澳大利亞優秀青年基金，2015年獲資料庫頂級會議ICDE最佳論文獎。擔任資料庫領域知名國際會議的程序主席和聯合執行主席，國際SCI期刊客座編委，以及數十個國際等級會議的程序委員。

郭眾鑫 微軟亞洲研究院研發工程師，微軟Coco區塊鏈平台核心開發者。專注於區塊鏈技術、大數據分析、分布式系統等方面的研究和開發。

H. 以太坊是一個什麼樣的東西怎麼開發

以太坊是一種區塊鏈的實現。在以太坊網路中，眾多的節點彼此連接，構成了以太坊網路： 以太坊節點軟體提供兩個核心功能：數據存儲、合約代碼執行。在每個以太坊全節點中，都保存有完整的區塊鏈數據。以太坊不僅將交易數據保存在鏈上，編譯後 的合約代碼同樣也保存在鏈上。以太坊全節點中，同時還提供了一個虛擬機來執行合約代碼。以太坊虛擬機 以太坊區塊鏈不僅存儲數據和代碼，每個節點中還包含一個虛擬機（EVM：Ethereum Virtual Machine）來執行 合約代碼 —— 聽起來就像計算機操作系統。事實上，這一點是以太坊區別於比特幣（Bitcoin）的最核心的一點：虛擬機的存在使區塊鏈邁入了2.0 時代，也讓區塊鏈第一次成為應用開發者友好的平台。以上內容來自：以太坊DApp開發入門教程

I. 如何系統快速學習區塊鏈技術

Go 是一個開源的編程語言，它能讓構造簡單、可靠且高效的軟體變得容易。想學習這門編程語言，首先要找到一份不錯的教程，兄弟連go語言+區塊鏈培訓最近新出了一套go語言的教程，老師講的非常不錯！

伴隨著「區塊鏈」概念在全球范圍內的熱議，金融、物流、徵信、製造、零售等日常生活場景中也悄然加入了相關區塊鏈技術應用。有專家表明，未來區塊鏈將與人們的生活息息相關，區塊鏈技術與大眾日常生活融合是大勢所趨。

區塊鏈市場的火熱引發了大量以區塊鏈技術型人員為基礎的人才性需求，區塊鏈人才受熱捧程度呈光速上升。據拉勾網發布的「2018年區塊鏈高薪清單」顯示，騰訊、小米、蘇寧、京東等國內企業巨頭發布了眾多高薪區塊鏈崗需求，力圖探索區塊鏈相關技術與應用。清單中同時指出，高薪崗位以區塊鏈相關技術型崗位需求為主，其中蘇寧和科達月薪最高已給到100k。

極大的技術型人才市場需求，必然會帶動整個區塊鏈培訓市場的爆發式涌現與增長。培訓模式大都可分為線上培訓、傳統IT機構培訓及主打高端形式的線下短期訓練營等幾種形式，但市場火爆演進過程中也充斥著種種區塊鏈培訓亂象：講師資質注水化、甚至是最基本的姓名都不敢公開，課程大綱不透明、授課質量縮水化，課時安排不合理及培訓收費標准參差不齊等等。

在整個區塊鏈培訓市場規模化發展之下，兄弟連教育攜手資深區塊鏈專家尹成及其清華水木未名團隊成立區塊鏈學院，利用其專業強大的技術講師團隊、細致全面的課程體系及海量真實性企業區塊鏈項目實戰，旨在深耕區塊鏈教培領域，並為企業為社會培養更多專業型技術人才。

尹成 資深區塊鏈技術專家 兄弟連區塊鏈學院院長畢業於清華大學，曾擔任Google演算法工程師，微軟區塊鏈領域全球最具價值專家，微軟Tech.Ed 大會金牌講師。精通C/C++、Python、Go語言、Sicikit-Learn與TensorFlow。擁有15年編程經驗與5年的教學經驗，資深軟體架構師，Intel軟體技術專家，著名技術專家，具備多年的世界頂尖IT公司微軟谷歌的工作經驗。具備多年的軟體編程經驗與講師授課經歷， 並在人機交互、教育、信息安全、廣告、區塊鏈系統開發諸多產品。具備深厚的項目管理經驗以及研發經驗， 擁有兩項人工智慧發明專利，與開發電子貨幣部署到微軟Windows Azure的實戰經驗。教學講解深入淺出，使學員能夠做到學以致用。
第一階段：區塊鏈行業及Go編程 5周
第二階段：密碼學與共識演算法 2周
第三階段：以太坊源碼解析與開發 3周
第四階段：超級賬本與Node.js 2周
第五階段：比特幣 & EOS 4周
第六階段：項目綜合性實戰

J. 002：以太坊簡介|《ETH原理與智能合約開發》筆記

待字閨中開發了一門區塊鏈方面的課程：《深入淺出ETH原理與智能合約開發》，馬良老師講授。此文集記錄我的學習筆記。

課程共8節課。其中，前四課講ETH原理，後四課講智能合約。
第一課分為四部分：

這篇文章是第一部分的學習筆記：以太坊簡介。

以太坊是目前公認的區塊鏈2.0，相比於區塊鏈1.0（比特幣），其最大的特點是引入了智能合約，從而從單一的數字加密 Token 技術轉化為一個區塊鏈分布式應用的平台。以太坊本身不包含任何具體的應用，它主要是提供基礎平台和工具，使得開發者可以在其基礎之上開發出各種各樣的應用。可以說，以太坊有著巨大的潛力，它最終可能會發展出分布式、自動化、自組織的最高形態。

第一，我們可以通過學習以太坊的技術，領會區塊鏈技術發展的脈絡，改進的思路/路徑，從而緊跟區塊鏈技術發展的前沿，預測下一步的趨勢。
第二，DAPP（分布式應用）生態系統目前的發展也是蒸蒸日上，蓬勃發展，據不完全統計，現在有數百種應用之多，顯而易見的，對於開發人員的需求也是水漲船高，需要大量的開發人員。目前非常有名的應用有加密貓、各類側鏈應用、ERC20 Token如幣安幣火幣等等。

2013年，創始人 Vitalik Buterin 針對比特幣存在的一些問題以及局限性，提出把「智能合約」構想應用於區塊鏈領域，希望打造一個基於區塊鏈的多方計算的智能化通用平台，並通過比特幣融資進行開發。

2014年，以太坊基金會在瑞士成立，管理並運營整個項目。

前5大礦池佔83%的算力，很集中。

目前大約有16000個全節點，其中，美國5461（34%），中國1839（11.5%），俄羅斯963（6%），德國920（5.7%），加拿大875（5.45%）。全節點每天都有動態變化。分布情況也反映出各個國家的參與熱度。