開發者的以太坊入門指南

① 什麼是以太幣/以太坊ETH

以太坊英文名Ethereum，簡稱ETH，是最近被熱炒的虛擬投資幣種。被稱為是全球第二大市值的數字貨幣，僅次於比特幣。

以太幣是以太坊的一種數字代幣，是因為以太坊開放的需要使用代幣——以太幣ETH來支撐應用。以太坊同樣可以在交易平台交易買賣。簡單的來說，以太坊（Ethereum）是一個平台和一種編程語言，使開發人員能夠建立和發布下一代分布式應用。
以太坊（Ethereum）可以用來編程、擔保和交易，也可以用來組織投票，域名買賣，金融交易平台，線上眾籌，管理公司，
制定合同和大部分的協議，還能集成硬體的智能資產。

以太坊的價格之所以能夠飆升，不僅得益於以太坊社區的推廣宣傳，更重要的是虛擬貨幣投資者們正在尋找替換比特幣的投資產品。

比特幣受國內央行的監管、申請ETF上市被拒等一系列問題，導致投資者們對比特幣的前景看淡。而此時以太坊的出現、宣傳推廣，正受到這些虛擬幣投資者的青睞！

BtcTrade平台（比特幣交易網）www.btctrade.com作為國內最大最靠譜的交易平台，早在11月份就上線以太坊交易。上線時的以太坊在50元左右，如今已漲至300元一枚，實足驚人！以太坊ETH的前景到底如何，能否像比特幣一樣獲得如此的關注，拭目以待！

② 走進以太坊網路

目錄

術語「以太坊節點」是指以某種方式與以太坊網路交互的程序。從簡單的手機錢包應用程序到存儲整個區塊鏈副本的計算機，任何設備均可扮演以太坊節點。

所有節點都以某種方式充當通信點，但以太坊網路中的節點分為多種類型。

與比特幣不同，以太坊找不到任何程序作為參考實施方案。在比特幣生態系統中， 比特幣核心 是主要節點軟體，以太坊黃皮書則提出了一系列獨立（但兼容）的程序。目前最流行的是Geth和Parity。

若要以允許獨立驗證區塊鏈數據的方式連接以太坊網路，則應使用之前提到的軟體運行全節點。

該軟體將從其他節點下載區塊，並驗證其所含交易的正確性。軟體還將運行調用的所有智能合約，確保接收的信息與其他節點相同。如果一切按計劃運行，我們可以認為所有節點設備均存儲相同的區塊鏈副本。

全節點對於以太坊的運行至關重要。如果沒有遍布全球的眾多節點，網路將喪失其抗審查性與去中心化特性。

通過運行全節點，您可以直接為網路的 健康 和安全發展貢獻一份力量。然而，全節點通常需要使用獨立的機器完成運行和維護。對於無法（或單純不願）運行全節點的用戶，輕節點是更好的選擇。

顧名思義，輕節點均為輕量級設備，可顯著降低資源和空間佔用率。手機或筆記本電腦等攜帶型設備均可作為輕節點。然而，降低開銷也要付出代價：輕節點無法完全實現自給自足。它們無法與整條區塊鏈同步，需要全節點提供相關信息。

輕節點備受商戶、服務供應商和用戶的青睞。在不必使用全節點並且運行成本過高的情況下，它們廣泛應用於支收付款。

挖礦節點既可以是全節點客戶端，也可以是輕節點客戶端。「挖礦節點」這個術語的使用方式與比特幣生態系統不同，但依然應用於識別參與者。

如需參與以太坊挖礦，必須使用一些附加硬體。最常見的做法是構建 礦機 。用戶通過礦機將多個GPU（圖形處理器）連接起來，高速計算哈希數據。

礦工可以選擇兩種挖礦方案：單獨挖礦或加入礦池。 單獨挖礦 表示礦工獨自創建區塊。如果成功，則獨享挖礦獎勵。如果加入 礦池 ，眾多礦工的哈希算力會結合起來。出塊速度得以提升，但挖礦獎勵將由眾多礦工共享。

區塊鏈最重要的特性之一就是「開放訪問」。這表明任何人均可運行以太坊節點，並通過驗證交易和區塊強化網路。

與比特幣相似，許多企業都提供即插即用的以太坊節點。如果只想啟動並運行單一節點，這種設備無疑是最佳選擇，缺點是必須為便捷性額外付費。

如前文所述，以太坊中存在眾多不同類型的節點軟體實施方案，例如Geth和Parity。若要運行個人節點，必須掌握所選實施方案的安裝流程。

除非運行名為 歸檔節點 的特殊節點，否則消費級筆記本電腦足以支持以太坊全節點正常運行。不過，最好不要使用日常工作設備，因為節點會嚴重拖慢運行速度。

運行個人節點時，建議設備始終在線。倘若節點離線，再次聯網時可能耗費大量的時間進行同步。因此，最好選擇造價低廉並且易於維護的設備。您甚至可以通過Raspberry Pi運行輕節點。

隨著網路即將過渡到權益證明機制，以太坊挖礦不再是最安全的長期投資方式。過渡成功後，以太坊礦工只能將挖礦設備轉入其他網路或直接變賣。

鑒於過渡尚未完成，參與以太坊挖礦仍需使用特殊硬體（例如GPU或ASIC）。若要獲得可觀收益，則必須定製礦機並尋找電價低廉的礦場。此外，還需創建以太坊錢包並配置相應的挖礦軟體。這一切都會耗費大量的時間和資金。在參與挖礦前，請認真考量自己能否應對各種挑戰。（國內嚴禁挖礦，切勿以身試法）

ProgPow代表 程序化工作量證明 。這是以太坊挖礦演算法Ethash的擴展方案，旨在提升GPU的競爭力，使其超過ASIC。

在比特幣和以太坊社區，抗ASIC多年來一直是飽受爭議的話題。在比特幣網路中，ASIC已經成為主要的挖礦力量。

在以太坊中，ASIC並不是主流，相當一部分礦工仍然使用GPU。然而，隨著越來越多的公司將以太坊ASIC礦機引入市場，這種情況很快就會改變。然而，ASIC到底存在什麼問題呢？

一方面，ASIC明顯削弱網路的去中心化。如果GPU礦工無法盈利，不得不停止挖礦，哈希率最終就會集中在少數礦工手中。此外，ASIC晶元的開發成本相當昂貴，坐擁開發能力與資源的公司屈指可數。這種現狀有可能導致以太坊挖礦產業集中在少數公司手中，形成一定程度的行業壟斷。

自2018年以來，ProgPow的集成一直飽受爭議。有些人認為，它有益於以太坊生態系統的 健康 發展。另一些人則持反對態度，認為它可能導致硬分叉。隨著權益證明機制的到來，ProgPoW能否應用於網路仍然有待觀察。

以太坊與比特幣是一樣，均為開源平台。所有人都可以參與協議開發，或基於協議構建應用程序。事實上，以太坊也是區塊鏈領域目前最大的開發者社區。

Andreas Antonopoulos和Gavin Wood出品的 Mastering Ethereum ，以及Ethereum.org推出的 開發者資源 等都是新晉開發者理想的入門之選。

智能合約的概念於20世紀90年代首次提出。其在區塊鏈中的應用帶來了一系列全新挑戰。2014年由Gavin Wood提出的Solidity已經成為開發以太坊智能合約的主要編程語言，其語法與Java、JavaScript以及C++類似。

從本質上講，使用Solidity語言，開發者可以編寫在分解後可由以太坊虛擬機(EVM)解析的指令。您可以通過Solidity GitHub詳細了解其工作原理。

其實，Solidity語言並非以太坊開發者的唯一選擇。Vyper也是一種熱門的開發語言，其語法更接近Python。

③ 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。

④ DApp開發入門

本文僅介紹以太坊系列的DApp開發，其他鏈原理差不太多。

MetaMask安裝完成並運行後，可以在Chrome控制台列印 MetaMask注入的window.ethereum對象

關於ethereum對象，我們只需要關心 ethereum.request 就足夠了，MetaMask 使用 ethereum.request(args) 方法 來包裝 RPC API。這些 API 基於所有以太坊客戶端公開的介面。 簡單來說錢包交互的大部分操作都是由 request() 方法實現，通過傳入不同的方法名來區分。

⚠️ 即使ethereum對象中提供了chainId，isMetaMask，selectAddress屬性，我們也不能完全相信這些屬性，他們是不穩定或不標准，不建議使用。我們可以通過上面說的request方法，拿到可靠的數據 。

錢包通過method方法名，進行對應的實現 以獲取錢包地址為例

調用 ethereum.request({ method: "eth_requestAccounts" }) ，錢包實現了該方法，那麼就可以拿到錢包的地址了。

MetaMask注入的 window.ethereum 就是一個Provider，一個RPC節點也是一個Provider，通過Provider，我們有了訪問區塊鏈的能力。 在連接到錢包的情況下，通常使用錢包的Provider就可以了， ethers.providers.Web3Provider(ethereum)

如果只需要查詢一些區塊鏈數據，可以使用EtherscanProvider 和 InfuraProvider 連接公開的 第三方節點服務提供商 。JsonRpcProvider 和 IpcProvider 允許連接到我們控制或可以訪問的以太坊節點。

獲取當前賬戶余額

獲取最新區塊號

其他RPC操作，可以通過 JSON-RPC 查看。

通過 ethers.js 可以連接ERC20的合約，合約編譯後會生成ABI，合約部署後，會生成合約地址，開發者通過 ABI和合約地址 ，對合約發送消息。

合約中的方法大致分為兩種： 視圖方法(免費)，非視圖方法(消耗Gas) ，可以通過ABI查看方法類型。

⚠️ ERC20需要多加關注的是 Approve() 方法以及 transfer() 和 transferFrom() 的區別 ，授權過的代幣，被授權的那一方，可以通過調用 transferFrom() 方法,轉走你授權數量內的代幣，所以授權是一個很危險的操作，假設你授權了一個不良的合約，那你會面臨授權的token被轉走的風險，即使你沒有泄露私鑰助記詞。

便利三方庫： web3-react use-wallet

文檔： doc.metamask.io ethers

⑤ 以太坊虛擬機是以太坊開發框架嗎

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

⑥ 區塊鏈和智能合約，以太坊開發，183位開發者整理，知識體系匯總

在以太坊上開發應用程序的可用工具、組件、模式和平台的指南。

此列表的創建是由 ConsenSys 的產品經理推動的，他們認為需要在新的和有經驗的區塊鏈開發人員之間更好地共享工具、開發模式和組件。

開發智能合約

智能合約語言

構架

IDE

其他工具

測試區塊鏈網路

測試以太水龍頭

前端以太坊 API

後端以太坊 API

引導程序/開箱即用工具

以太坊 ABI（應用程序二進制介面）工具

以太坊客戶端

貯存

Mahuta - 具有附加搜索功能的 IPFS 存儲服務，以前稱為 IPFS-Store

OrbitDB - IPFS 之上的去中心化資料庫

JS IPFS API - IPFS HTTP API 的客戶端庫，用 JavaScript 實現

TEMPORAL - 易於使用的 API 到 IPFS 和其他分布式/去中心化存儲協議

PINATA - 使用 IPFS 的最簡單方法

消息傳遞

測試工具

安全工具

監控

其他雜項工具

Cheshire - CryptoKitties API 和智能合約的本地沙箱實現，可作為 Truffle Box 使用

ERCs-以太坊評論請求存儲庫

ERC-20 - 可替代資產的原始令牌合約

ERC-721 - 不可替代資產的令牌標准

ERC-777 - 可替代資產的改進令牌標准

ERC-918 - 可開采令牌標准

流行的智能合約庫

可擴展性

支付/狀態通道

等離子體

側鏈

POA橋

POA 橋用戶界面

POA 橋梁合同

ZK-SNARK

ZK-STARK

預構建的 UI 組件

以上內容，來自git庫：

github.com/ConsenSys/ethereum-developer-tools-list

我是魚歌，一個在深圳創業的全棧程序員，主攻區塊鏈，元宇宙和智能合約，附加小程序和app開發。

[祈禱]