以太坊混合合約

⑴ 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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⑷ 以太坊幣是什麼

以太坊幣是以太坊區塊鏈上的代幣，是一種數字貨幣，具有去中心化的特點。具有價值，可以用來交易。這些數字貨幣的知識可以在 密碼財經了解。

⑸ 以太坊是什麼以太坊與區塊鏈有什麼關系

以太坊是什麼：

以太坊是一項基於比特幣中技術和概念運用到計算機的創新。以太坊本身仿製了很多比特幣的技術，以此來維護計算機平台。區塊鏈技術就是其中之一。
以太坊平台可以安全的運行用戶想要的任何程序。

以太坊和其餘競爭幣比的優勢

以太坊出現之前，已經有一些數字貨幣模仿比特幣出現了。但是，這些項目本身有一定的缺點，僅僅可以同時支持一種或幾種特定應用。（更好的數字貨幣交易平台盡在「幣匯」）

然而以太坊之所以能超越以往這些項目的局限性，是因為以太坊的核心思想。

以太坊要實現的是一個內置了編程語言的區塊鏈協議，由於支持了編程語言，那麼理論上任何區塊鏈應用都可以用這門語言進行定義，進而作為一種應用，運行於以太坊的區塊鏈協議之上。

以太坊的設計十分靈活，極具適應性。

以太坊目標集區塊鏈技術之長，為了把區塊鏈優點，如去中心化、開放和安全等特點都加入到近乎所有的計算領域。

以太坊的區塊鏈應用

以太坊有很多區塊鏈應用，如黃金和股票的數字化應用、金融衍生品應用、DNS 和數字認證等等。

以太坊被很多創業公司實現出的區塊鏈應用就已經達到100多種。

以太坊也被一些金融機構、銀行財團（比如 R3），以及類似三星、Deloitte、RWE 和 IBM 這類的大公司所密切關注，由此也催生出了一批諸如簡化和自動化金融交易、商戶忠誠指數追蹤、旨在實現電子交易去中心化的禮品卡等等區塊鏈應用。

以太坊與區塊鏈的關系：

以太坊是可編程的區塊鏈。

以太坊是並不是給用戶一系列預先設定好的操作（例如比特幣交易），而是允許用戶按照自己的意願創建復雜的操作。

這樣一來，以太坊是就可以作為多種類型去中心化區塊鏈應用的平台，包括加密貨幣在內但並不僅限於此。

和其他區塊鏈一樣，以太坊也有一個點對點網路協議。以太坊區塊鏈資料庫由眾多連接到網路的節點來維護和更新。每個網路節點都運行著以太坊模擬機並執行相同的指令。因此，人們有時形象地稱以太坊為「世界電腦」。

⑹ 以太坊總量多少枚

目前以太坊的總供應量為111，562，994枚。
1.以太幣是後於比特幣出現的一種虛擬貨幣，雖然是後出現的虛擬貨幣，但是以太幣的發展勢頭大有後來者居上的情況，這並不能說明比特幣已經退出了虛擬貨幣的大潮，但是可以說明的是人們正在逐漸接受這樣的虛擬貨幣
2.以太坊在2015年正式發布並發行7200萬枚以太坊數字貨幣，除此之外以太坊每年可通過挖礦產生大約1872萬枚，總量並沒有限制，為無限大。以太坊研發者在推出以太坊時不僅參考了比特幣的相關規則，還結合了金融學中的部分規律，考慮到投資人數的逐年遞增以及投資者資產實力的增加，於是決定了以太坊發行量為無限。
拓展資料：
1.以太坊（Ethereum，簡稱ETH），是下一代密碼學賬本，可以支持眾多的高級功能，包括用戶發行貨幣，智能協議，去中心化的交易和設立去中心化自治組織(DAOs)或去中心化自治公司（DACs）。
2.Ethereum（以太坊）是一個具有智能合約的平台，最大的貢獻就是建立了標准化的代幣使用標准，比喻ERC-20，同幣種存儲協議標准，不同幣種轉換標准ERC-721.還有其他交易、租擬，轉讓等各種金融數字貨幣標准應用，使開發人員能夠建立和發布下一代分布式應用。 Ethereum可以用來編程，分散，擔保和交易任何事物：投票，域名，金融交易所，眾籌，公司管理， 合同和大部分的協議，知識產權，還有得益於硬體集成的智能資產。 以太坊將使用混合型的安全協議，前期使用工作量證明機制（POW），用於分發以太幣，然後會切換到權益證明機制（POS）。自上線時起，每年都將有0.26x，即每年有60102216 * 0.26 = 15626576個以太幣被礦工挖出。轉成POS後，每年產出的以太幣將減少。

⑺ 以太坊存在的問題

1．擴展性不足：

以太坊社區的主要開發人員和研究人員始終認為區塊鏈技術要實現大規模採用，可擴展性是區塊鏈應用程序需要解決的唯一最重要的關鍵。

以太坊的底層設計，最大的問題是以太坊只有一條鏈，沒有側鏈，它把所有的程序對等的跑在全球所有節點的礦機上。這樣一個很耗資源的程序，會導致問題越來越嚴重。

2．合約程序漏洞，無法抵禦DDOS攻擊

據相關研究表明，在基於以太坊的近100萬個智能合約上，發現有34,200(約3%)個含有安全漏洞，將允許黑客竊取ETH、凍結資產或刪除合約。這幾年，以太坊面對合約程序漏洞和DDOS攻擊的問題，也一直無法找到很好的解決辦法。（更好用的數字貨幣交易平台「幣匯」）

3.對於ICO泡沫和項目方砸盤

目前的ETH下跌，很大程度上來自於項目方的砸盤套現，這個問題可以在ICO代幣融資上進行規則限制，不能像現在這樣毫無成本的就能發一個幣，而且還沒有任何監督懲罰機制。任何事情都需要有一套合理的演進規則，大家按規則辦事，所謂無規矩不成方圓。在規則的基礎上，各類ICO項目有效監督，有序進出，才是一個正常的市場，這樣才可能維系著代幣生態的持續、穩定發展。

4.智能合約費用過高

在以太坊上現在還是POW的挖礦模式，交易是有手續費的，用來激勵礦工來處理交易和保護網路，不同的是以太坊是以「gas」的形式來收費的。

在以太坊協議中規定，交易手續費=Gas 數量 x Gas 價格，其中 Gas 數量由智能合約的復雜程度決定，而 Gas 價格則由合約發起人決定。這對開發者和用戶意味著什麼呢？雖然讀取本地區塊鏈是免費的，但寫入和運算是花錢的，儲存更是尤其昂貴，因為任何寫入的信息都會被永久的儲存著。

5．社區對共識協議改變的分歧

以太坊計劃實現將 POW 機制改為 POW/POS 混合共識機制。但這個涉及到技術開發和礦工雙方能否達到利益共識的問題了。如果協議發生了變化，社區意見不合時，就會導致分叉，大家各自玩各自的。

⑻ 以太坊能量幣是傳銷嗎

以太坊能量幣不是傳銷。

以太坊是一個開源的有智能合約功能的公共區塊鏈平台。通過其專用加密貨幣以太幣提供去中心化的虛擬機（稱為「以太虛擬機」Ethereum Virtual Machine）來處理點對點合約。

2013年，19歲的Vitalik Buterin在一本主題為「以太坊白皮書：下一代智能連接與去中心化應用平台」的書中首次提到了以太幣的構想。隨後在2014年，以太幣的演算法及協議正式落地，並募集了1.5億美元，系統本身於2015年7月30日最終完成。

作為區塊鏈2.0代表，主流幣種以太幣被視作加密數字貨幣市場風向標。不過，最近一周來，以太幣價格持續下跌。2018年08月14日，以太幣暴跌20%，最低觸到257美元，創今年來歷史新低。相較於今年最高點1295美元，以太幣價格縮水逾八成。受其影響，2018年08月15日數字貨幣市場排名前十的主流幣種無一倖免，全線下跌，多個單日跌幅超10%。

(8)以太坊混合合約擴展閱讀

以太坊差不多在2013年開始規劃，到2015年項目開始落地。在此之前，市場上有不少模仿比特幣的數字貨幣，他們在比特幣代碼的基礎上，做的各種修改。這樣要開發一個新的區塊鏈應用，要重新部署一個新鏈，再在這個鏈上開發應用，開發的難度非常大，單單使用一個POW的共識機制，就是個巨大的維護工作量。這就好比要在手機上開發一個APP，要把安卓系統一起開發出來。

以太坊出來以後，就相當於區塊鏈的底層操作系統，在以太坊上，可以很方便的開發各種DAPP，不用考慮底層的開發，而且還可以共享以太坊的算力和存儲。這對程序員來說，瞬間降低了區塊鏈的開發門檻，以太坊的出現，對區塊鏈應用的開發普及起到了非常大的作用。這也是以太坊被稱為區塊鏈2.0的原因。