A. 計算以太坊中 發送交易/調用合約方法 需要消耗多少gas
普通交易所需的gas > ethestimateGas({from:ethaccounts[1], to: ethaccounts[2], value:50000000000000}) 21001 > ethgasPrice 20000000000 如上,顯示這筆account[1] => account[2] 的交易需要21001 gas, 當前的gasPrice為 20000000000,計算以太坊中 發送交易/調用合約方法 需要消耗多少gas
B. Gas 機制是如何運作的
以太坊是目前第二大公鏈,它和比特幣不一樣,以太坊上的可以實現的功能更多,如果比特幣是一個可以進行加減乘除的計算器,那麼以太坊就是一台功能完備的計算機。以太坊系統的復雜度超過比特幣好幾個數量級。
在以太坊中,用戶可以自己寫一個智能合約,然後把智能合約放到以太坊中執行。智能合約的執行需要消耗資源,而以太坊上的資源是有限的。
在計算機系統中,停機問題(https://zh.wikipedia.org/wiki/停機問題)目前還沒有辦法完全證明。這個問題簡單來說就是沒辦法判斷一個程序是否能夠在有限的時間內結束運行。
如果一個用戶提交了一個死循環程序到以太坊中,那麼就會無限的執行下去,從而將以太坊網路擊垮。而使用 gas 機制則可以解決這個問題,智能合約中,每段代碼的執行都會消耗一定量的 gas,在用戶提交交易的時候需要指定好。如果 gas 消耗完了,那麼智能合約就必須停止,交易也會被撤銷,如果智能合約執行完成, gas 還有剩餘,就會退還給用戶。
需要特別說明的是,即使交易失敗,用戶也需要支付 gas 費用,因為以太坊為這些錯誤的交易也付出了計算資源。
除了這點之外,gas 還可以用來激勵礦工,用戶提交交易所消耗的 gas 費用最後都會給到礦工,礦工會優先去打包那些提供了更高 gas 價格的交易,在以太坊中,如果希望自己的交易早點被打包,可以設置更高的 gas 價格。
g as 機制是以太坊系統的命脈。
gas 本質就是維護以太坊網路安全,這是從兩個方面來做到的,一方面通過 gas 來衡量計算量,一方面使用 gas 來吸引更多的礦工,礦工的數量越多,以太坊網路就越安全。
gas 只能用於交易中,用戶不會接觸到 gas,gas 會在交易的提交的時候直接通過以太幣來兌換。
智能合約中,每個操作都會消耗一定的 gas 。每個操作都對應一個 Opcode,下面是一些常見的 gas 消耗,完整的 gas 消耗說明看這里:https://github.com/crytic/evm-opcodes
以太坊中的交易最後會被確認,打包成區塊,這樣交易才算是完成,但是在一個區塊中,可以打包的交易是有限的,以太坊通過 gas 來限制可以打包的交易數。這樣就讓被打包的機會成為了一個稀缺的資源。
用戶提交一個交易後,gas 量可以看做是一個固定的值,礦工為了做到最大收益,就會選擇那些 gas 價格更高的交易。
很多以太坊的用戶經常吐槽 gas 費過高,其實這里的過高不是指 gas 本身過高,而是指 gas 對應的以太坊價格過高。
因為 Gas 的價格不是固定的,而是波動的,簡單來說就是根據供需關系來決定的,如果同時需要用以太坊的用戶多,那麼Gas 的價格就貴,如果用戶的人少,那麼 Gas 的費用就會少。
以太幣的最基本單位是 wei,1 ETH = 10 ^18 wei,而衡量 gas 價格的單位則是 gwei,1 ETH = 10 ^ 9 gwei。
在提交交易的時候,需要設定兩個參數,一個是 gas 的最大消耗量(gas limited)和 gas 的價格,gas 的消耗量通常情況下會比較固定,不會有太大的變化,主要是 gas 的價格會波動很大。
在上面我們說到礦工會挑選那些 gas 費用比較高的交易進行打包。所以 gas 的價格設置得越高,那麼總的 gas 費用就會越高。如果想讓當前的交易盡快被確認,那麼就需要設置一個當前相對來說比較高的 gas 價格。
其實對當前 gas 價格最清楚的就是那些礦工,所以礦工們也提供了一些服務,讓用戶可以實時地了解到當前 gas 價格的分布。比如 GasNow 就是一個比較常用的服務,現在很多錢包中都在使用這個來為錢包的用戶提供 gas 價格建議。
如果你提交的交易不緊急,那麼使用當前的平均 gas 價格就可以,如果需要提交緊急的交易,那麼就需要設置更高的 gas 價格。
文 / Rayjun
C. 什麼是GAS費用
在一個公有鏈上, 任何人都可以讀寫數據。讀取數據是免費的, 但是向公有鏈中寫數據時需要花費一定費用的, 這種開銷有助於阻止垃圾內容, 並通過支付保護其安全性。 網路上的任何節點(每個包含賬本拷貝的連接設備被稱作節點) 都可以參與稱作挖礦的方式來保護網路。由於挖礦需要計算能力和電費, 所以礦工們的服務需要得到一定的報酬, 這也是礦工費的由來。
礦工會優先打包 gas 合理,gas price 高的交易。如果用戶交易時所支付的礦工費非常低(out of gas), 那麼這筆交易可能不會被礦工打包, 從而造成交易失敗。TokenPocket 的交易費用 (也是以太坊的交易費用) = gas 數量 * gas price (gas 單價, 以太幣計價)
gas是用於測量在以太坊區塊鏈上執行特定操作所需的計算工作量的單位。這個名字本身並不是偶然選定的。gas其實類似於汽油,後者作為汽車的能量保證汽車可以正常行駛,以太坊網路上的gas為交易行為進行「加油」,並允許用戶執行不同的操作。
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D. 計算以太坊中 發送交易/調用合約方法 需要消耗多少gas
普通交易所需的gas
> eth.estimateGas({from:eth.accounts[1], to: eth.accounts[2], value:50000000000000})
21001
> eth.gasPrice
20000000000
如上,顯示這筆account[1] => account[2] 的交易需要21001 gas, 當前的gasPrice為 20000000000,下面來驗證一下
給賬戶1解鎖,發送這筆交易,並開啟挖礦打包
E. 以太坊的gas費被誰賺了
gas主要是被消耗了,收益比較少。
Gas費的組成主要有以下幾個要素:GasFeeCap、GasPremium、GasLimit、GasUsed、BaseFee。
GasLimit是消耗資源的最大限制,GasFeeCap是用戶所能支付給礦工的最大單價限額。在Filecoin鏈上,在打包前要檢查賬戶是否有足夠的余額,不然交易不會被打包。所以GasLimit和GasFeeCap可以得到用戶的最高能支付的費用,是用戶自主設置的。但要注意的是,GasLimit不要隨意設置,多餘的GasLimit會被燃燒一部分,這是和ETHGas費機制最大的不同點。
BaseFee相當於一個基礎價位,同樣用汽車燃料費來看,可以理解為政府根據整個市場的交易情況設置了一個油價,這個價位會浮動,因此這里起到的類似於一個宏觀調控的作用。同樣也可以比喻為計程車的起步價,如果用戶不願意支付起步價,司機就不願意載人,因此如果用戶想要乘車就必須接受起步價,而這個起步價在FilecoinGas費中就是BaseFee。當然在Filecoin中這個起步價是動態的,當總GasLimit超過某個區塊(網路擁塞信號)的GasLimit目標時,它將增加;低於GasLimit目標時將降低。換句話說,在區塊擁堵或者區塊交易不夠的情況下,BaseFee都會按照12.5%進行相應的調節。
GasPremium在這個機制里被描述為小費,即在網路擁堵的情況下支付給礦工的小費,這個也意味著礦工有優先選擇權。如果你支付了GasPremium,礦工就會優先打包你區塊的數據。最終給到礦工的酬勞是小費(GasPremium)*最大消耗量(GasLimit)
F. 以太坊GasLimit的計算方法
以太坊黃皮書上說的gasLimit的計算方法:
gasLimit = Gtransaction + Gtxdatanonzero × dataByteLength
需要注意的是這只是靜態的gas消耗,實際gas消耗還需要加上合約執行的開銷。
計算 IntrinsicGas的源碼位置 core/state_transition.go
相關源碼位置:internal/ethapi/api.go
EstimateGas 採用二分查找法獲取要評估交易的gas值。二分查找的下限是 param.TxGas , 如果 args 參數指定 Gas 大於 param.Gas ,那麼二分查找的上限就是 args.Gas ,否則以當前pending塊的block gas limit(後面簡稱BGL)作為二分查找的上限。 doCall 函數模擬智能合約的執行,經過多次嘗試找到智能合約能夠成功運行的最佳gas值。
由於二分查找的上限和BGL有關,而BGL和不是固定不變的,因此每次gas評估的結果不一定都是相同的,可能每個區塊周期就會變動一次。
在實際進行gas評估的時候,可能會出現類似下面的錯誤
該錯誤出現的最可能是合約執行中出錯。
How do you calculate gas limit for transaction with data in Ethereum?
G. 以太坊中的計量單位及相互轉換
首先我們來看一下以太幣單位之間的轉換,以太幣的最小單位為wei,1個eth相當於10的18次方wei。通常,大家也使用Gwei作為展示單位。比較常用的就是eth,Gwei和wei。
為了使用和驗證web3的操作命令,我們先進入geth的console控制台,在這里對具體的單位或進制轉換進行詳細的實例演示。
此轉換方法為web3.toDecimal(hexString)。直接在控制台輸入一下命令進行使用此函數進行轉換。
通過此函數將十六進制的0x16轉換為十進制的22。
轉換函數:web3.fromDecimal(number)。
控制台命令及結果如下:
把給定數字或十六進制字元串轉為 BigNumber 類型的實例。
此處轉換需要注意的是BigNumber只會保留小數點後20位,超過20位的部分將會被截取掉。
上面表格中列出了以太幣之間的單位進制,同樣可以使用web3進行相應的轉換,基本函數為web3.fromWei和web3.toWei(number, unit)。
具體實例如下:
其他的相關轉換大家可自行嘗試,下面列出相應的轉換種類:
通過上面的函數,在交易的過程中我們就可以隨意的單位進行發送交易,而不必使用最小單位wei。
通過查詢余額的方法,我們也可以看出區塊鏈中存儲這些數據的單位為wei。
代幣中的單位
在編寫ERC-20的代幣合約時我們可以指定代幣的單位,比如:
這里就指定了代幣單位精確到小數點後幾位。比如精確到小數點後3位,那麼1個代幣存儲時就是1000個最小單位的值。
H. 以太坊gas limit什麼意思
一、智能合約這么好,可不是白用的
智能合約,顧名思義,是指計算機代碼可以自動執行的合同;以太坊虛擬機是用來執行智能合約的;智能賬戶是智能合約能夠被執行的載體。換句話說,智能賬戶,這個「賬戶」是可以被以太坊虛擬機操控的,依據什麼操控呢,依據智能合約來操控。
天下沒有免費的午餐,智能合約這個功能這么好,可不是白用的,你在以太坊進行交易的時候也要付給礦工手續費的,那麼在以太坊系統上,你要付出的手續費是怎麼回事,
Gas和手續費之間又有什麼關聯呢?
二、以太坊 Gas 是怎麼回事?
以太坊Gas類似於汽車燃油,智能合約的驅動,需要以太坊Gas。Gas是一個英文單詞,中文意思是:瓦斯、汽油,這個東西在日常生活中,是一種消耗品。以太坊為什麼會產生「燃料」呢?
以太坊裡面的Gas是什麼意思呢?其實,以太坊的Gas和交易費息息相關。以太坊交易需要手續費,這個Gas就是以太坊手續費的計算模式。
在以太坊的設定中,交易費類似於一種加密的燃料,也就是Gas,這個東西可以驅動智能合約的運動。當以太坊在區塊鏈上執行交易時,燃料將按照特點的規則而逐漸被消耗。
從這一點看呢,Gas真的是和它的本意一樣,像汽車燃油一樣,想要發動汽車,必須需要燃油。
三、以太坊 Gas 和比特幣交易費有哪不同?
說到手續費,大家可能很熟悉。天下沒有免費的午餐,無論是以太坊,還是比特幣,都需要手續費,但是二者的手續費模式是不一樣的。比特幣是直接支付比特幣作為轉賬手續費的,以太坊卻不是這樣的。
以太坊本質上是一個虛擬機,這個虛擬機是去中心化的,全世界各國人民各自掌控的虛擬機,聯合起來形成一個「世界級的計算網路」。當你發送token,執行合約、轉移以太坊,或者在區塊上做其他事情時,計算機在處理這筆交易時,需要進行計算,這個計算過程需要消耗網路資源。這樣一來,你必須支付「燃料費」(也就是Gas),才能讓計算機為你工作,讓礦工為你處理交易。
通常情況下,發送方願意支付的Gas價格越高,礦工從交易中獲得的價值就越大,礦工們也就越有可能選擇這個交易。通過這種方式,礦工可以自由地選擇交易。為了給發送者設置Gas 價格做參考,礦工們可以直接提出他們執行交易所需的最低Gas 價格。
四、以太坊 Gas 的消耗量該如何計算?
以太坊虛擬機處理交易時,虛擬機會根據交易中確定的一個一個的操作指令進行逐個處理,而每個操作指令都有明文規定的Gas消耗量。
以太坊系統規定了兩個賬戶:一個是正常賬戶,一個是智能賬戶。
普通的轉賬交易,也就是調用「正常賬戶」,所需要的Gas是固定的21000;
而調用「智能賬戶」的的話,因為智能合約的復雜程度不同,使得所需要的Gas也不同。處理交易佔用的資源(計算量、內存等)越多,那麼所需要的Gas也就越多,比如:執行一次加法運算將消耗 3Gas,如果執行更復雜的運算,那麼消耗的Gas就更多。
那麼大家可能會問一個問題:當用戶的交易涉及一個惡意的智能合約,這個合約超級復雜,執行這個合約要消耗無限的燃料,怎麼辦呢?以太坊系統的方案是:為了避免惡意
智能合約引起無限的Gas消耗,用戶需要在發送交易時設定允許消耗的燃料上限,即
GasLimit,這樣一來,就算有惡意智能合約,最壞情況也只是消耗 GasLimit 所規定的燃料范圍之內。
五、以太坊 Gas 和交易手續費有什麼關系?
以太坊上,你所支付的手續費等於:GasPrice 乘以GasUsed。
你可以把 GasPrice 理解為是燃油單價, GasUsed 理解為汽車所需多少升燃油。
對於汽車,假如說每升汽油是20塊錢,一萬升汽油就是20萬塊錢。對於以太坊,每
Gas是20吉偉(吉偉是以太幣的數量單位),一萬個 Gas 就是:20乘以一萬,等於20 萬吉偉,2萬吉偉等於0.0002以太坊,也就是說,本次交易手續為 0.0002以太坊。
具體的兌換值見下表:
圖
(注釋:以太幣數量的基礎單位是「偉」,以太幣的數量單位有「偉、芬尼、以太」,其中,「以太」被用作普通交易;「芬尼」被用作微交易;「薩博」和「偉」被用作進行關於費用和合約實施。)由此我們可以發現,Gas並不是以太坊,它是一種單獨的體系,它的匯率與以太坊成一定的比例,經過了比例兌換,最終形成交易費。
具體的匯率查詢,可以查看以下網站:
https://jin10086.github.io/etherconVerter/
Gas價格和以太幣價格都是由市場自由調節的,但是二者是不一樣的,他們的不同之處在於:以太幣的價格是根據市場情況波動,而Gas的價格由礦工決定的,如果燃料價格低於礦工們的最低要求,礦工就會拒絕處理交易。Gas和以太坊分離,可以保護系統免受隨著以太坊價格的快速變化而可能出現的波動。
通常來講,大部分礦工都會選擇利益優先,處理交易時候,他們會按Gas價格從高到底排列,優先處理Gas價格高的,如果你很著急交易 ,就需要提高Gas價格,讓礦工早點看到你;如果你不著急呢,你只需要設定一個Gas價格,這個價格在礦工設置的Gas價格底線之上就行了。
六、Gas 是怎麼獲取的呢?
實際上,Gas就是從礦工那裡購買的以太幣,用戶自己賬戶中的以太幣就可以向礦工購買Gas,以太坊客戶端根據指定的交易最大支出限額,自動用以太坊購買Gas。
七、Gas 最後去了哪裡?
每筆交易,交易發起方都要設置交易的Gas限定和 Gas價格,不同的操作會產生不同的Gas成本,Gas用完時礦工將停止執行,使用的Gas會作為獎勵,獎勵給挖礦的礦工,這將涉及到幾下幾種情況:
第一種情況是,如果有剩餘Gas,那麼這些剩餘的Gas會退還給交易發起方或智能合約創建者,比如我發送1個以太坊給依依,我設置的 Gas limit 是 5萬,正常需要消耗的Gas是21000,,那麼,剩下沒有被消耗的29000會返還給我。
第二種情況是,如果我設置的Gas limit太低,或者我賬號中的以太坊不足以支付我的Gas消耗,那麼,這筆交易會因為Gas不足而被取消,並且用於計算的Gas不會退回到我的賬戶。
第三種情況是,如果交易失敗,我也必須為已經佔用的計算資源來支付手續費。
八、怎麼設置合理的 Gas 價格?
每次交易之前,可以查詢這個網站來確認需要設置的Gas價格: https://ethGasstation.info/總結一下,這篇文章我們主要介紹了以太坊的Gas和手續費:Gas相當於燃油,你在以太坊虛擬機上處理交易,會消耗計算資源,也就是Gas。在以太坊上,你所支付的手續費等於:GasPrice 乘以GasUsed,也就是:Gas的單價乘以消耗掉的Gas總量。操作的復雜程度不同,產生的Gas成本也不同,Gas用完時,礦工將停止執行,使用的Gas會作為獎勵,獎勵給挖礦的礦工,礦工會優先選擇Gas價格出的高的交易者。
I. 區塊鏈技術概念
區塊鏈技術概念
區塊鏈技術概念,現如今,區塊鏈已經成為大部分人關注的領域,很多企業也早已深入其中研究該技術情況,但是還有人對於它不是很了解,下面我分享一篇關於區塊鏈技術概念的相關信息。
區塊鏈的基本概念和工作原理
1、基本概念
區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。所謂共識機制是區塊鏈系統中實現不同節點之間建立信任、獲取權益的數學演算法。
區塊鏈Blockchain、是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術。區塊鏈是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性防偽、和生成下一個區塊。
狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。
2、工作原理
區塊鏈系統由數據層、網路層、共識層、激勵層、合約層和應用層組成。 其中,數據層封裝了底層數據區塊以及相關的數據加密和時間戳等基礎數據和基本演算法;網路層則包括分布式組網機制、數據傳播機制和數據驗證機制等;共識層主要封裝網路節點的各類共識演算法;激勵層將經濟因素集成到區塊鏈技術體系中來,主要包括經濟激勵的發行機制和分配機制等;合約層主要封裝各類腳本、演算法和智能合約,是區塊鏈可編程特性的基礎;應用層則封裝了區塊鏈的各種應用場景和案例。該模型中,基於時間戳的鏈式區塊結構、分布式節點的共識機制、基於共識算力的經濟激勵和靈活可編程的智能合約是區塊鏈技術最具代表性的創新點。
區塊鏈主要解決的交易的信任和安全問題,因此它針對這個問題提出了四個技術創新:
1、分布式賬本,就是交易記賬由分布在不同地方的多個節點共同完成,而且每一個節點都記錄的是完整的賬目,因此它們都可以參與監督交易合法性,同時也可以共同為其作證。
跟傳統的分布式存儲有所不同,區塊鏈的分布式存儲的獨特性主要體現在兩個方面:一是區塊鏈每個節點都按照塊鏈式結構存儲完整的數據,傳統分布式存儲一般是將數據按照一定的規則分成多份進行存儲。二是區塊鏈每個節點存儲都是獨立的、地位等同的,依靠共識機制保證存儲的一致性,而傳統分布式存儲一般是通過中心節點往其他備份節點同步數據。 [8]
沒有任何一個節點可以單獨記錄賬本數據,從而避免了單一記賬人被控制或者被賄賂而記假賬的可能性。也由於記賬節點足夠多,理論上講除非所有的節點被破壞,否則賬目就不會丟失,從而保證了賬目數據的安全性。
2、非對稱加密和授權技術,存儲在區塊鏈上的交易信息是公開的,但是賬戶身份信息是高度加密的,只有在數據擁有者授權的情況下才能訪問到,從而保證了數據的安全和個人的隱私。
3、共識機制,就是所有記賬節點之間怎麼達成共識,去認定一個記錄的有效性,這既是認定的手段,也是防止篡改的手段。區塊鏈提出了四種不同的共識機制,適用於不同的應用場景,在效率和安全性之間取得平衡。
區塊鏈的共識機制具備「少數服從多數」以及「人人平等」的特點,其中「少數服從多數」並不完全指節點個數,也可以是計算能力、股權數或者其他的計算機可以比較的特徵量。「人人平等」是當節點滿足條件時,所有節點都有權優先提出共識結果、直接被其他節點認同後並最後有可能成為最終共識結果。以比特幣為例,採用的是工作量證明,只有在控制了全網超過51%的記賬節點的情況下,才有可能偽造出一條不存在的記錄。當加入區塊鏈的節點足夠多的時候,這基本上不可能,從而杜絕了造假的可能.
4、智能合約,智能合約是基於這些可信的不可篡改的數據,可以自動化的執行一些預先定義好的規則和條款。以保險為例,如果說每個人的信息包括醫療信息和風險發生的信息、都是真實可信的,那就很容易的在一些標准化的保險產品中,去進行自動化的理賠.
3、其它
互聯網交換的是信息,區塊鏈交換的是價值。人類歷史和互聯網歷史可以用八個字理解:分久必合合久必分,到了分久必合的時代,網路信息全部散在互聯網上面,大家要挖掘信息非常不容易,這時會出現像谷歌和臉 書等的平台,它做的唯一的事情就是把我們所有的信息重新組合了一下。互聯網時代壟斷巨頭們重組的就是信息,並不是產生自己的信息,產生的信息完全是我們個人。一旦信息重組,就會出現一個新的壟斷巨人,所以就到了分久必合的時代。現在由於區塊鏈技術產生又到了合久必分時代,又是新的多中心化,新的多中心化之後賦能產生新的價值,這些數據會在我們自己的手上,個人數據產生價值是歸自己所有,這是這個時代最最激動人心的時代。
區塊鏈的價值有哪些?低成本建立信任的機制,確立數權,解決數據的.產權。
目前區塊鏈技術不斷發展,包括現在的單鏈向多鏈發展,而且技術能夠在進一步擴展,我想未來還是可能會出現,特別是在交易等方面出現顛覆性的,特別是對現有產業的很多顛覆性的場景。
區塊鏈的本質是在不可信的網路建立可信的信息交換。
一帶一路+一鏈。區塊鏈更大的不是製造信任,而是讓信任產生無損的傳遞,整個降低社會的摩擦成本,從而提高整個效益。
現在區塊鏈本身還是初始階段,所以包括區塊鏈的信息傳遞、加密,這個過程中出現量子加密和其他加密,實際上對區塊鏈本身所採用的加密演算法攻擊現象也時有發生。包括區塊鏈也是作為一種資產的認定,數字資產的一個認定,但是現在我們很多都是用密碼演算法,或者是作為我們來解密的鑰匙,但是如果密碼忘記了,很可能你現在的資產就丟掉了,你不能夠在得到你原來的這些資產,所以在資產管理,包括信息傳遞和一些安全這些方面,應該說都還是存在著一些隱患。當然那麼從技術角度,現在我們區塊鏈本身處理的速度,或者說本身的擴展性,因為從工作機理的角度來看,是要把整個賬本要復制給所有的參與人員,所以在區塊鏈本身的運作效率和擴展性方面還是比較受限的。這些我們覺得都還是需要進一步在技術方面有進一步的發展。
區塊鏈平台這些底層技術,又形成包括區塊鏈錢包、區塊鏈瀏覽器、節點競選、礦機、礦池、開發組件、開發模塊、技術社區及項目社群等一系列的生態系統,這些生態系統的完善程度直接決定著區塊鏈底層平台的使用效率和效果。
4、蒙代爾的不可能三角
去中心化、高效、安全,不可能實現三者全部同時達到極致。
區塊鏈的本質是一種分布式記賬技術,與之相對的是中心式記賬技術,中心式記賬技術在我們目前的生活中廣泛存在。區塊鏈是分布式數據存儲、點對點傳輸、共識機制、加密演算法等計算機技術的新型應用模式。
區塊鏈Blockchain、,是比特幣的一個重要概念,它本質上是一個去中心化的資料庫,同時作為比特幣的底層技術,是一串使用密碼學方法相關聯產生的數據塊,每一個數據塊中包含了一批次比特幣網路交易的信息,用於驗證其信息的有效性防偽、和生成下一個區塊。
狹義來講,區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構, 並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。
廣義來講,區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算方式。
區塊鏈技術通俗的理解就是:把「物」的前、後、左、右區塊用一種技術連接成一個鏈條,但每個區塊的原始數據不可篡改,是一種物聯網范疇的、可以讓參與者信任的「各個模塊鏈動」的技術。區塊鏈技術的應用,離不開互聯道網,也離不開物聯網,是建立在二者融合互動基礎上的、但又讓參與者各自保持獨回立的去中心化、、並共同擁有這套價值鏈共建共享、的技術。
區塊鏈的特徵:去中心化、開放性、自治性、信息不可篡改,匿名性。
區塊鏈是一個能夠傳遞價值的網路,對可以傳遞價值的網路的需求是推動區塊鏈技術產生的重要原因。在對於保護帶有所有權或者其他價值的信息需求的推動下,區塊鏈出現了。區塊鏈通過公私鑰密碼學、分布式存儲等技術手段,一方面保證了帶有價值的信息的高效傳遞,另一方面保證了這些信息在傳遞的過程中不會被輕易的復制篡改。
從區塊鏈誕生的必然性來理解區塊鏈的內涵,區塊鏈是解決了中心化記賬缺點、解決了分布式一致性問題的分布式記賬技術,同時也是連接互聯網升級為保證帶有價值的信息安全高效傳遞的價值網路。
區塊鏈: 區塊鏈就像是一個全球唯一的帳簿,或者說是資料庫,記錄了網路中所有交易歷史。
以太坊虛擬機(EVM): 它讓你能在以太坊上寫出更強大的程序比特幣上也可以寫腳本程序、。它有時也用來指以太坊區塊鏈,負責執行智能合約以及一切。
節點:你可以運行節點,通過它讀寫以太坊區塊鏈,也即使用以太坊虛擬機。完全節點需要下載整個區塊鏈。輕節點仍在開發中。
礦工:挖礦,也就是處理區塊鏈上的區塊的節點。這個網頁可以看到當前活躍的一部分以太坊礦工:stats.ethdev.com。
工作量證明:礦工們總是在競爭解決一些數學問題。第一個解出答案的(算出下一個區塊)將獲得以太幣作為獎勵。然後所有節點都更新自己的區塊鏈。所有想要算出下一個區塊的礦工都有與其他節點保持同步,並且維護同一個區塊鏈的動力,因此整個網路總是能達成共識。(注意:以太坊正計劃轉向沒有礦工的權益證明系統(POS),不過那不在本文討論范圍之內。)
以太幣:縮寫ETH。一種你可以購買和使用的真正的數字貨幣。這里是可以交易以太幣的其中一家交易所的走勢圖。在寫這篇文章的時候,1個以太幣價值65美分。
Gas:在以太坊上執行程序以及保存數據都要消耗一定量的以太幣,Gas是以太幣轉換而成。這個機制用來保證效率。
DApp: 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(Decentralized App)。DApp的目標是(或者應該是)讓你的智能合約有一個友好的界面,外加一些額外的東西,例如IPFS可以存儲和讀取數據的去中心化網路,不是出自以太坊團隊但有類似的精神)。DApp可以跑在一台能與以太坊節點交互的中心化伺服器上,也可以跑在任意一個以太坊平等節點上。(花一分鍾思考一下:與一般的網站不同,DApp不能跑在普通的伺服器上。他們需要提交交易到區塊鏈並且從區塊鏈而不是中心化資料庫讀取重要數據。相對於典型的用戶登錄系統,用戶有可能被表示成一個錢包地址而其它用戶數據保存在本地。許多事情都會與目前的web應用有不同架構。)
以太坊客戶端,智能合約語言
編寫和部署智能合約並不要求你運行一個以太坊節點。下面有列出基於瀏覽器的IDE和API。但如果是為了學習的話,還是應該運行一個以太坊節點,以便理解其中的基本組件,何況運行節點也不難。
運行以太坊節點可用的客戶端
以太坊有許多不同語言的客戶端實現即多種與以太坊網路交互的方法、,包括C++, Go, Python, Java, Haskell等等。為什麼需要這么多實現?不同的實現能滿足不同的需求例如Haskell實現的目標是可以被數學驗證、,能使以太坊更加安全,能豐富整個生態系統。
在寫作本文時,我使用的是Go語言實現的客戶端geth (go-ethereum),其他時候還會使用一個叫testrpc的工具, 它使用了Python客戶端pyethereum。後面的例子會用到這些工具。
關於挖礦:挖礦很有趣,有點像精心照料你的室內盆栽,同時又是一種了解整個系統的方法。雖然以太幣現在的價格可能連電費都補不齊,但以後誰知道呢。人們正在創造許多酷酷的DApp, 可能會讓以太坊越來越流行。
互動式控制台:客戶端運行起來後,你就可以同步區塊鏈,建立錢包,收發以太幣了。使用geth的一種方式是通過Javascript控制台。此外還可以使用類似cURL的命令通過JSON RPC來與客戶端交互。本文的目標是帶大家過一邊DApp開發的流程,因此這塊就不多說了。但是我們應該記住這些命令行工具是調試,配置節點,以及使用錢包的利器。
在測試網路運行節點: 如果你在正式網路運行geth客戶端,下載整個區塊鏈與網路同步會需要相當時間。你可以通過比較節點日誌中列印的最後一個塊號和stats.ethdev.com上列出的最新塊來確定是否已經同步。) 另一個問題是在正式網路上跑智能合約需要實實在在的以太幣。在測試網路上運行節點的話就沒有這個問題。此時也不需要同步整個區塊鏈,創建一個自己的私有鏈就勾了,對於開發來說更省時間。
Testrpc:用geth可以創建一個測試網路,另一種更快的創建測試網路的方法是使用testrpc. Testrpc可以在啟動時幫你創建一堆存有資金的測試賬戶。它的運行速度也更快因此更適合開發和測試。你可以從testrpc起步,然後隨著合約慢慢成型,轉移到geth創建的測試網路上 - 啟動方法很簡單,只需要指定一個networkid:geth --networkid "12345"。這里是testrpc的代碼倉庫,下文我們還會再講到它。
接下來我們來談談可用的編程語言,之後就可以開始真正的編程了。寫智能合約用的編程語言用Solidity就好。
要寫智能合約有好幾種語言可選:有點類似Javascript的Solidity, 文件擴展名是.sol. 和Python接近的Serpent, 文件名以.se結尾。還有類似Lisp的LLL。Serpent曾經流行過一段時間,但現在最流行而且最穩定的要算是Solidity了,因此用Solidity就好。聽說你喜歡Python? 用Solidity。
solc編譯器: 用Solidity寫好智能合約之後,需要用solc來編譯。它是一個來自C++客戶端實現的組件又一次,不同的實現產生互補、,這里是安裝方法。如果你不想安裝solc也可以直接使用基於瀏覽器的編譯器,例如Solidity real-time compiler或者Cosmo。後文有關編程的部分會假設你安裝了solc。
web3.js API. 當Solidity合約編譯好並且發送到網路上之後,你可以使用以太坊的web3.js JavaScript API來調用它,構建能與之交互的web應用。