A. 计算以太坊中 发送交易/调用合约方法 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,显示这笔account[1] => account[2] 的交易需要21001 gas, 当前的gasPrice为 20000000000,计算以太坊中 发送交易/调用合约方法 需要消耗多少gas
B. Gas 机制是如何运作的
以太坊是目前第二大公链,它和比特币不一样,以太坊上的可以实现的功能更多,如果比特币是一个可以进行加减乘除的计算器,那么以太坊就是一台功能完备的计算机。以太坊系统的复杂度超过比特币好几个数量级。
在以太坊中,用户可以自己写一个智能合约,然后把智能合约放到以太坊中执行。智能合约的执行需要消耗资源,而以太坊上的资源是有限的。
在计算机系统中,停机问题(https://zh.wikipedia.org/wiki/停机问题)目前还没有办法完全证明。这个问题简单来说就是没办法判断一个程序是否能够在有限的时间内结束运行。
如果一个用户提交了一个死循环程序到以太坊中,那么就会无限的执行下去,从而将以太坊网络击垮。而使用 gas 机制则可以解决这个问题,智能合约中,每段代码的执行都会消耗一定量的 gas,在用户提交交易的时候需要指定好。如果 gas 消耗完了,那么智能合约就必须停止,交易也会被撤销,如果智能合约执行完成, gas 还有剩余,就会退还给用户。
需要特别说明的是,即使交易失败,用户也需要支付 gas 费用,因为以太坊为这些错误的交易也付出了计算资源。
除了这点之外,gas 还可以用来激励矿工,用户提交交易所消耗的 gas 费用最后都会给到矿工,矿工会优先去打包那些提供了更高 gas 价格的交易,在以太坊中,如果希望自己的交易早点被打包,可以设置更高的 gas 价格。
g as 机制是以太坊系统的命脉。
gas 本质就是维护以太坊网络安全,这是从两个方面来做到的,一方面通过 gas 来衡量计算量,一方面使用 gas 来吸引更多的矿工,矿工的数量越多,以太坊网络就越安全。
gas 只能用于交易中,用户不会接触到 gas,gas 会在交易的提交的时候直接通过以太币来兑换。
智能合约中,每个操作都会消耗一定的 gas 。每个操作都对应一个 Opcode,下面是一些常见的 gas 消耗,完整的 gas 消耗说明看这里:https://github.com/crytic/evm-opcodes
以太坊中的交易最后会被确认,打包成区块,这样交易才算是完成,但是在一个区块中,可以打包的交易是有限的,以太坊通过 gas 来限制可以打包的交易数。这样就让被打包的机会成为了一个稀缺的资源。
用户提交一个交易后,gas 量可以看做是一个固定的值,矿工为了做到最大收益,就会选择那些 gas 价格更高的交易。
很多以太坊的用户经常吐槽 gas 费过高,其实这里的过高不是指 gas 本身过高,而是指 gas 对应的以太坊价格过高。
因为 Gas 的价格不是固定的,而是波动的,简单来说就是根据供需关系来决定的,如果同时需要用以太坊的用户多,那么Gas 的价格就贵,如果用户的人少,那么 Gas 的费用就会少。
以太币的最基本单位是 wei,1 ETH = 10 ^18 wei,而衡量 gas 价格的单位则是 gwei,1 ETH = 10 ^ 9 gwei。
在提交交易的时候,需要设定两个参数,一个是 gas 的最大消耗量(gas limited)和 gas 的价格,gas 的消耗量通常情况下会比较固定,不会有太大的变化,主要是 gas 的价格会波动很大。
在上面我们说到矿工会挑选那些 gas 费用比较高的交易进行打包。所以 gas 的价格设置得越高,那么总的 gas 费用就会越高。如果想让当前的交易尽快被确认,那么就需要设置一个当前相对来说比较高的 gas 价格。
其实对当前 gas 价格最清楚的就是那些矿工,所以矿工们也提供了一些服务,让用户可以实时地了解到当前 gas 价格的分布。比如 GasNow 就是一个比较常用的服务,现在很多钱包中都在使用这个来为钱包的用户提供 gas 价格建议。
如果你提交的交易不紧急,那么使用当前的平均 gas 价格就可以,如果需要提交紧急的交易,那么就需要设置更高的 gas 价格。
文 / Rayjun
C. 什么是GAS费用
在一个公有链上, 任何人都可以读写数据。读取数据是免费的, 但是向公有链中写数据时需要花费一定费用的, 这种开销有助于阻止垃圾内容, 并通过支付保护其安全性。 网络上的任何节点(每个包含账本拷贝的连接设备被称作节点) 都可以参与称作挖矿的方式来保护网络。由于挖矿需要计算能力和电费, 所以矿工们的服务需要得到一定的报酬, 这也是矿工费的由来。
矿工会优先打包 gas 合理,gas price 高的交易。如果用户交易时所支付的矿工费非常低(out of gas), 那么这笔交易可能不会被矿工打包, 从而造成交易失败。TokenPocket 的交易费用 (也是以太坊的交易费用) = gas 数量 * gas price (gas 单价, 以太币计价)
gas是用于测量在以太坊区块链上执行特定操作所需的计算工作量的单位。这个名字本身并不是偶然选定的。gas其实类似于汽油,后者作为汽车的能量保证汽车可以正常行驶,以太坊网络上的gas为交易行为进行“加油”,并允许用户执行不同的操作。
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D. 计算以太坊中 发送交易/调用合约方法 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,显示这笔account[1] => account[2] 的交易需要21001 gas, 当前的gasPrice为 20000000000,下面来验证一下
给账户1解锁,发送这笔交易,并开启挖矿打包
E. 以太坊的gas费被谁赚了
gas主要是被消耗了,收益比较少。
Gas费的组成主要有以下几个要素:GasFeeCap、GasPremium、GasLimit、GasUsed、BaseFee。
GasLimit是消耗资源的最大限制,GasFeeCap是用户所能支付给矿工的最大单价限额。在Filecoin链上,在打包前要检查账户是否有足够的余额,不然交易不会被打包。所以GasLimit和GasFeeCap可以得到用户的最高能支付的费用,是用户自主设置的。但要注意的是,GasLimit不要随意设置,多余的GasLimit会被燃烧一部分,这是和ETHGas费机制最大的不同点。
BaseFee相当于一个基础价位,同样用汽车燃料费来看,可以理解为政府根据整个市场的交易情况设置了一个油价,这个价位会浮动,因此这里起到的类似于一个宏观调控的作用。同样也可以比喻为出租车的起步价,如果用户不愿意支付起步价,司机就不愿意载人,因此如果用户想要乘车就必须接受起步价,而这个起步价在FilecoinGas费中就是BaseFee。当然在Filecoin中这个起步价是动态的,当总GasLimit超过某个区块(网络拥塞信号)的GasLimit目标时,它将增加;低于GasLimit目标时将降低。换句话说,在区块拥堵或者区块交易不够的情况下,BaseFee都会按照12.5%进行相应的调节。
GasPremium在这个机制里被描述为小费,即在网络拥堵的情况下支付给矿工的小费,这个也意味着矿工有优先选择权。如果你支付了GasPremium,矿工就会优先打包你区块的数据。最终给到矿工的酬劳是小费(GasPremium)*最大消耗量(GasLimit)
F. 以太坊GasLimit的计算方法
以太坊黄皮书上说的gasLimit的计算方法:
gasLimit = Gtransaction + Gtxdatanonzero × dataByteLength
需要注意的是这只是静态的gas消耗,实际gas消耗还需要加上合约执行的开销。
计算 IntrinsicGas的源码位置 core/state_transition.go
相关源码位置:internal/ethapi/api.go
EstimateGas 采用二分查找法获取要评估交易的gas值。二分查找的下限是 param.TxGas , 如果 args 参数指定 Gas 大于 param.Gas ,那么二分查找的上限就是 args.Gas ,否则以当前pending块的block gas limit(后面简称BGL)作为二分查找的上限。 doCall 函数模拟智能合约的执行,经过多次尝试找到智能合约能够成功运行的最佳gas值。
由于二分查找的上限和BGL有关,而BGL和不是固定不变的,因此每次gas评估的结果不一定都是相同的,可能每个区块周期就会变动一次。
在实际进行gas评估的时候,可能会出现类似下面的错误
该错误出现的最可能是合约执行中出错。
How do you calculate gas limit for transaction with data in Ethereum?
G. 以太坊中的计量单位及相互转换
首先我们来看一下以太币单位之间的转换,以太币的最小单位为wei,1个eth相当于10的18次方wei。通常,大家也使用Gwei作为展示单位。比较常用的就是eth,Gwei和wei。
为了使用和验证web3的操作命令,我们先进入geth的console控制台,在这里对具体的单位或进制转换进行详细的实例演示。
此转换方法为web3.toDecimal(hexString)。直接在控制台输入一下命令进行使用此函数进行转换。
通过此函数将十六进制的0x16转换为十进制的22。
转换函数:web3.fromDecimal(number)。
控制台命令及结果如下:
把给定数字或十六进制字符串转为 BigNumber 类型的实例。
此处转换需要注意的是BigNumber只会保留小数点后20位,超过20位的部分将会被截取掉。
上面表格中列出了以太币之间的单位进制,同样可以使用web3进行相应的转换,基本函数为web3.fromWei和web3.toWei(number, unit)。
具体实例如下:
其他的相关转换大家可自行尝试,下面列出相应的转换种类:
通过上面的函数,在交易的过程中我们就可以随意的单位进行发送交易,而不必使用最小单位wei。
通过查询余额的方法,我们也可以看出区块链中存储这些数据的单位为wei。
代币中的单位
在编写ERC-20的代币合约时我们可以指定代币的单位,比如:
这里就指定了代币单位精确到小数点后几位。比如精确到小数点后3位,那么1个代币存储时就是1000个最小单位的值。
H. 以太坊gas limit什么意思
一、智能合约这么好,可不是白用的
智能合约,顾名思义,是指计算机代码可以自动执行的合同;以太坊虚拟机是用来执行智能合约的;智能账户是智能合约能够被执行的载体。换句话说,智能账户,这个“账户”是可以被以太坊虚拟机操控的,依据什么操控呢,依据智能合约来操控。
天下没有免费的午餐,智能合约这个功能这么好,可不是白用的,你在以太坊进行交易的时候也要付给矿工手续费的,那么在以太坊系统上,你要付出的手续费是怎么回事,
Gas和手续费之间又有什么关联呢?
二、以太坊 Gas 是怎么回事?
以太坊Gas类似于汽车燃油,智能合约的驱动,需要以太坊Gas。Gas是一个英文单词,中文意思是:瓦斯、汽油,这个东西在日常生活中,是一种消耗品。以太坊为什么会产生“燃料”呢?
以太坊里面的Gas是什么意思呢?其实,以太坊的Gas和交易费息息相关。以太坊交易需要手续费,这个Gas就是以太坊手续费的计算模式。
在以太坊的设定中,交易费类似于一种加密的燃料,也就是Gas,这个东西可以驱动智能合约的运动。当以太坊在区块链上执行交易时,燃料将按照特点的规则而逐渐被消耗。
从这一点看呢,Gas真的是和它的本意一样,像汽车燃油一样,想要发动汽车,必须需要燃油。
三、以太坊 Gas 和比特币交易费有哪不同?
说到手续费,大家可能很熟悉。天下没有免费的午餐,无论是以太坊,还是比特币,都需要手续费,但是二者的手续费模式是不一样的。比特币是直接支付比特币作为转账手续费的,以太坊却不是这样的。
以太坊本质上是一个虚拟机,这个虚拟机是去中心化的,全世界各国人民各自掌控的虚拟机,联合起来形成一个“世界级的计算网络”。当你发送token,执行合约、转移以太坊,或者在区块上做其他事情时,计算机在处理这笔交易时,需要进行计算,这个计算过程需要消耗网络资源。这样一来,你必须支付“燃料费”(也就是Gas),才能让计算机为你工作,让矿工为你处理交易。
通常情况下,发送方愿意支付的Gas价格越高,矿工从交易中获得的价值就越大,矿工们也就越有可能选择这个交易。通过这种方式,矿工可以自由地选择交易。为了给发送者设置Gas 价格做参考,矿工们可以直接提出他们执行交易所需的最低Gas 价格。
四、以太坊 Gas 的消耗量该如何计算?
以太坊虚拟机处理交易时,虚拟机会根据交易中确定的一个一个的操作指令进行逐个处理,而每个操作指令都有明文规定的Gas消耗量。
以太坊系统规定了两个账户:一个是正常账户,一个是智能账户。
普通的转账交易,也就是调用“正常账户”,所需要的Gas是固定的21000;
而调用“智能账户”的的话,因为智能合约的复杂程度不同,使得所需要的Gas也不同。处理交易占用的资源(计算量、内存等)越多,那么所需要的Gas也就越多,比如:执行一次加法运算将消耗 3Gas,如果执行更复杂的运算,那么消耗的Gas就更多。
那么大家可能会问一个问题:当用户的交易涉及一个恶意的智能合约,这个合约超级复杂,执行这个合约要消耗无限的燃料,怎么办呢?以太坊系统的方案是:为了避免恶意
智能合约引起无限的Gas消耗,用户需要在发送交易时设定允许消耗的燃料上限,即
GasLimit,这样一来,就算有恶意智能合约,最坏情况也只是消耗 GasLimit 所规定的燃料范围之内。
五、以太坊 Gas 和交易手续费有什么关系?
以太坊上,你所支付的手续费等于:GasPrice 乘以GasUsed。
你可以把 GasPrice 理解为是燃油单价, GasUsed 理解为汽车所需多少升燃油。
对于汽车,假如说每升汽油是20块钱,一万升汽油就是20万块钱。对于以太坊,每
Gas是20吉伟(吉伟是以太币的数量单位),一万个 Gas 就是:20乘以一万,等于20 万吉伟,2万吉伟等于0.0002以太坊,也就是说,本次交易手续为 0.0002以太坊。
具体的兑换值见下表:
图
(注释:以太币数量的基础单位是“伟”,以太币的数量单位有“伟、芬尼、以太”,其中,“以太”被用作普通交易;“芬尼”被用作微交易;“萨博”和“伟”被用作进行关于费用和合约实施。)由此我们可以发现,Gas并不是以太坊,它是一种单独的体系,它的汇率与以太坊成一定的比例,经过了比例兑换,最终形成交易费。
具体的汇率查询,可以查看以下网站:
https://jin10086.github.io/etherconVerter/
Gas价格和以太币价格都是由市场自由调节的,但是二者是不一样的,他们的不同之处在于:以太币的价格是根据市场情况波动,而Gas的价格由矿工决定的,如果燃料价格低于矿工们的最低要求,矿工就会拒绝处理交易。Gas和以太坊分离,可以保护系统免受随着以太坊价格的快速变化而可能出现的波动。
通常来讲,大部分矿工都会选择利益优先,处理交易时候,他们会按Gas价格从高到底排列,优先处理Gas价格高的,如果你很着急交易 ,就需要提高Gas价格,让矿工早点看到你;如果你不着急呢,你只需要设定一个Gas价格,这个价格在矿工设置的Gas价格底线之上就行了。
六、Gas 是怎么获取的呢?
实际上,Gas就是从矿工那里购买的以太币,用户自己账户中的以太币就可以向矿工购买Gas,以太坊客户端根据指定的交易最大支出限额,自动用以太坊购买Gas。
七、Gas 最后去了哪里?
每笔交易,交易发起方都要设置交易的Gas限定和 Gas价格,不同的操作会产生不同的Gas成本,Gas用完时矿工将停止执行,使用的Gas会作为奖励,奖励给挖矿的矿工,这将涉及到几下几种情况:
第一种情况是,如果有剩余Gas,那么这些剩余的Gas会退还给交易发起方或智能合约创建者,比如我发送1个以太坊给依依,我设置的 Gas limit 是 5万,正常需要消耗的Gas是21000,,那么,剩下没有被消耗的29000会返还给我。
第二种情况是,如果我设置的Gas limit太低,或者我账号中的以太坊不足以支付我的Gas消耗,那么,这笔交易会因为Gas不足而被取消,并且用于计算的Gas不会退回到我的账户。
第三种情况是,如果交易失败,我也必须为已经占用的计算资源来支付手续费。
八、怎么设置合理的 Gas 价格?
每次交易之前,可以查询这个网站来确认需要设置的Gas价格: https://ethGasstation.info/总结一下,这篇文章我们主要介绍了以太坊的Gas和手续费:Gas相当于燃油,你在以太坊虚拟机上处理交易,会消耗计算资源,也就是Gas。在以太坊上,你所支付的手续费等于:GasPrice 乘以GasUsed,也就是:Gas的单价乘以消耗掉的Gas总量。操作的复杂程度不同,产生的Gas成本也不同,Gas用完时,矿工将停止执行,使用的Gas会作为奖励,奖励给挖矿的矿工,矿工会优先选择Gas价格出的高的交易者。
I. 区块链技术概念
区块链技术概念
区块链技术概念,现如今,区块链已经成为大部分人关注的领域,很多企业也早已深入其中研究该技术情况,但是还有人对于它不是很了解,下面我分享一篇关于区块链技术概念的相关信息。
区块链的基本概念和工作原理
1、基本概念
区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。所谓共识机制是区块链系统中实现不同节点之间建立信任、获取权益的数学算法。
区块链Blockchain、是比特币的一个重要概念,它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术。区块链是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性防伪、和生成下一个区块。
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
2、工作原理
区块链系统由数据层、网络层、共识层、激励层、合约层和应用层组成。 其中,数据层封装了底层数据区块以及相关的数据加密和时间戳等基础数据和基本算法;网络层则包括分布式组网机制、数据传播机制和数据验证机制等;共识层主要封装网络节点的各类共识算法;激励层将经济因素集成到区块链技术体系中来,主要包括经济激励的发行机制和分配机制等;合约层主要封装各类脚本、算法和智能合约,是区块链可编程特性的基础;应用层则封装了区块链的各种应用场景和案例。该模型中,基于时间戳的链式区块结构、分布式节点的共识机制、基于共识算力的经济激励和灵活可编程的智能合约是区块链技术最具代表性的创新点。
区块链主要解决的交易的信任和安全问题,因此它针对这个问题提出了四个技术创新:
1、分布式账本,就是交易记账由分布在不同地方的多个节点共同完成,而且每一个节点都记录的是完整的账目,因此它们都可以参与监督交易合法性,同时也可以共同为其作证。
跟传统的分布式存储有所不同,区块链的分布式存储的独特性主要体现在两个方面:一是区块链每个节点都按照块链式结构存储完整的数据,传统分布式存储一般是将数据按照一定的规则分成多份进行存储。二是区块链每个节点存储都是独立的、地位等同的,依靠共识机制保证存储的一致性,而传统分布式存储一般是通过中心节点往其他备份节点同步数据。 [8]
没有任何一个节点可以单独记录账本数据,从而避免了单一记账人被控制或者被贿赂而记假账的可能性。也由于记账节点足够多,理论上讲除非所有的节点被破坏,否则账目就不会丢失,从而保证了账目数据的安全性。
2、非对称加密和授权技术,存储在区块链上的交易信息是公开的,但是账户身份信息是高度加密的,只有在数据拥有者授权的情况下才能访问到,从而保证了数据的安全和个人的隐私。
3、共识机制,就是所有记账节点之间怎么达成共识,去认定一个记录的有效性,这既是认定的手段,也是防止篡改的手段。区块链提出了四种不同的共识机制,适用于不同的应用场景,在效率和安全性之间取得平衡。
区块链的共识机制具备“少数服从多数”以及“人人平等”的特点,其中“少数服从多数”并不完全指节点个数,也可以是计算能力、股权数或者其他的计算机可以比较的特征量。“人人平等”是当节点满足条件时,所有节点都有权优先提出共识结果、直接被其他节点认同后并最后有可能成为最终共识结果。以比特币为例,采用的是工作量证明,只有在控制了全网超过51%的记账节点的情况下,才有可能伪造出一条不存在的记录。当加入区块链的节点足够多的时候,这基本上不可能,从而杜绝了造假的可能.
4、智能合约,智能合约是基于这些可信的不可篡改的数据,可以自动化的执行一些预先定义好的规则和条款。以保险为例,如果说每个人的信息包括医疗信息和风险发生的信息、都是真实可信的,那就很容易的在一些标准化的保险产品中,去进行自动化的理赔.
3、其它
互联网交换的是信息,区块链交换的是价值。人类历史和互联网历史可以用八个字理解:分久必合合久必分,到了分久必合的时代,网络信息全部散在互联网上面,大家要挖掘信息非常不容易,这时会出现像谷歌和脸 书等的平台,它做的唯一的事情就是把我们所有的信息重新组合了一下。互联网时代垄断巨头们重组的就是信息,并不是产生自己的信息,产生的信息完全是我们个人。一旦信息重组,就会出现一个新的垄断巨人,所以就到了分久必合的时代。现在由于区块链技术产生又到了合久必分时代,又是新的多中心化,新的多中心化之后赋能产生新的价值,这些数据会在我们自己的手上,个人数据产生价值是归自己所有,这是这个时代最最激动人心的时代。
区块链的价值有哪些?低成本建立信任的机制,确立数权,解决数据的.产权。
目前区块链技术不断发展,包括现在的单链向多链发展,而且技术能够在进一步扩展,我想未来还是可能会出现,特别是在交易等方面出现颠覆性的,特别是对现有产业的很多颠覆性的场景。
区块链的本质是在不可信的网络建立可信的信息交换。
一带一路+一链。区块链更大的不是制造信任,而是让信任产生无损的传递,整个降低社会的摩擦成本,从而提高整个效益。
现在区块链本身还是初始阶段,所以包括区块链的信息传递、加密,这个过程中出现量子加密和其他加密,实际上对区块链本身所采用的加密算法攻击现象也时有发生。包括区块链也是作为一种资产的认定,数字资产的一个认定,但是现在我们很多都是用密码算法,或者是作为我们来解密的钥匙,但是如果密码忘记了,很可能你现在的资产就丢掉了,你不能够在得到你原来的这些资产,所以在资产管理,包括信息传递和一些安全这些方面,应该说都还是存在着一些隐患。当然那么从技术角度,现在我们区块链本身处理的速度,或者说本身的扩展性,因为从工作机理的角度来看,是要把整个账本要复制给所有的参与人员,所以在区块链本身的运作效率和扩展性方面还是比较受限的。这些我们觉得都还是需要进一步在技术方面有进一步的发展。
区块链平台这些底层技术,又形成包括区块链钱包、区块链浏览器、节点竞选、矿机、矿池、开发组件、开发模块、技术社区及项目社群等一系列的生态系统,这些生态系统的完善程度直接决定着区块链底层平台的使用效率和效果。
4、蒙代尔的不可能三角
去中心化、高效、安全,不可能实现三者全部同时达到极致。
区块链的本质是一种分布式记账技术,与之相对的是中心式记账技术,中心式记账技术在我们目前的生活中广泛存在。区块链是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。
区块链Blockchain、,是比特币的一个重要概念,它本质上是一个去中心化的数据库,同时作为比特币的底层技术,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,每一个数据块中包含了一批次比特币网络交易的信息,用于验证其信息的有效性防伪、和生成下一个区块。
狭义来讲,区块链是一种按照时间顺序将数据区块以顺序相连的方式组合成的一种链式数据结构, 并以密码学方式保证的不可篡改和不可伪造的分布式账本。
广义来讲,区块链技术是利用块链式数据结构来验证与存储数据、利用分布式节点共识算法来生成和更新数据、利用密码学的方式保证数据传输和访问的安全、利用由自动化脚本代码组成的智能合约来编程和操作数据的一种全新的分布式基础架构与计算方式。
区块链技术通俗的理解就是:把“物”的前、后、左、右区块用一种技术连接成一个链条,但每个区块的原始数据不可篡改,是一种物联网范畴的、可以让参与者信任的“各个模块链动”的技术。区块链技术的应用,离不开互联道网,也离不开物联网,是建立在二者融合互动基础上的、但又让参与者各自保持独回立的去中心化、、并共同拥有这套价值链共建共享、的技术。
区块链的特征:去中心化、开放性、自治性、信息不可篡改,匿名性。
区块链是一个能够传递价值的网络,对可以传递价值的网络的需求是推动区块链技术产生的重要原因。在对于保护带有所有权或者其他价值的信息需求的推动下,区块链出现了。区块链通过公私钥密码学、分布式存储等技术手段,一方面保证了带有价值的信息的高效传递,另一方面保证了这些信息在传递的过程中不会被轻易的复制篡改。
从区块链诞生的必然性来理解区块链的内涵,区块链是解决了中心化记账缺点、解决了分布式一致性问题的分布式记账技术,同时也是连接互联网升级为保证带有价值的信息安全高效传递的价值网络。
区块链: 区块链就像是一个全球唯一的帐簿,或者说是数据库,记录了网络中所有交易历史。
以太坊虚拟机(EVM): 它让你能在以太坊上写出更强大的程序比特币上也可以写脚本程序、。它有时也用来指以太坊区块链,负责执行智能合约以及一切。
节点:你可以运行节点,通过它读写以太坊区块链,也即使用以太坊虚拟机。完全节点需要下载整个区块链。轻节点仍在开发中。
矿工:挖矿,也就是处理区块链上的区块的节点。这个网页可以看到当前活跃的一部分以太坊矿工:stats.ethdev.com。
工作量证明:矿工们总是在竞争解决一些数学问题。第一个解出答案的(算出下一个区块)将获得以太币作为奖励。然后所有节点都更新自己的区块链。所有想要算出下一个区块的矿工都有与其他节点保持同步,并且维护同一个区块链的动力,因此整个网络总是能达成共识。(注意:以太坊正计划转向没有矿工的权益证明系统(POS),不过那不在本文讨论范围之内。)
以太币:缩写ETH。一种你可以购买和使用的真正的数字货币。这里是可以交易以太币的其中一家交易所的走势图。在写这篇文章的时候,1个以太币价值65美分。
Gas:在以太坊上执行程序以及保存数据都要消耗一定量的以太币,Gas是以太币转换而成。这个机制用来保证效率。
DApp: 以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(Decentralized App)。DApp的目标是(或者应该是)让你的智能合约有一个友好的界面,外加一些额外的东西,例如IPFS可以存储和读取数据的去中心化网络,不是出自以太坊团队但有类似的精神)。DApp可以跑在一台能与以太坊节点交互的中心化服务器上,也可以跑在任意一个以太坊平等节点上。(花一分钟思考一下:与一般的网站不同,DApp不能跑在普通的服务器上。他们需要提交交易到区块链并且从区块链而不是中心化数据库读取重要数据。相对于典型的用户登录系统,用户有可能被表示成一个钱包地址而其它用户数据保存在本地。许多事情都会与目前的web应用有不同架构。)
以太坊客户端,智能合约语言
编写和部署智能合约并不要求你运行一个以太坊节点。下面有列出基于浏览器的IDE和API。但如果是为了学习的话,还是应该运行一个以太坊节点,以便理解其中的基本组件,何况运行节点也不难。
运行以太坊节点可用的客户端
以太坊有许多不同语言的客户端实现即多种与以太坊网络交互的方法、,包括C++, Go, Python, Java, Haskell等等。为什么需要这么多实现?不同的实现能满足不同的需求例如Haskell实现的目标是可以被数学验证、,能使以太坊更加安全,能丰富整个生态系统。
在写作本文时,我使用的是Go语言实现的客户端geth (go-ethereum),其他时候还会使用一个叫testrpc的工具, 它使用了Python客户端pyethereum。后面的例子会用到这些工具。
关于挖矿:挖矿很有趣,有点像精心照料你的室内盆栽,同时又是一种了解整个系统的方法。虽然以太币现在的价格可能连电费都补不齐,但以后谁知道呢。人们正在创造许多酷酷的DApp, 可能会让以太坊越来越流行。
交互式控制台:客户端运行起来后,你就可以同步区块链,建立钱包,收发以太币了。使用geth的一种方式是通过Javascript控制台。此外还可以使用类似cURL的命令通过JSON RPC来与客户端交互。本文的目标是带大家过一边DApp开发的流程,因此这块就不多说了。但是我们应该记住这些命令行工具是调试,配置节点,以及使用钱包的利器。
在测试网络运行节点: 如果你在正式网络运行geth客户端,下载整个区块链与网络同步会需要相当时间。你可以通过比较节点日志中打印的最后一个块号和stats.ethdev.com上列出的最新块来确定是否已经同步。) 另一个问题是在正式网络上跑智能合约需要实实在在的以太币。在测试网络上运行节点的话就没有这个问题。此时也不需要同步整个区块链,创建一个自己的私有链就勾了,对于开发来说更省时间。
Testrpc:用geth可以创建一个测试网络,另一种更快的创建测试网络的方法是使用testrpc. Testrpc可以在启动时帮你创建一堆存有资金的测试账户。它的运行速度也更快因此更适合开发和测试。你可以从testrpc起步,然后随着合约慢慢成型,转移到geth创建的测试网络上 - 启动方法很简单,只需要指定一个networkid:geth --networkid "12345"。这里是testrpc的代码仓库,下文我们还会再讲到它。
接下来我们来谈谈可用的编程语言,之后就可以开始真正的编程了。写智能合约用的编程语言用Solidity就好。
要写智能合约有好几种语言可选:有点类似Javascript的Solidity, 文件扩展名是.sol. 和Python接近的Serpent, 文件名以.se结尾。还有类似Lisp的LLL。Serpent曾经流行过一段时间,但现在最流行而且最稳定的要算是Solidity了,因此用Solidity就好。听说你喜欢Python? 用Solidity。
solc编译器: 用Solidity写好智能合约之后,需要用solc来编译。它是一个来自C++客户端实现的组件又一次,不同的实现产生互补、,这里是安装方法。如果你不想安装solc也可以直接使用基于浏览器的编译器,例如Solidity real-time compiler或者Cosmo。后文有关编程的部分会假设你安装了solc。
web3.js API. 当Solidity合约编译好并且发送到网络上之后,你可以使用以太坊的web3.js JavaScript API来调用它,构建能与之交互的web应用。