以太坊定存操作流程_以太坊如何挖矿

　　A. 以太坊如何挖矿

　　目前市场上主流的以太坊矿机大多来自比特大陆、嘉楠耘智，不过随着以太坊价格的下跌，挖矿带来的利润已经十分微薄，投资者可以选择在数字货币交易所进行以太坊的交易投资。目前市场上主流的数字货币交易所有币安、火币网、比特网等。

　　B. 走进以太坊网络

　　 目录

　　术语“以太坊节点”是指以某种方式与以太坊网络交互的程序。从简单的手机钱包应用程序到存储整个区块链副本的计算机，任何设备均可扮演以太坊节点。

　　所有节点都以某种方式充当通信点，但以太坊网络中的节点分为多种类型。

　　与比特币不同，以太坊找不到任何程序作为参考实施方案。在比特币生态系统中， 比特币核心 是主要节点软件，以太坊黄皮书则提出了一系列独立（但兼容）的程序。目前最流行的是Geth和Parity。

　　若要以允许独立验证区块链数据的方式连接以太坊网络，则应使用之前提到的软件运行全节点。

　　该软件将从其他节点下载区块，并验证其所含交易的正确性。软件还将运行调用的所有智能合约，确保接收的信息与其他节点相同。如果一切按计划运行，我们可以认为所有节点设备均存储相同的区块链副本。

　　全节点对于以太坊的运行至关重要。如果没有遍布全球的众多节点，网络将丧失其抗审查性与去中心化特性。

　　通过运行全节点，您可以直接为网络的 健康 和安全发展贡献一份力量。然而，全节点通常需要使用独立的机器完成运行和维护。对于无法（或单纯不愿）运行全节点的用户，轻节点是更好的选择。

　　顾名思义，轻节点均为轻量级设备，可显著降低资源和空间占用率。手机或笔记本电脑等便携式设备均可作为轻节点。然而，降低开销也要付出代价：轻节点无法完全实现自给自足。它们无法与整条区块链同步，需要全节点提供相关信息。

　　轻节点备受商户、服务供应商和用户的青睐。在不必使用全节点并且运行成本过高的情况下，它们广泛应用于支收付款。

　　挖矿节点既可以是全节点客户端，也可以是轻节点客户端。“挖矿节点”这个术语的使用方式与比特币生态系统不同，但依然应用于识别参与者。

　　如需参与以太坊挖矿，必须使用一些附加硬件。最常见的做法是构建 矿机 。用户通过矿机将多个GPU（图形处理器）连接起来，高速计算哈希数据。

　　矿工可以选择两种挖矿方案：单独挖矿或加入矿池。 单独挖矿 表示矿工独自创建区块。如果成功，则独享挖矿奖励。如果加入 矿池 ，众多矿工的哈希算力会结合起来。出块速度得以提升，但挖矿奖励将由众多矿工共享。

　　区块链最重要的特性之一就是“开放访问”。这表明任何人均可运行以太坊节点，并通过验证交易和区块强化网络。

　　与比特币相似，许多企业都提供即插即用的以太坊节点。如果只想启动并运行单一节点，这种设备无疑是最佳选择，缺点是必须为便捷性额外付费。

　　如前文所述，以太坊中存在众多不同类型的节点软件实施方案，例如Geth和Parity。若要运行个人节点，必须掌握所选实施方案的安装流程。

　　除非运行名为 归档节点 的特殊节点，否则消费级笔记本电脑足以支持以太坊全节点正常运行。不过，最好不要使用日常工作设备，因为节点会严重拖慢运行速度。

　　运行个人节点时，建议设备始终在线。倘若节点离线，再次联网时可能耗费大量的时间进行同步。因此，最好选择造价低廉并且易于维护的设备。您甚至可以通过Raspberry Pi运行轻节点。

　　随着网络即将过渡到权益证明机制，以太坊挖矿不再是最安全的长期投资方式。过渡成功后，以太坊矿工只能将挖矿设备转入其他网络或直接变卖。

　　鉴于过渡尚未完成，参与以太坊挖矿仍需使用特殊硬件（例如GPU或ASIC）。若要获得可观收益，则必须定制矿机并寻找电价低廉的矿场。此外，还需创建以太坊钱包并配置相应的挖矿软件。这一切都会耗费大量的时间和资金。在参与挖矿前，请认真考量自己能否应对各种挑战。（国内严禁挖矿，切勿以身试法）

　　ProgPow代表 程序化工作量证明 。这是以太坊挖矿算法Ethash的扩展方案，旨在提升GPU的竞争力，使其超过ASIC。

　　在比特币和以太坊社区，抗ASIC多年来一直是饱受争议的话题。在比特币网络中，ASIC已经成为主要的挖矿力量。

　　在以太坊中，ASIC并不是主流，相当一部分矿工仍然使用GPU。然而，随着越来越多的公司将以太坊ASIC矿机引入市场，这种情况很快就会改变。然而，ASIC到底存在什么问题呢？

　　一方面，ASIC明显削弱网络的去中心化。如果GPU矿工无法盈利，不得不停止挖矿，哈希率最终就会集中在少数矿工手中。此外，ASIC芯片的开发成本相当昂贵，坐拥开发能力与资源的公司屈指可数。这种现状有可能导致以太坊挖矿产业集中在少数公司手中，形成一定程度的行业垄断。

　　自2018年以来，ProgPow的集成一直饱受争议。有些人认为，它有益于以太坊生态系统的 健康 发展。另一些人则持反对态度，认为它可能导致硬分叉。随着权益证明机制的到来，ProgPoW能否应用于网络仍然有待观察。

　　以太坊与比特币是一样，均为开源平台。所有人都可以参与协议开发，或基于协议构建应用程序。事实上，以太坊也是区块链领域目前最大的开发者社区。

　　Andreas Antonopoulos和Gavin Wood出品的 Mastering Ethereum ，以及Ethereum.org推出的 开发者资源 等都是新晋开发者理想的入门之选。

　　智能合约的概念于20世纪90年代首次提出。其在区块链中的应用带来了一系列全新挑战。2014年由Gavin Wood提出的Solidity已经成为开发以太坊智能合约的主要编程语言，其语法与Java、JavaScript以及C++类似。

　　从本质上讲，使用Solidity语言，开发者可以编写在分解后可由以太坊虚拟机(EVM)解析的指令。您可以通过Solidity GitHub详细了解其工作原理。

　　其实，Solidity语言并非以太坊开发者的唯一选择。Vyper也是一种热门的开发语言，其语法更接近Python。

　　C. 以太坊是如何挖矿的

　　以太坊的代币是通过采矿过程中产生的，每块采矿率为 5 个以太币。以太坊的采矿过程几乎与比特币相同，对于每一笔交易，矿工都可以使用计算机通过散列函数运行该块的唯一标题元数据，反复，快速地猜出答案，直到其中一人获胜。

　　许多新用户认为，采矿的唯一目的是以不需要中央发行人的方式生成醚（参见我们的指南“ 什么是以太？ ”）。这是真的。以太坊的代币是通过采矿过程中产生的，每块采矿率为 5 个以太币。但是，采矿还有至少同样重要的作用。通常，银行负责保持交易的准确记录。他们确保资金不是凭空创造的，用户不会多次欺骗和花钱。不过，区块链引入了一种全新的记录保存方式，整个网络而不是中介，验证交易并将其添加到公共分类账。

　　Ethereum Mining

　　尽管“无信任”或“信任最小化”货币体系是目标，但仍有人需要确保财务记录的安全，确保没有人作弊。采矿是使分散记录成为可能的创新之一。矿工们在防止欺诈行为（特别是醚的双重支出）方面达成了关于交易历史的共识 – 这是一个有趣的问题，在分散化的货币未在工作区块链之前解决。虽然以太坊正在研究其他方法来就交易的有效性达成共识，但采矿目前将平台保持在一起。

　　挖矿如何工作

　　今天，以太坊的采矿过程几乎与比特币相同。对于每一笔交易，矿工都可以使用计算机反复，快速地猜出答案，直到其中一人获胜。更具体地说，矿工将通过散列函数（它将返回一个固定长度，乱序的数字和字母串，它看起来是随机的）运行该块的唯一标题元数据（包括时间戳和软件版本），只改变‘nonce 值’ ，这会影响结果散列值。

　　如果矿工发现与当前目标相匹配的散列，矿工将被授予乙醚并在整个网络上广播该块，以便每个节点验证并添加到他们自己的分类账副本中。如果矿工 B 找到散列，矿工 A 将停止对当前块的工作，并为下一个块重复该过程。矿工很难在这场比赛中作弊。没有办法伪造这项工作，并拿出正确的谜题答案。这就是为什么解谜方法被称为“工作证明”。

　　另一方面，其他人几乎没有时间验证散列值是否正确，这正是每个节点所做的。大约每 12-15 秒，一名矿工发现一块石块。如果矿工开始比这更快或更慢地解决谜题，算法会自动重新调整问题的难度，以便矿工回弹到大约 12 秒钟的解决时间。

　　矿工们随机赚取这些乙醚，他们的盈利能力取决于运气和他们投入的计算能力。以太坊使用的具体工作量验证算法被称为‘ethash’，旨在需要更多的内存，使得使用昂贵的 ASIC 难以开采 – 特殊的采矿芯片，现在是唯一可以盈利的比特币开采方式。

　　从某种意义上讲，ethash 可能已经成功实现了这一目的，因为专用 ASIC 不可用于以太坊（至少目前还没有）。此外，由于以太坊旨在从工作证明挖掘转变为“股权证明”（我们将在下面讨论），购买 ASIC 可能不是一个明智的选择，因为它可能无法长久证明有用。

　　转移到股权证明

　　不过，以太坊可能永远不需要矿工。开发人员计划放弃工作证明，即网络当前使用的算法来确定哪些交易是有效的，并保护其免受篡改，以支持股权证明，网络由代币所有者担保。如果并且当该算法推出时，股权证明可以成为实现分布式共识的一种手段，而该共识使用更少的资源。

　　D. 以太坊技术系列-以太坊数据结构

　　本篇文章和大家介绍一下以太坊的数据结构，上篇文章我们提到，以太坊为了实现智能合约这一功能，使用了基于账户的模型。我们来看看以太坊中数据结构。

　　既然是基于账户的模型，我们需要通过账户地址找到账户的状态。就像通过银行卡号可以找到你在银行中的各种信息一样。最简单的想法当然是一个简单的哈希表 key是账户地址 value是账户状态。但这里有个问题解决不了。

　　轻节点如何校验账户合法性？

　　上篇我们说过，区块链中有2类节点，全节点和轻节点，轻节点只会存储block header，所以轻节点如何才能校验账号是否合法呢？

　　这个思路和我们平时用的md5校验一致，我们会对区块内的信息进行hash运算从而得出区块内信息唯一确定的值，区块链所有节点中这个值都是相同的。

　　在这个过程中我们用到了一种数据结构Merkle Tree（哈希树），我们先看下Merkle Tree（哈希树）的示意图。

　　上篇文章说到区块链中的链表(哈希链)和我们平时常见链表不同的是将指针从地址改为了hash指，这里也一样，哈希树和二叉树的区别有2个

　　1.将地址改为了哈希值

　　2.只有叶子节点存储数据

　　回到之前的问题轻节点是如何校验1个账户或交易是否是在链上的呢？

　　整个流程如上图所示

　　1.轻节点需要判断1个账号是否合法

　　2.轻节点由于只存储block header，所以拿到1个账号的时候会向全节点发出请求

　　3.全节点存储了所有账户状态，将账户路径中的需要计算用到的hash值返回给轻节点

　　4.轻节点本地进行计算根hash值，如果计算结果和自己存储一致则账户合法，不一致则不合法。

　　那以太坊中的账户信息的数据结构就是这样吗？

　　直接用这样的数据结构来存储账户信息会有2个问题

　　查找困难

　　生成hash值不确定

　　第1个问题应该比较容易发现，在这个树中寻找1个账号需要的复杂度是O(n),因为没有任何顺序。

　　第2个问题其实也是因为无序导致的，无序的组合每个节点针对同一批账户生成的hash值不一致，这就导致无法达成共识。

　　既然2个问题都和顺序有关，那我们类似二叉排序树一样，使用哈希排序树是不是就可以解决问题了呢？

　　使用排序树后会带来另外1个问题

　　插入困难

　　因为要维持树是有序的，很可能带来树结构的很大变动。

　　以太坊中使用了另外一种数据结构字典树。和哈希树不同，字典树应该是很多地方都有使用。我们简单来看下字典树的结构。

　　字典树能够较好地解决哈希树的2个缺点1.查找困难 2.生成的hash值不确定以及排序二叉树的1个缺点 插入困难。

　　但字典树我们可以看到可能树的深度可能由于部分元素导致整棵树深度非常深。

　　这时我们可以进一步优化，将相同路径进行压缩。这就是压缩字典树。

　　将哈希树和压缩字典树结合，就可以得到以太坊存储账户的最终数据结构-MPT。

　　将压缩字典树里面的指针从地址改为指针，并且将数据存储在叶子节点中即可。

　　介绍完状态树的数据结构，我们接下来讨论1个问题，区块中存储的账户状态是什么样的范围。有2种选择。

　　只保存当时区块中产生交易的账户状态。

　　保存全局所有的账户。

　　我们可以看下这2种方式，无非就是空间和时间的平衡，只保存当前区块产生的交易意味着是做懒加载(需要的时候才去寻找账户)，在区块链中这个代价是非常大的，因为寻找的账户之前从未交易过，这样会遍历整个区块链。另外一种保存全局的账户方式虽然看起来空间消耗较大，但查找快捷，而且空间的问题我们可以通过其他方式优化。所以最终以太坊选择了第2种每个区块都报错全局所有账户的方式。

　　我们来看下以太坊中是如何保存状态树的。

　　可以看到以太坊中虽然每个区块都保存了全部账户，但是会将未发生变化的账户状态指向前1个节点，本身只存储发生变化的状态，这样可以较大程度优化空间占用。

　　介绍完以太坊中比较复杂的状态树后，我们继续来看看以太坊中的另外两棵树，交易树和收据树。

　　首先介绍一下，为什么需要交易树&收据树。

　　1.交易树

　　虽然以太坊是基于账户的模型，但是就像银行不仅会存储银行卡的余额，还会存储卡中的每笔钱怎么来的以及怎么花的。交易树中就存储着当前区块中的包含的所有交易。

　　2.收据树

　　由于智能合约的引入增加了不少复杂性，所以以太坊用收据树存储着一些交易操作的额外信息。比如交易过程中执行日志就包含在收据树中方便查询。收据树和交易树是一一对应的。每发生一次交易就会有一次收据。

　　和状态树不同交易树和收据树只维护当前区块内发生的交易，因为当时区块发生交易时不需要再去查找另外1个交易，也就之前需要可能遍历整个区块链的查找操作了。

　　由于以太坊中的出块速度较快，我们进行一些查询一些符合条件交易的时候会面临大量数据遍历困难的问题。收据树中引入了布隆过滤器可以帮助我们有效缓解这一困难。

　　布隆过滤器将大集合中每个元素进行hash运算映射到1个较小的集合，这时再来1个元素要判断是否在大集合的时候，不需要遍历整个大集合，而是去进行hash运算去小集合中寻找是否存在，如果不存在，肯定不在大集合中，如果存在则不能说明任何问题。

　　如上图所示，布隆过滤器只能证明某1个元素不在集合中，不能证明1个元素在结合中。

　　以太坊中如果我们要在较多区块中寻找某1个交易，则可以利用布隆过滤器，过滤掉肯定不存在目标交易的区块，然后进入收据树内继续利用布隆过滤器筛选，剩下的才是可能的目标交易的交易，进行一一比对即可。

　　我们介绍了以太坊的核心数据结构，状态树&交易树&收据树，他们都是使用相同的数据结构-哈希压缩字典树。但状态树是维护1颗全局账户树，交易树和收据树则是维护本区块内的交易或收据。

　　介绍完数据结构后，后面我们会用几篇文章来介绍以太坊中的一些核心算法，比如共识机制，挖矿算法等。

　　E. 以太坊怎么挖矿

　　与所有区块链技术一样，以太坊使用基于激励的安全模型。声称是网络中的矿工的任何节点都可以尝试创建并阻止验证区。世界各地的许多矿工正在同时创建和验证区块。

　　一、以太坊采矿的基本原则

　　1、与所有区块链技术一样，以太坊使用基于激励的安全模型。声称是网络中的矿工的任何节点都可以尝试创建并阻止验证区。世界各地的许多矿工正在同时创建和验证区块。每个矿工通过向块链发送块来提供数学机制的“证据”。此测试类似于保证：如果此测试存在，则此块必须有效。

　　2、对于要添加到主链的块，矿工必须比其他矿工更快地提供此“测试”。通过矿工提供的数学机制的“证明”，每个区块的确认过程称为工作测试。经证实，新区块内的矿工将获得一定的奖励。什么是奖励？以太坊使用内在数字代币 – 以太作为奖励。每次矿工尝试新的块时，都会生成一个新的以太坊并将其提供给矿工。

　　第二、以太坊和比特币的区别

　　1、同点：比特币和以太坊都是成功的区块链技术应用。人们通过比特币认识区块链技术。通过以太坊，人们意识到区块链可以是独立的。所有这些都基于区块链，其中交易是公开记录的，货币和资产交易更方便和让步，并且消除了繁琐的中间人。

　　2、差异：比特币是一种分散的点对点数字支付系统，类似于全球清算银行。而且这家银行不是一个集中式组织的成员，它没有CEO，它没有管理员，只有代码的基本原则和共识。从同行转移价值，没有其他第三方或信托机构。

　　3、比特币总量为2100W。对于每生成21W的块，块生成的比特币数量减少一半，每10分钟生成一个块。一般而言，它是一种通货紧缩的电子货币。以太坊的定义是一个分散的点对点虚拟机，可以理解为使用代币执行价值分配并吸引所有各方建立生态系统的平台。以太坊的总量没有上限。

　　三、智能合约和协议ERC20

　　1、智能合约首先是合同，它以代码的形式规定交易执行的双方，并规定了执行合同的某些激活条件。一旦这些条件被激活，商定的交易就会自动执行，通常是一些交易。这些交易将由矿工挖掘出来，并最终合并到公共链中，这是不可否认的，不可逆转。

　　2、以太坊中的智能合约基本上是互联网上的开源。任何用户都可以看到相关接口的定义和激活时间。如果没有统一的标准，许多智能合约将使每个人都难以理解，这份智能合约究竟做了什么？此时，ERC20协议已启动。

　　3、开发人员可以通过查看其他智能合约然后调用自己的合同轻松了解相关界面的角色。标准化是非常有益的，这意味着这些资产可以在不同的平台和项目中使用，否则它们只能在特定情况下使用。

　　四、为什么以太坊可以用来发送硬币

　　因为智能合同的存在的，合同可以被用来安排货币集资最后存入帐户的用户，并且因为0x7D0使用相同的标准ERC20如直接交换0x7D0和FAD支持以太坊生态系统这将更容易。

　　五、以太坊贸易限制

　　1、对于每笔交易，交易的发起人必须设定交易的Gas限价和Gas价格。不同的操作将产生不同的Gas，Gas成本当矿工完成后，矿工将停止运行并且用过的Gas将被奖励给矿工。

　　2、如果某些气体仍然存在，如果用户声明限制值太低或者中间的帐号Eth不足以支付Gas消耗，它将返回到交易的发起人或智能合约的创建者，由于Gas不足，协议将被取消，用于计算的Gas将不会退回账户。

　　六、网络计算能力为太坊全

　　以太网中所有当前采矿机器的总计算能力，当前采矿集群是根据该值计算的当前块的难度。

　　七、以太坊提取难度

　　块的难度用于提高块验证区的一致性。 Genesis块的难度是131,072，并且有一个特殊的公式用于计算之后每个块的难度。如果检查块比前一个块更快，则以太坊协议将增加块的难度。通过调整块的难度，您可以调整验证区块所需的时间，即突发速度。检查时间的自我调整以继续以恒定速率生成新快。

　　8、单张卡的计算能力与采矿收入之间的关系

　　单张卡的计算能力越大，可以进行的检查越多，获得公式结果的概率是，情况越大，如果使用地雷组，所提供的股份数量越大，采矿业的收入就越大。

　　F. 以太坊钱包Mist多重签名

　　个人如果钱包中有几个以太币，保管好私钥，做几个备份也没有什么好担心的，但是要是像我这样手握成千上万个币，能不担心吗，哈哈哈。。。

　　一般大量持币的机构，都会使用多重签名机制来保证币的安全，所谓多重签名就是多于一个人同意交易才生效，为了弄清楚实际过程，来实操一下。

　　主账户需要多于1个ETH才能新建合约，至少需要3个账户才能完成多重签名钱包

　　OK，输入完密码后看到钱包正在创建，这里我们设置了发送任意的币都需要至少两个钱包账户同意

　　耐心等待一会即可看到多重签名钱包创建好了，创建好后也有一个地址，可以像正常转币一样将ETH从其他地址存到多重签名地址，这里我们存入100个，可以看到账户内现有100个ETH，每次转出需要至少2人同意

　　我们这里创建了多重签名账户的3个管理地址，那么其他的地址需要手动添加改地址到钱包，即可查看或操作此账户了。

　　选择从多重签名的钱包转出，会有提示，每日超过限额，需要其他一个账户确认

　　先按正常的流程走吧，输完发起账号的密码，交易历史中会看到区块确认中，当有确认的时候，发现所有多重签名账号的Mist中都多了一个提醒

　　PS：由于多重签名地址底层使用了以太坊的智能合约，所以每次发起（包括其他人批准）都需要消耗gas，也就是说需要保证管理账号中有足够的ETH才行。

　　G. 以太币是什么

　　以太坊Ethereum是一个区块链。它与比特币相比特点是可以增加智能合约，图灵完备，网络速度更快。Etherem上有很多区中心化的区块链产品，比如DigixDAO，黄金物联网等等。

　　H. 以太坊之账户

　　外部账户创建流程:

　　当使用 geth account new 命令新建账户，最终调用 accountCreate(accountcmd.go)=>keystore.StoreKey=>storeNewKey(key.go)

　　storeNewKey完成私钥、公钥、地址的生产，最后保存成keystore文件到指定路径。

　　最后保存的keystore文件为json格式，如下:

　　以下为用密码可以推出私钥的流程

　　对交易发起人的地址和nonce进行RLP编码，再算出Keccak哈希值，取后20个字节作为该合约的地址,即: Keccak-256(RLP(sender, nonce))[12:]

　　函数位于: crypto/crypto.go

　　账户在区块链上的存储结构，内外账户的结构都是一样

　　文章github地址

　　I. 以太坊转账流程

　　发起:用户在本地的以太坊钱包软件中选择要发送的交易地址(From)、输入目标地址(To)、金额(Value)、是否部署或调用合(Data)、手续费单价(Gasprice)等,确认发送至以太坊节点节点和钱包可以是同一台

　　广播:节点收到(或自己发起)交易后,会对交易进行验证。验证:交易的签名、发起账号的余额是否能支付转账余额与手续费、Nonce是否为账号已发出的交易数。验证为合法后,将交易加入节点的交易池中交易池中存储着待打包的交

　　安装以太坊浏览器钱包插件,创建钱包,获取虚拟以太币,进行转账交易。 实验内容 学习 初识以太坊,发送交易 1.学习《初始以太坊,发送交易》,虚拟以太币交易。

　　J. 以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

　　以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

　　很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来，可是又感觉无从下手，本文将基于以太坊平台，以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念，轻松带大家入门。

　　以太坊是什么

　　以太坊（Ethereum）是一个建立在区块链技术之上， 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。

　　对这句话不理解的同学，姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android，它是一个开发平台，让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。

　　在没有以太坊之前，写区块链应用是这样的：拷贝一份比特币代码，然后去改底层代码如加密算法，共识机制，网络协议等等（很多山寨币就是这样，改改就出来一个新币）。

　　以太坊平台对底层区块链技术进行了封装，让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发，开发者只要专注于应用本身的开发，从而大大降低了难度。

　　目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈：有社区的支持，有很多开发框架、工具可以选择。

　　智能合约

　　什么是智能合约

　　以太坊上的程序称之为智能合约， 它是代码和数据(状态)的集合。

　　智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的（由事件驱动的）、以代码形式编写的合同（特殊的交易）。

　　在比特币脚本中，我们讲到过比特币的交易是可以编程的，但是比特币脚本有很多的限制，能够编写的程序也有限，而以太坊则更加完备（在计算机科学术语中，称它为是“图灵完备的”），让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序（智能合约）。

　　智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如：数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。

　　目前除数字货币之外，真正落地的应用还不多（就像移动平台刚开始出来一样），相信1到3年内，各种杀手级会慢慢出现。

　　编程语言：Solidity

　　智能合约的默认的编程语言是Solidity，文件扩展名以.sol结尾。

　　Solidity是和JavaScript相似的语言，用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。

　　还有长像Python的智能合约开发语言：Serpent，不过建议大家还是使用Solidity。

　　Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看，以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。

　　运行环境：EVM

　　EVM（Ethereum Virtual Machine）以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。

　　Solidity之于EVM，就像之于跟JVM的关系一样，这样大家就容易理解了。

　　以太坊虚拟机是一个隔离的环境，在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。

　　而EVM运行在以太坊节点上，当我们把合约部署到以太坊网络上之后，合约就可以在以太坊网络中运行了。

　　合约的编译

　　以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式，需要我们在部署之前先对合约进行编译，可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。

　　合约的部署

　　在以太坊上开发应用时，常常要使用到以太坊客户端（钱包）。平时我们在开发中，一般不接触到客户端或钱包的概念，它是什么呢？

　　以太坊客户端（钱包）

　　以太坊客户端，其实我们可以把它理解为一个开发者工具，它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。

　　EVM是由以太坊客户端提供的。

　　Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端，基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台，通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能（API）。Geth的使用我们之后会有文章介绍，这里大家先有个概念。

　　Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似，不过是跑在终端里。

　　相对于Geth，Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。

　　如何部署

　　智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上，并使用一个特定的地址来标示这个合约，这个地址称为合约账户。

　　以太坊中有两类账户：

　　· 外部账户

　　该类账户被私钥控制（由人控制），没有关联任何代码。

　　· 合约账户

　　该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。

　　和比特币使用UTXO的设计不一样，以太坊使用更为简单的账户概念。

　　两类账户对于EVM来说是一样的。

　　外部账户与合约账户的区别和关系是这样的：一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名，来发送消息给另一个外部账户或合约账户。

　　在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码，允许它执行各种动作（比如转移代币，写入内部存储，挖出一个新代币，执行一些运算，创建一个新的合约等等）。

　　只有当外部账户发出指令时，合同账户才会执行相应的操作。

　　合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上（由实际矿工出块之后，才真正部署成功）。

　　运行

　　合约部署之后，当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息（交易）即可，通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。

　　Gas

　　和云计算相似，占用区块链的资源（不管是简单的转账交易，还是合约的部署和执行）同样需要付出相应的费用（天下没有免费的午餐对不对!）。

　　以太坊上用Gas机制来计费，Gas也可以认为是一个工作量单位，智能合约越复杂（计算步骤的数量和类型，占用的内存等），用来完成运行就需要越多Gas。

　　任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的，由合约的复杂度决定。

　　而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定，以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用：Gas价格（用以太币计价） * Gas数量。

　　Gas的目的是限制执行交易所需的工作量，同时为执行支付费用。当EVM执行交易时，Gas将按照特定规则被逐渐消耗，无论执行到什么位置，一旦Gas被耗尽，将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚， 如果执行结束还有Gas剩余，这些Gas将被返还给发送账户。

　　如果没有这个限制，就会有人写出无法停止（如：死循环）的合约来阻塞网络。

　　因此实际上（把前面的内容串起来），我们需要一个有以太币余额的外部账户，来发起一个交易（普通交易或部署、运行一个合约），运行时，矿工收取相应的工作量费用。

　　以太坊网络

　　有些着急的同学要问了，没有以太币，要怎么进行智能合约的开发？可以选择以下方式：

　　选择以太坊官网测试网络Testnet

　　测试网络中，我们可以很容易获得免费的以太币，缺点是需要发很长时间初始化节点。

　　使用私有链

　　创建自己的以太币私有测试网络，通常也称为私有链，我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。

　　通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络，以太币想挖多少挖多少，也免去了同步正式网络的整个区块链数据。

　　使用开发者网络(模式)

　　相比私有链，开发者网络(模式)下，会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。

　　使用模拟环境

　　另一个创建测试网络的方法是使用testrpc，testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境，对于开发调试来说，更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。

　　进行合约开发时，可以在testrpc中测试通过后，再部署到Geth节点中去。

　　更新：testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中，现在名字是Ganache CLI。

　　Dapp：去中心化的应用程序

　　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(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库，智能合约理解为和数据库打交道的程序，那就很容易理解Dapp了，一个Dapp不单单有智能合约，比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。

　　Truffle

　　Truffle是Dapp开发框架，他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情，让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。

　　总结

　　我们现在来总结一下，以太坊是平台，它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用，在这个应用中，使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约，合约编写好后之后，我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约（使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了）。为了开发方便，我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。

　　注：本文中为了方便大家理解，对一些概念做了类比，有些严格来不是准确，不过我也认为对于初学者，也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确，学习是一个逐步深入的过程，很多时候我们会发现，过一段后，我们会对同一个东西有不一样的理解。