以太幣

以太幣

以太幣(ETH)是以太坊(Ethereum)的一種數字代幣,被視為“比特幣2.0版”,採用與比特幣不同的區塊鏈技術“以太坊”(Ethereum),一個開源的有智慧型契約成果的民眾區塊鏈平台,由全球成千上萬的計算機構成的共鳴網路。開發者們需要支付以太幣(ETH)來支撐套用的運行。和其他數字貨幣一樣,以太幣可以在交易平台上進行買賣。

基本介紹

  • 中文名:以太幣
  • 外文名:Ethereum
  • 屬性:虛擬貨幣
  • 創始人:傑弗里•維爾克
  • 類型:加密數字貨幣
  • 外文簡稱:ETH
背景,特點,程式語言,運行效率,區塊多樣,技術架構,智慧型契約層,激勵層,共識層,網路層,數據層,套用,區塊鏈程式,企業軟體,認許制記賬,

背景

以太幣的系統是使用最廣泛的支持完備套用開發的公有區塊鏈系統。與比特幣相比,以太幣的系統以太坊屬於區塊鏈 2.0 的範疇,是為了解決比特幣網路的一些問題而重新設計的一個區塊鏈系統。比特幣的設計只適合加密數字貨幣場景,不具備圖靈完備性,也缺乏保存實時狀態的賬戶概念,而且存在 PoW 機制帶來的效率和資源浪費的問題。比特幣的區塊鏈網路存在著擴展性不足的缺陷。隨著比特幣吸引越來越多開發者和技術人員的注意,一些用戶嘗試使用比特幣網路用於其他數字貨幣或其他套用。但網際網路發展,獨立開發出區塊鏈套用的難度比較大,用戶需要掌握非常多的軟硬體開發能力和加密算法,這使得區塊鏈的套用對於一些用戶來說並沒有那么容易。
以太幣系統以太坊的出現就是幫助用戶更為容易地利用區塊鏈技術進行套用設計。按照巴特林的說法,以太坊的目的是創造一個更為一般化的區塊鏈平台,這一平台可以允許用戶很容易創造基於區塊鏈的套用,避免用戶為創建一個新的套用而不得不建立一個區塊鏈。通俗地講,此前的區塊鏈(如比特幣)只是一個單一的工具或最多是一個多功能的工具組合,而以太坊則是區塊鏈的智慧型手機,用戶可以利用智慧型手機建立他所需要的任何“套用” 。因此巴特林表示,區塊鏈的套用並不僅限於加密貨幣,它有著巨大的潛力,適用於各行各業,能為各企業和各種規模的組織帶來顯著好處。通過提供這樣一個高度泛化的平台,以太坊允許用戶在不需要創建自有區塊鏈的同時,建立使用廣泛的應用程式。以太坊的願景成為“世界計算機”:用戶就像使用計算機一樣簡單快捷建立基於區塊鏈的套用,享受區塊鏈所帶來的分散化和安全好處。這使得以太坊的套用前景廣闊。理論上,以太坊是一個通用的平台,可以用於各種各樣的套用,但到為止大部分的套用都與金融有關。不過,除金融應用程式之外,任何需要信任、安全和永久存儲的環境都可能受到以太坊平台的巨大影響,例如資產註冊、選舉、政府管理以及物聯網等。

特點

相較於較大多數其他加密貨幣或區塊鏈技術,以太幣的特點包括下列:

程式語言

Gavin Wood寫的《以太坊黃皮書》中定義了以太虛擬機的運作流程。智慧型契約可以專門為此開發的Solidity程式語言寫成,或是Python的一個變體Serpent,或是LLL。以太虛擬機也可以在Mutan上運行。智慧型契約之後會編譯成位元組碼,然後發布在以太坊區塊鍵上。

運行效率

將所有契約存在區塊鏈上每個結點的作法有好有壞。主要的缺點是所有的結點都同時要運算所有的契約,因此速度較慢。開發人員正研究將數據切分(Sharding)的技術套用至以太坊。2016年9月 Buterin 發表了改善可擴展性的企畫。截至2016年1月,以太坊每秒可以處理25個交易。

區塊多樣

存在一種區塊—叔塊(uncle block),用於歸納那些因為速度較慢而未及時被收入母鏈的較短區塊鏈。這個區塊的產生是因為以太幣的區塊時間是20秒左右,相對於比特幣,更容易出現臨時分叉。而且較短的區塊時間,也使得區塊在整個網路中更難以充分傳播,尤其是對那些網速慢的礦工,這是一種極大的不公平。為了平衡各方利益,設計了這樣一個叔塊機制。叔塊在全部挖掘出來的區塊中占的比例叫叔塊率。

技術架構

智慧型契約層

智慧型契約賦予賬本可程式的特性,區塊鏈 2.0 通過虛擬機的方式運行代碼實現智慧型契約的功能,比如以太幣的以太坊虛擬機(EVM)。同時,這一層通過在智慧型契約上添加能夠與用戶互動的前台界面,形成去中心化的套用(DAPP)。當然,在某些技術文檔中認為DAPP 應該在智慧型契約層之上單獨為套用層,也是有一定道理,只要不影響理解即可。

激勵層

激勵層主要實現以太幣的發行和分配機制,以太幣不是數字貨幣,而是定位於平台運行的燃料,運行智慧型契約和傳送交易都需要向礦工支付一定的以太幣。以太幣可以通過挖礦獲得,礦工每挖到一個區塊固定獎勵 5 個以太幣。

共識層

共識層主要實現全網所有節點對交易和數據達成一致,以太坊採用兩種共識機制,初期採用工作量證明機制(POW),待網路中的以太幣充分流通和分散後,改為採用交易速度更快、無資源消耗的權益證明機制(POS),從而有效地避免了純 POS 機制導致的初期權益分配不公平的情況。

網路層

網路層主要實現網路節點的連線和通信,又稱“點對點技術”,是沒有中心伺服器、依靠用戶群交換信息的網際網路體系。與有中心伺服器的中央網路系統不同,對等網路的每個用戶端既是一個節點,也有伺服器的功能,其具有去中心化與健壯性等特點。

數據層

數據層最底層的技術,是一切的基礎,主要實現了兩個功能,一個是相關數據的存儲,另一個是賬戶和交易的實現與安全。數據存儲主要基於 Merkle 樹,通過區塊的方式和鏈式結構實現,大多以 KV 資料庫的方式實現持久化,比如以太坊採用 LevelDB。賬號和交易的實現基於數字簽名哈希函式非對稱加密技術等多種密碼學算法和技術,保證了交易在去中心化的情況下能夠安全地進行。

套用

區塊鏈程式

以太幣可以用來創建去中心化的程式、自治組織和智慧型契約,據紐約時報的報導,在2016年5月已經有數十個可用的程式。預期的套用目標涵蓋金融、物聯網、農田到餐桌(farm-to-table)、智慧型電網、體育賭博等。去中心化自治組織有潛力讓許多原本無法運行或成本過高的營運模型成為可能。較知名的套用有:
  • 去中心化創業投資:The DAO用以太幣資金創立,目標是為商企業和非營利機構創建新的去中心化營業模式、The Rudimental讓獨立藝術家在區塊鏈上進行民眾募資。
  • 社會經濟平台:Backfeed。
  • 去中心化預測市場:Augur
  • 物聯網:Ethcore(一間以太坊公司)研發的客戶端、Chronicled(一間區塊鏈公司)發表了以太坊區塊鏈的實物資產驗證平台;晶片公司、物理IP創建者和生產者可以用植入的藍牙近場通信進行驗證。Slock.It開發的智慧型鎖可以在付費後自動打開,讓用戶在付費後可以幫電動車充電、或是打開租屋的房門。
  • 虛擬寶物交易平台:FreeMyVunk。
  • 著作權授權:Ujo Music平台讓創作人用智慧型契約發布音樂,消費者可以直接付費給創作人。伊莫珍·希普用此平台發布了一首單曲。
  • 智慧型電網:TransActive Grid讓用戶可以和鄰居買賣能源。
  • 去中心化期權市場:Etheropt。
  • 釘住匯率的代幣:DigixDAO提供與黃金掛鈎的代幣,在2016年四月正式營運。Decentralized Capital提供和各種貨幣掛鈎的代幣。
  • 移動支付:Everex讓外勞匯款回家鄉。
除此之外,聯合國也積極利用以太坊區塊鏈進行難民援助。2017年5月底,聯合國世界糧食計畫署宣布利用以太幣技術對在約旦的1萬名敘利亞難民提供食物分發。世界糧食計畫署表示,利用區塊鏈技術有利於降低支付成本,可以更好地保護受益人信息,控制金融風險,並在緊急情況下更快地做出回應。利用區塊鏈也有利於改善傳統的難民援助方式所存在的漏洞,確保食物都能夠到達難民手中。

企業軟體

企業軟體公司也正測試用以太幣作為各種用途。已知有興趣的公司包括微軟IBM摩根大通
  • 德勤和ConsenSys在2016年宣布成立數字銀行Project ConsenSys。
  • R3公司在Microsoft Azure上運行私人以太坊區塊鏈,將11間銀行連線至一本分散式帳薄(distributed ledger)。
  • 英國政府中負責推動創新的機構Innovate UK提供了近25萬英鎊給Tramonex用以太幣系統發展跨國支付系統。

認許制記賬

有許多方案正在研究使用以太幣的技術創建認許制的區塊鏈。
  • 摩根大通打算用以太坊上創建一個私人區塊鏈“Quorum”。其功能是洗亂派生性金融產品及其交易紀錄來保護交易者的隱私,但同時匹配金融管制單位在信息公開上的要求,以期在保障隱私和信息公開之間找到平衡。
  • 蘇格蘭皇家銀行用以太坊的分散式記賬和智慧型契約平台創建了一個結算交割機制(Clearing and Settlement Mechanism, CSM),可以達成每秒100筆交易、模擬六間銀行,平均每個trip在3到8秒間完成,這些數值用在於全國的支付系統是可接受的。

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