以太坊（英語：Ethereum）是一個開源的有智能合約功能的公共區(qū)塊鏈平臺。通過其專用加密貨幣以太幣（Ether，又稱“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。
以太坊的概念首次在2013至2014年間由程序員維塔利克·布特林受比特幣啟發(fā)后提出，大意為“下一代加密貨幣與去中心化應(yīng)用平臺”，在2014年透過ICO眾籌得以開始發(fā)展。
截至2018年6月，以太幣是市值第二高的加密貨幣，以太坊亦被稱為“第二代的區(qū)塊鏈平臺”，僅次于比特幣。
相較于較大多數(shù)其他加密貨幣或區(qū)塊鏈技術(shù)，以太坊的特點包括下列：
智能合約（smart contract）：存儲在區(qū)塊鏈上的程序，由各節(jié)點運行，需要運行程序的人支付手續(xù)費給節(jié)點的礦工或權(quán)益人。
代幣（tokens）：智能合約可以創(chuàng)造代幣供分布式應(yīng)用程序使用。分布式應(yīng)用程序的代幣化讓用戶、投資者以及管理者的利益一致。代幣也可以用來進行首次代幣發(fā)行。
叔塊（uncle block）：將因為速度較慢而未及時被收入母鏈的較短區(qū)塊鏈并入，以提升交易量。使用的是有向無環(huán)圖的相關(guān)技術(shù)。
權(quán)益證明（proof-of-stake）：相較于工作量證明更有效率，可節(jié)省大量在挖礦時浪費的電腦資源，并避免特殊應(yīng)用集成電路造成網(wǎng)絡(luò)中心化。（測試中）
支鏈（Plasma）：用較小的分支區(qū)塊鏈運算，只將最后結(jié)果寫入主鏈，可提升供單位時間的工作量。（尚未實現(xiàn)）
狀態(tài)通道（state channels）：原理類似比特幣的閃雷網(wǎng)絡(luò)，可提升交易速度、降低區(qū)塊鏈的負擔(dān)，并提高可擴展性。尚未實現(xiàn)，開發(fā)團隊包括雷電網(wǎng)絡(luò)（Raiden Network）和移動性網(wǎng)絡(luò)（Liquidity Network）。
分片（sharding）：減少每個節(jié)點所需紀錄的數(shù)據(jù)量，并透過平行運算提升效率（尚未實現(xiàn)）。
分布式應(yīng)用程序：以太坊上的分布式應(yīng)用程序不會停機，也不能被關(guān)掉。
發(fā)展歷史
以太坊最初由 Vitalik Buterin 在2013年提出。Vitalik 本是一名參與比特幣社群的程序員，曾向比特幣核心開發(fā)人員主張比特幣平臺應(yīng)該要有個更完善的編程語言讓人開發(fā)程序，但未得到他們的同意，因此決定開發(fā)一個新的平臺作此用途[8]:88。Buterin 認為很多程序都可以用類似比特幣的原理來達成進一步的發(fā)展。Buterin 在2013年寫下了《以太坊白皮書》，說明了建造去中心化程序的目標(biāo)。然后2014年透過網(wǎng)絡(luò)公開募資得到開發(fā)的資金，投資人用比特幣向基金會購買以太幣。
最初以太坊程序是由一間位在瑞士的公司 Ethereum Switzerland GmbH 開發(fā)[11][12]，之后轉(zhuǎn)移至一個非營利機構(gòu)“以太坊基金會”（Ethereum Foundation）。
在平臺開始發(fā)展的最初，有人稱贊以太坊的科技創(chuàng)新，但也有人質(zhì)疑其安全和可擴展性。
比特幣開創(chuàng)了去中心化密碼貨幣的先河，五年多的時間充分檢驗了區(qū)塊鏈技術(shù)的可行性和安全性。比特幣的區(qū)塊鏈?zhǔn)聦嵣鲜且惶追植际降臄?shù)據(jù)庫，如果再在其中加進一個符號——比特幣，并規(guī)定一套協(xié)議使得這個符號可以在數(shù)據(jù)庫上安全地轉(zhuǎn)移，并且無需信任第三方，這些特征的組合完美地構(gòu)造了一個貨幣傳輸體系——比特幣網(wǎng)絡(luò)。
然而比特幣并不完美，其中協(xié)議的擴展性是一項不足，例如比特幣網(wǎng)絡(luò)里只有一種符號——比特幣，用戶無法自定義另外的符號，這些符號可以是代表公司的股票，或者是債務(wù)憑證等，這就損失了一些功能。另外，比特幣協(xié)議里使用了一套基于堆棧的腳本語言，這語言雖然具有一定靈活性，使得像多重簽名這樣的功能得以實現(xiàn)，然而卻不足以構(gòu)建更高級的應(yīng)用，例如去中心化交易所等。以太坊從設(shè)計上就是為了解決比特幣擴展性不足的問題。
2016年初，以太坊的技術(shù)得到市場認可，價格開始暴漲，吸引了大量開發(fā)者以外的人進入以太坊的世界。中國三大比特幣交易所之二的火幣網(wǎng)及OKCoin幣行都于2017年5月31日正式上線以太坊。
自從進入2016年以來，那些密切關(guān)注數(shù)字貨幣產(chǎn)業(yè)的人都急切地觀察著第二代加密貨幣平臺以太坊的發(fā)展動向。
作為一種比較新的利用比特幣技術(shù)的開發(fā)項目，以太坊致力于實施全球去中心化且無所有權(quán)的的數(shù)字技術(shù)計算機來執(zhí)行點對點合約。簡單來說就是，以太坊是一個你無法關(guān)閉的世界計算機。加密架構(gòu)與圖靈完整性的創(chuàng)新型結(jié)合可以促進大量的新產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)。反過來，傳統(tǒng)行業(yè)的創(chuàng)新壓力越來越大，甚至面臨淘汰的風(fēng)險。
比特幣網(wǎng)絡(luò)事實上是一套分布式的數(shù)據(jù)庫，而以太坊則更進一步，她可以看作是一臺分布式的計算機：區(qū)塊鏈?zhǔn)怯嬎銠C的ROM，合約是程序，而以太坊的礦工們則負責(zé)計算，擔(dān)任CPU的角色。這臺計算機不是、也不可能是免費使用的，不然任何人都可以往里面存儲各種垃圾信息和執(zhí)行各種雞毛蒜皮的計算，使用它至少需要支付計算費和存儲費，當(dāng)然還有其它一些費用。
最為知名的是2017年初以摩根大通、芝加哥交易所集團、紐約梅隆銀行、湯森路透、微軟、英特爾、埃森哲等20多家全球頂尖金融機構(gòu)和科技公司成立的企業(yè)以太坊聯(lián)盟。而以太坊催生的加密貨幣以太幣近期又成了繼比特幣之后受追捧的資產(chǎn)。
以太坊基金會：
總部設(shè)在瑞士楚格州的非營利基金會，這個基金是負責(zé)為未來加密貨幣研發(fā)和推進開發(fā)的其他機構(gòu)分配資源的傘形公司。該基金會的董事會由Vitalik Buterin（主席），Mihai Alisie（副主席），Taylor Gerring, Stephan Tual, Joseph Lubin, Jeffrey Wilcke 還有 Gavin Wood組成。該基金會將重點放在首要的“使命”上，即，使運營機構(gòu)來完成每天的日常工作。
以太坊瑞士有限公司：
總部設(shè)在瑞士的一家公司，為了領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)世塊鏈的發(fā)行，將負責(zé)運營2014年度的一部分工作。該公司由以太坊基金會100％控制，計劃在創(chuàng)世塊鏈發(fā)行后停止運作。
功能應(yīng)用
以太坊是一個平臺，它上面提供各種模塊讓用戶來搭建應(yīng)用，如果將搭建應(yīng)用比作造房子，那么以太坊就提供了墻面、屋頂、地板等模塊，用戶只需像搭積木一樣把房子搭起來，因此在以太坊上建立應(yīng)用的成本和速度都大大改善。具體來說，以太坊通過一套圖靈完備的腳本語言（Ethereum Virtual Machinecode，簡稱EVM語言）來建立應(yīng)用，它類似于匯編語言。我們知道，直接用匯編語言編程是非常痛苦的，但以太坊里的編程并不需要直接使用EVM語言，而是類似C語言、Python、Lisp等高級語言，再通過編譯器轉(zhuǎn)成EVM語言。
上面所說的平臺之上的應(yīng)用，其實就是合約，這是以太坊的核心。合約是一個活在以太坊系統(tǒng)里的自動代理人，他有一個自己的以太幣地址，當(dāng)用戶向合約的地址里發(fā)送一筆交易后，該合約就被激活，然后根據(jù)交易中的額外信息，合約會運行自身的代碼，最后返回一個結(jié)果，這個結(jié)果可能是從合約的地址發(fā)出另外一筆交易。需要指出的是，以太坊中的交易，不單只是發(fā)送以太幣而已，它還可以嵌入相當(dāng)多的額外信息。如果一筆交易是發(fā)送給合約的，那么這些信息就非常重要，因為合約將根據(jù)這些信息來完成自身的業(yè)務(wù)邏輯。
合約所能提供的業(yè)務(wù)，幾乎是無窮無盡的，它的邊界就是你的想象力，因為圖靈完備的語言提供了完整的自由度，讓用戶搭建各種應(yīng)用。白皮書舉了幾個例子，如儲蓄賬戶、用戶自定義的子貨幣等。
技術(shù)更迭
2013年年末，以太坊創(chuàng)始人Vitalik Buterin發(fā)布了以太坊初版白皮書，在全球的密碼學(xué)貨幣社區(qū)陸續(xù)召集到一批認可以太坊理念的開發(fā)者，啟動了項目。
在2013年12月到2014年1月這段期間，以太坊的工作重心是如何啟動Vitalik在以太坊白皮書所描繪的愿景。團隊最后都認為創(chuàng)世紀預(yù)售是一個好主意，經(jīng)過長期、多層面的討論，為了創(chuàng)建一個合適的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和法律策略，團隊決定延期原本在2014年2月份舉行的以太幣預(yù)售。
2014年2月對于以太坊是一個非常重要的月份，以太坊的各方面都在突飛猛進：社區(qū)成長、寫代碼、寫wiki內(nèi)容、商業(yè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和法律策略。在這個月，Vitalik在邁阿密比特幣會議上第一次公布了以太坊項目，并在Reddit上舉辦第一次“問我們?nèi)魏问聝骸被顒樱诵拈_發(fā)團隊成為世界級的密碼學(xué)貨幣團隊。邁阿密會議后，Gavin Wood和Jeffrey Wilcke加入以太坊，進行全職工作，雖然在在這以前，他們完全出于興趣為以太開發(fā)C++和GO客戶端。
在三月初以太坊發(fā)布了第三版測試網(wǎng)絡(luò)（POC3），并最終將以太坊總部搬到了瑞士楚格州。在六月份，團隊發(fā)布POC4，并快速向POC5前進。在這期間，團隊還決定將以太坊做成一個非營利性組織。四月份，Gavin Wood發(fā)布了以太坊黃皮書，這是以太坊的技術(shù)圣經(jīng)，將以太坊虛擬機（EVM）等重要技術(shù)規(guī)格化。 在7月份，團隊創(chuàng)建了瑞士以太坊基金會、發(fā)布了POC5，在24日開始了創(chuàng)世紀預(yù)售，同時在Reddit上組織了第二次“問我們?nèi)魏问聝骸薄?br/>從2014年7月24日起，以太坊進行了為期42天的以太幣預(yù)售，一共募集到31,531個比特幣，根據(jù)當(dāng)時的比特幣價格折合1843萬美元，是當(dāng)時排名第二大的眾籌項目。預(yù)售時所使用的比特幣地址是36PrZ1KHYMpqSyAQXSG8VwbUiq2EogxLo2，在比特幣區(qū)塊鏈瀏覽器里可以看到每一筆轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出。在預(yù)售前兩周一個比特幣可以買到2000個以太幣，一個比特幣能夠買到的以太幣數(shù)量隨著時間遞減，最后一周，一個比特幣可以買到1337個以太幣。最終售出的以太幣的數(shù)量是60,102,216。另外還有0.099x（x = 60102216 為發(fā)售總量）個以太幣被分配給在BTC融資之前參與開發(fā)的早期貢獻者，另外一個0.099x 將分配給長期研究項目。所以以太坊正式發(fā)行時有 60102216 + 60102216 * 0.099 * 2 = 72002454個以太幣。自上線時起，在POW（工作量證明機制）階段，計劃每年最多有60102216 * 0.26=15,626,576個以太幣被礦工挖出。1~2年內(nèi)轉(zhuǎn)成POS（權(quán)益證明機制）后，每年產(chǎn)出的以太幣將大為減少，甚至可以不再增發(fā)新幣。
2014年的秋季是以太坊的收獲季節(jié)，在代碼和運營方面都取得了很大進展。10月5日發(fā)布了POC6。這是一個具有重要意義的版本，亮點之一是區(qū)塊鏈速度。區(qū)塊時間從60秒減少到12秒，并使用了新的基于GHOST的協(xié)議。在11月份，以太坊在柏林舉辦了第一次小型開發(fā)者會議（DEVCON 0）。
在2015年1月，團隊發(fā)布了POC7，在二月份，團隊發(fā)布了POC8。在三月份團隊發(fā)布了一系列關(guān)于發(fā)布創(chuàng)世紀區(qū)塊的聲明，同時POC9也在緊張開發(fā)中。在5月份，團隊發(fā)布了最后一個測試網(wǎng)絡(luò)（POC9)，代號為Olympic。為了更好地對網(wǎng)絡(luò)進行測試，在Olympic階段，參與測試網(wǎng)絡(luò)的成員會獲得團隊給予的以太幣獎勵。獎勵形式有多種，主要包括測試挖礦獎勵和提交bug獎勵。
經(jīng)過近兩個的嚴格測試以后，團隊在七月末發(fā)布了正式的以太坊網(wǎng)絡(luò)，這也標(biāo)準(zhǔn)著以太坊區(qū)塊鏈正式運行。以太坊的發(fā)布分成了四個階段，即Frontier（前沿）、Homestead（家園）、Metropolis（大都會）和Serenity（寧靜），在前三個階段以太坊共識算法采用工作量證明機制（POW），在第四階段會切換到權(quán)益證明機制(POS）。
在2015年7月30日，以太坊發(fā)布了Frontier階段。Frontier階段是以太坊的最初版本，不是一個完全可靠和安全的網(wǎng)絡(luò)。Frontier是空白版的以太坊網(wǎng)絡(luò)：一個用于挖礦的界面和一種上傳和執(zhí)行合約的方法。Frontier的主要用途是：將挖礦和交易所交易運行起來，從而社區(qū)可以運行挖礦設(shè)備，和開始建立一個環(huán)境，人們可以在里面測試分布式應(yīng)用（DApps）。由于Frontier階段的以太坊客戶端只有命令行界面，沒有圖形界面，所以該階段主要開發(fā)者。隨著Frontier的發(fā)布，以太幣也開始在世界各地的交易所進行交易。在2016年初，以太幣的價格開始暴漲，以太坊的技術(shù)實力開始在市場上得到認可，吸引了大量開發(fā)者以外的人進入以太坊的世界。另外，在此階段每年被礦工挖礦的以太幣大約為1000萬個，少于最初計劃的每年1500萬。
2015年11月9日到13日，以太坊在倫敦舉行了為期五天的開發(fā)者大會（DEVCON 1），吸引了全世界三百多名開發(fā)者參加。第三次開著大會（DEVCON 2）將于2016年9月份在上海舉行。
在2016年3月14日（圓周率節(jié)），以太坊發(fā)了Homestead階段。Homestead階段與Frontier階段相比，沒有明顯的技術(shù)性里程碑，只是表明以太坊網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)平穩(wěn)運行，不再是不安全和不可靠的網(wǎng)絡(luò)了。在此階段，以太坊提供了圖形界面的錢包，易用性得到極大改善，以太坊不再是開發(fā)者的專屬，普通用戶也可以方便地體驗和使用以太坊。
Metropolis階段發(fā)布日期尚未確定。在Metropolis階段，團隊將最終正式發(fā)布一個為非技術(shù)用戶設(shè)計的、功能相對完善的用戶界面，也就是發(fā)布Mist瀏覽器。團隊期望Mist的發(fā)布將包括一個去中心化應(yīng)用商店和一些功能完善、設(shè)計良好的基礎(chǔ)性應(yīng)用，表現(xiàn)以太坊網(wǎng)絡(luò)的強大。Mist瀏覽器將非常簡單易用，只要會使用普通瀏覽器就會使用Mist。在以太坊平臺上，第三方開發(fā)者為普通用戶開發(fā)的去中心化應(yīng)用逐漸增多，以太坊不僅是一個開發(fā)平臺，還逐漸成為一個應(yīng)用市場，開發(fā)者和用戶都是不可或缺的部分。
Serenity階段發(fā)布日期尚未確定。在Serenity階段，以太坊將從PoW轉(zhuǎn)換到PoS。工作量證明意味著將電力轉(zhuǎn)換為熱量、以太幣和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性。但是若非必要，以太坊不想因為挖礦排放過多熱量，所以需要修改算法：權(quán)益證明（POS）。網(wǎng)絡(luò)從工作量證明（POW）轉(zhuǎn)換到權(quán)益證明（POS）將需要一個實質(zhì)性的轉(zhuǎn)換，一個轉(zhuǎn)變過程，這似乎是一個長期過程，但并不是那么遙遠：這類開發(fā)工作正在進行中。POW是對計算能力的嚴重浪費，就像民主–除了其它系統(tǒng)以外的最壞系統(tǒng)。從POW的約束中解脫出來，網(wǎng)絡(luò)將更加快速、出塊更快、更加有效、對新用戶來說更加易用、更能抵制挖礦的中心化等。這將可能是像將智能合約放到區(qū)塊鏈一樣的巨大進步。 轉(zhuǎn)換到POS以后，前三個階段所需要的挖礦將被終止，新發(fā)行的以太幣也將大為降低，甚至不再增發(fā)新幣。
在以太坊2.0階段，開發(fā)團隊的主要目標(biāo)是通過分片（sharding）方式解決可擴展性問題（Scalability），即提高區(qū)塊鏈的處理交易處理能力，這也是所有的區(qū)塊鏈項目致力解決的瓶頸。 預(yù)計 2017年年末發(fā)布。
如何獲得ETH？
獲取ETH最簡單的方式就是購買。 市面上有許多可以購買ETH的數(shù)字貨幣交易所，但用戶需要根據(jù)所處地址和付款方式選擇合適的交易所。
以太坊賬戶
在以太坊系統(tǒng)中，狀態(tài)是由被稱為“賬戶”（每個賬戶由一個20字節(jié)的地址）的對象和在兩個賬戶之間轉(zhuǎn)移價值和信息的狀態(tài)轉(zhuǎn)換構(gòu)成的。以太坊的賬戶包含四個部分：
隨機數(shù)，用于確定每筆交易只能被處理一次的計數(shù)器
賬戶目前的以太幣余額
賬戶的合約代碼，如果有的話
賬戶的存儲（默認為空）
以太幣（Ether）是以太坊內(nèi)部的主要加密燃料，用于支付交易費用。一般而言，以太坊有兩種類型的賬戶：外部所有的賬戶（由私鑰控制的）和合約賬戶（由合約代碼控制）。外部所有的賬戶沒有代碼，人們可以通過創(chuàng)建和簽名一筆交易從一個外部賬戶發(fā)送消息。每當(dāng)合約賬戶收到一條消息，合約內(nèi)部的代碼就會被激活，允許它對內(nèi)部存儲進行讀取和寫入，和發(fā)送其它消息或者創(chuàng)建合約。
消息和交易
以太坊的消息在某種程度上類似于比特幣的交易，但是兩者之間存在三點重要的不同。第一，以太坊的消息可以由外部實體或者合約創(chuàng)建，然而比特幣的交易只能從外部創(chuàng)建。第二，以太坊消息可以選擇包含數(shù)據(jù)。第三，如果以太坊消息的接受者是合約賬戶，可以選擇進行回應(yīng)，這意味著以太坊消息也包含函數(shù)概念。
以太坊中“交易”是指存儲從外部賬戶發(fā)出的消息的簽名數(shù)據(jù)包。交易包含消息的接收者、用于確認發(fā)送者的簽名、以太幣賬戶余額、要發(fā)送的數(shù)據(jù)和兩個被稱為STARTGAS和GASPRICE的數(shù)值。為了防止代碼的指數(shù)型爆炸和無限循環(huán)，每筆交易需要對執(zhí)行代碼所引發(fā)的計算步驟-包括初始消息和所有執(zhí)行中引發(fā)的消息-做出限制。STARTGAS就是限制，GASPRICE是每一計算步驟需要支付礦工的費用。如果執(zhí)行交易的過程中，“用完了燃料”，所有的狀態(tài)改變恢復(fù)原狀態(tài)，但是已經(jīng)支付的交易費用不可收回了。如果執(zhí)行交易中止時還剩余燃料，那么這些燃料將退還給發(fā)送者。創(chuàng)建合約有單獨的交易類型和相應(yīng)的消息類型；合約的地址是基于賬號隨機數(shù)和交易數(shù)據(jù)的哈希計算出來的。
消息機制的一個重要后果是以太坊的“頭等公民”財產(chǎn)-合約與外部賬戶擁有同樣權(quán)利，包括發(fā)送消息和創(chuàng)建其它合約的權(quán)利。這使得合約可以同時充當(dāng)多個不同的角色，例如，用戶可以使去中心化組織（一個合約）的一個成員成為一個中介賬戶（另一個合約），為一個偏執(zhí)的使用定制的基于量子證明的蘭波特簽名（第三個合約）的個人和一個自身使用由五個私鑰保證安全的賬戶（第四個合約）的共同簽名實體提供居間服務(wù)。以太坊平臺的強大之處在于去中心化的組織和代理合約不需要關(guān)心合約的每一參與方是什么類型的賬戶。
應(yīng)用
一般來講，以太坊之上有三種應(yīng)用。第一類是金融應(yīng)用，為用戶提供更強大的用他們的錢管理和參與合約的方法。包括子貨幣，金融衍生品，對沖合約，儲蓄錢包，遺囑，甚至一些種類的全面的雇傭合約。第二類是半金融應(yīng)用，這里有錢的存在但也有很重的非金錢的方面，一個完美的例子是為解決計算問題而設(shè)的自我強制懸賞。最后，還有在線投票和去中心化治理這樣的完全的非金融應(yīng)用。
令牌系統(tǒng)
鏈上令牌系統(tǒng)有很多應(yīng)用，從代表如美元或黃金等資產(chǎn)的子貨幣到公司股票，單獨的令牌代表智能資產(chǎn)，安全的不可偽造的優(yōu)惠券，甚至與傳統(tǒng)價值完全沒有聯(lián)系的用來進行積分獎勵的令牌系統(tǒng)。在以太坊中實施令牌系統(tǒng)容易得讓人吃驚。關(guān)鍵的一點是理解，所有的貨幣或者令牌系統(tǒng)，從根本上來說是一個帶有如下操作的數(shù)據(jù)庫：從A中減去X單位并把X單位加到B上，前提條件是(1)A在交易之前有至少X單位以及(2)交易被A批準(zhǔn)。實施一個令牌系統(tǒng)就是把這樣一個邏輯實施到一個合約中去。
用Serpent語言實施一個令牌系統(tǒng)的基本代碼如下：
這從本質(zhì)上來說是本文將要進一步描述的“銀行系統(tǒng)”狀態(tài)轉(zhuǎn)變功能的一個最小化實施。需要增加一些額外的代碼以提供在初始和其它一些邊緣情況下分發(fā)貨幣的功能，理想情況下會增加一個函數(shù)讓其它合約來查詢一個地址的余額。就足夠了。理論上，基于以太坊的充當(dāng)子貨幣的令牌系統(tǒng)可能包括一個基于比特幣的鏈上元幣所缺乏的重要功能：直接用這種貨幣支付交易費的能力。實現(xiàn)這種能力的方法是在合約里維護一個以太幣賬戶以用來為發(fā)送者支付交易費，通過收集被用來充當(dāng)交易費用的內(nèi)部貨幣并把它們在一個不斷運行的拍賣中拍賣掉，合約不斷為該以太幣賬戶注資。這樣用戶需要用以太幣“激活”他們的賬戶，但一旦賬戶中有以太幣它將會被重復(fù)使用因為每次合約都會為其充值。
金融衍生品和價值穩(wěn)定的貨幣
金融衍生品是“智能合約”的最普遍的應(yīng)用，也是最易于用代碼實現(xiàn)的之一。實現(xiàn)金融合約的主要挑戰(zhàn)是它們中的大部分需要參照一個外部的價格發(fā)布器；例如，一個需求非常大的應(yīng)用是一個用來對沖以太幣（或其它密碼學(xué)貨幣）相對美元價格波動的智能合約，但該合約需要知道以太幣相對美元的價格。最簡單的方法是通過由某特定機構(gòu)（例如納斯達克）維護的“數(shù)據(jù)提供“合約進行，該合約的設(shè)計使得該機構(gòu)能夠根據(jù)需要更新合約，并提供一個接口使得其它合約能夠通過發(fā)送一個消息給該合約以獲取包含價格信息的回復(fù)。
當(dāng)這些關(guān)鍵要素都齊備，對沖合約看起來會是下面的樣子：
等待A輸入1000以太幣。.
等待B 輸入1000以太幣。
通過查詢數(shù)據(jù)提供合約，將1000以太幣的美元價值，例如，x美元，記錄至存儲器。
30天后，允許A或B“重新激活“合約以發(fā)送價值x美元的以太幣（重新查詢數(shù)據(jù)提供合約，以獲取新價格并計算）給A并將剩余的以太幣發(fā)送給B。
這樣的合約在密碼學(xué)商務(wù)中有非同尋常的潛力。密碼學(xué)貨幣經(jīng)常被詬病的一個問題就是其價格的波動性；雖然大量的用戶和商家可能需要密碼學(xué)資產(chǎn)所帶來的安全和便利，可他們不太會樂意面對一天中資產(chǎn)跌去23%價值的情形。直到現(xiàn)在，最為常見的推薦方案是發(fā)行者背書資產(chǎn)；思想是發(fā)行者創(chuàng)建一種子貨幣，對此種子貨幣他們有權(quán)發(fā)行和贖回，給予（線下）提供給他們一個單位特定相關(guān)資產(chǎn)（例如黃金，美元）的人一個單位子貨幣。發(fā)行者承諾當(dāng)任何人送還一個單位密碼學(xué)資產(chǎn)時。發(fā)還一個單位的相關(guān)資產(chǎn)。這種機制能夠使任何非密碼學(xué)資產(chǎn)被“升級“為密碼學(xué)資產(chǎn)，如果發(fā)行者值得信任的話。
然而實踐中發(fā)行者并非總是值得信任的，并且一些情況下銀行體系太脆弱，或者不夠誠實守信從而使這樣的服務(wù)無法存在。金融衍生品提供了一種替代方案。這里將不再有提供儲備以支撐一種資產(chǎn)的單獨的發(fā)行者，取而代之的是一個由賭一種密碼學(xué)資產(chǎn)的價格會上升的投機者構(gòu)成的去中心化市場。與發(fā)行者不同，投機者一方?jīng)]有討價還價的權(quán)利，因為對沖合約把他們的儲備凍結(jié)在了契約中。注意這種方法并非是完全去中心化的，因為依然需要一個可信任的提供價格信息的數(shù)據(jù)源，盡管依然有爭議這依然是在降低基礎(chǔ)設(shè)施需求（與發(fā)行者不同，一個價格發(fā)布器不需要牌照并且似乎可歸為自由言論一類）和降低潛在欺詐風(fēng)險方面的一個巨大的進步。
身份和信譽系統(tǒng)
最早的替代幣，域名幣，嘗試使用一個類比特幣塊鏈來提供一個名稱注冊系統(tǒng)，在那里用戶可以將他們的名稱和其它數(shù)據(jù)一起在一個公共數(shù)據(jù)庫注冊。最常用的應(yīng)用案例把象“bitcoin.org“（或者再域名幣中，”bitcoin.bit“）一樣的域名與一個IP地址對應(yīng)的域名系統(tǒng)。其它的應(yīng)用案例包括電子郵件驗證系統(tǒng)和潛在的更先進的信譽系統(tǒng)。這里是以太坊中提供與域名幣類似的的名稱注冊系統(tǒng)的基礎(chǔ)合約：
合約非常簡單；就是一個以太坊網(wǎng)絡(luò)中的可以被添加但不能被修改或移除的數(shù)據(jù)庫。任何人都可以把一個名稱注冊為一個值并永遠不變。一個更復(fù)雜的名稱注冊合約將包含允許其他合約查詢的“功能條款“，以及一個讓一個名稱的”擁有者“（即第一個注冊者）修改數(shù)據(jù)或者轉(zhuǎn)讓所有權(quán)的機制。甚至可以在其上添加信譽和信任網(wǎng)絡(luò)功能。
去中心化存儲
在過去的幾年里出現(xiàn)了一些大眾化的在線文件存儲初創(chuàng)公司，最突出的是Dropbox，它尋求允許用戶上傳他們的硬盤備份，提供備份存儲服務(wù)并允許用戶訪問從而按月向用戶收取費用。然而，在這一點上這個文件存儲市場有時相對低效；對現(xiàn)存服務(wù)的粗略觀察表明，特別地在“神秘谷“20-200GB這一既沒有免費空間也沒有企業(yè)級用戶折扣的水平上，主流文件存儲成本每月的價格意味著支付在一個月里支付整個硬盤的成本。以太坊合約允許去中心化存儲生態(tài)的開發(fā)，這樣用戶通過將他們自己的硬盤或未用的網(wǎng)絡(luò)空間租出去以獲得少量收益，從而降低了文件存儲的成本。
這樣的設(shè)施的基礎(chǔ)性構(gòu)件就是我們所謂的“去中心化Dropbox合約“。這個合約工作原理如下。首先，某人將需要上傳的數(shù)據(jù)分成塊，對每一塊數(shù)據(jù)加密以保護隱私，并且以此構(gòu)建一個默克爾樹。然后創(chuàng)建一個含以下規(guī)則的合約，每N個塊，合約將從默克爾樹中抽取一個隨機索引（使用能夠被合約代碼訪問的上一個塊的哈希來提供隨機性）， 然后給第一個實體X以太以支撐一個帶有類似簡化驗證支付（SPV）的在樹中特定索引處的塊的所有權(quán)證明。當(dāng)一個用戶想重新下載他的文件，他可以使用微支付通道協(xié)議（例如每32k字節(jié)支付1薩博）恢復(fù)文件；從費用上講最高效的方法是支付者不到最后不發(fā)布交易，而是用一個略微更合算的帶有同樣隨機數(shù)的交易在每32k字節(jié)之后來代替原交易。
這個協(xié)議的一個重要特征是，雖然看起來象是一個人信任許多不準(zhǔn)備丟失文件的隨機節(jié)點，但是他可以通過秘密分享把文件分成許多小塊，然后通過監(jiān)視合同得知每個小塊都還被某個節(jié)點的保存著。如果一個合約依然在付款，那么就提供了某個人依然在保存文件的證據(jù)。
去中心化自治組織（DAO）
通常意義上“去中心化自治組織（DAO, decentralized autonomous organization）”的概念指的是一個擁有一定數(shù)量成員或股東的虛擬實體，依靠比如67%多數(shù)來決定花錢以及修改代碼。成員會集體決定組織如何分配資金。分配資金的方法可能是懸賞，工資或者更有吸引力的機制比如用內(nèi)部貨幣獎勵工作。這僅僅使用密碼學(xué)塊鏈技術(shù)就從根本上復(fù)制了傳統(tǒng)公司或者非營利組織的法律意義以實現(xiàn)強制執(zhí)行。至此許多圍繞DAO的討論都是圍繞一個帶有接受分紅的股東和可交易的股份的“去中心化自治公司（DAC，decentralized autonomous corporation）”的“資本家”模式；作為替代者，一個被描述為“去中心化自治社區(qū)（decentralized autonomous community）”的實體將使所有成員都在決策上擁有同等的權(quán)利并且在增減成員時要求67%多數(shù)同意。每個人都只能擁有一個成員資格這一規(guī)則需要被群體強制實施。
下面是一個如何用代碼實現(xiàn)DO的綱要。最簡單的設(shè)計就是一段如果三分之二成員同意就可以自我修改的代碼。雖然理論上代碼是不可更改的，然而通過把代碼主干放在一個單獨的合約內(nèi)并且把合約調(diào)用的地址指向一個可更改的存儲依然可以容易地繞開障礙而使代碼變得可修改，在一個這樣的DAO合約的簡單實現(xiàn)中有三種交易類型，由交易提供的數(shù)據(jù)區(qū)分：
?[0,i,K,V] 注冊索引為i 的對存儲地址索引為K 至 v 的內(nèi)容的更改建議。
?[0,i] 注冊對建議i 的投票。
?[2,i] 如有足夠投票則確認建議i。
然后合約對每一項都有具體的條款。它將維護一個所有開放存儲的更改記錄以及一個誰投票表決的表。還有一個所有成員的表。當(dāng)任何存儲內(nèi)容的更改獲得了三分之二多數(shù)同意，一個最終的交易將執(zhí)行這項更改。一個更加復(fù)雜的框架會增加內(nèi)置的選舉功能以實現(xiàn)如發(fā)送交易，增減成員，甚至提供委任制民主一類的投票代表（即任何人都可以委托另外一個人來代表自己投票，而且這種委托關(guān)系是可以傳遞的，所以如果A委托了B然后B委托了C那么C將決定A的投票）。這種設(shè)計將使DAO作為一個去中心化社區(qū)有機地成長， 使人們最終能夠把挑選合適人選的任務(wù)交給專家，與當(dāng)前系統(tǒng)不同，隨著社區(qū)成員不斷改變他們的站隊假以時日專家會容易地出現(xiàn)和消失。
一個替代的模式是去中心化公司，那里任何賬戶可以擁有0到更多的股份，決策需要三分之二多數(shù)的股份同意。一個完整的框架將包括資產(chǎn)管理功能-可以提交買賣股份的訂單以及接受這種訂單的功能（前提是合約里有訂單匹配機制）。代表依然以委任制民主的方式存在，產(chǎn)生了“董事會”的概念。
更先進的組織治理機制可能會在將來實現(xiàn)；現(xiàn)在一個去中心化組織（DO）可以從去中心化自治組織（DAO）開始描述。DO和DAO的區(qū)別是模糊的，一個大致的分割線是治理是否可以通過一個類似政治的過程或者一個“自動”過程實現(xiàn)，一個不錯的直覺測試是“無通用語言”標(biāo)準(zhǔn)：如果兩個成員不說同樣的語言組織還能正常運行嗎？顯然，一個簡單的傳統(tǒng)的持股式公司會失敗，而像比特幣協(xié)議這樣的卻很可能成功，羅賓·漢森的“futarchy”，一個通過預(yù)測市場實現(xiàn)組織化治理的機制是一個真正的說明“自治”式治理可能是什么樣子的好例子。注意一個人無需假設(shè)所有DAO比所有DO優(yōu)越；自治只是一個在一些特定場景下有很大優(yōu)勢的，但在其它地方未必可行的范式，許多半DAO可能存在。
進一步的應(yīng)用 1. 儲蓄錢包。 假設(shè)Alice想確保她的資金安全，但她擔(dān)心丟失或者被黑客盜走私鑰。她把以太幣放到和Bob簽訂的一個合約里，如下所示，這合同是一個銀行： ``` Alice單獨每天最多可提取1%的資金。 Bob單獨每天最多可提取1%的資金，但Alice可以用她的私鑰創(chuàng)建一個交易取消Bob的提現(xiàn)權(quán)限。 Alice 和 Bob 一起可以任意提取資金。 一般來講，每天1%對Alice足夠了，如果Alice想提現(xiàn)更多她可以聯(lián)系Bob尋求幫助。如果Alice的私鑰被盜，她可以立即找到Bob把她的資金轉(zhuǎn)移到一個新合同里。如果她弄丟了她的私鑰，Bob可以慢慢地把錢提出。如果Bob表現(xiàn)出了惡意，她可以關(guān)掉他的提現(xiàn)權(quán)限。 ``` 2. 作物保險。一個人可以很容易地以天氣情況而不是任何價格指數(shù)作為數(shù)據(jù)輸入來創(chuàng)建一個金融衍生品合約。如果一個愛荷華的農(nóng)民購買了一個基于愛荷華的降雨情況進行反向賠付的金融衍生品，那么如果遇到干旱，該農(nóng)民將自動地收到賠付資金而如果有足量的降雨他會很開心因為他的作物收成會很好。 3. 一個去中心化的數(shù)據(jù)發(fā)布器。 對于基于差異的金融合約，事實上通過過“謝林點”協(xié)議將數(shù)據(jù)發(fā)布器去中心化是可能的。謝林點的工作原理如下：N方為某個指定的數(shù)據(jù)提供輸入值到系統(tǒng)（例如ETH/USD價格），所有的值被排序，每個提供25%到75%之間的值的節(jié)點都會獲得獎勵，每個人都有激勵去提供他人將提供的答案，大量玩家可以真正同意的答案明顯默認就是正確答案，這構(gòu)造了一個可以在理論上提供很多數(shù)值，包括ETH/USD價格，柏林的溫度甚至某個特別困難的計算的結(jié)果的去中心化協(xié)議。 4. 多重簽名智能契約。比特幣允許基于多重簽名的交易合約，例如，5把私鑰里集齊3把就可以使用資金。以太坊可以做得更細化，例如，5把私鑰里集齊4把可以花全部資金，如果只3把則每天最多花10%的資金，只有2把就只能每天花0.5%的資金。另外，以太坊里的多重簽名是異步的，意思是說，雙方可以在不同時間在區(qū)塊鏈上注冊簽名，最后一個簽名到位后就會自動發(fā)送交易。 5. 云計算。EVM技術(shù)還可被用來創(chuàng)建一個可驗證的計算環(huán)境，允許用戶邀請他人進行計算然后選擇性地要求提供在一定的隨機選擇的檢查點上計算被正確完成的證據(jù)。這使得創(chuàng)建一個任何用戶都可以用他們的臺式機，筆記本電腦或者專用服務(wù)器參與的云計算市場成為可能，現(xiàn)場檢查和安全保證金可以被用來確保系統(tǒng)是值得信任的（即沒有節(jié)點可以因欺騙獲利）。雖然這樣一個系統(tǒng)可能并不適用所有任務(wù)；例如，需要高級進程間通信的任務(wù)就不易在一個大的節(jié)點云上完成。然而一些其它的任務(wù)就很容易實現(xiàn)并行；SETI@home, folding@home和基因算法這樣的項目就很容易在這樣的平臺上進行。 6. 點對點賭博。任意數(shù)量的點對點賭博協(xié)議都可以搬到以太坊的區(qū)塊鏈上，例如Frank Stajano和Richard Clayton的Cyberdice。 最簡單的賭博協(xié)議事實上是這樣一個簡單的合約，它用來賭下一個區(qū)塊的哈稀值與猜測值之間的差額, 據(jù)此可以創(chuàng)建更復(fù)雜的賭博協(xié)議，以實現(xiàn)近乎零費用和無欺騙的賭博服務(wù)。 7. 預(yù)測市場。 不管是有神諭還是有謝林幣，預(yù)測市場都會很容易實現(xiàn)，帶有謝林幣的預(yù)測市場可能會被證明是第一個主流的作為去中心化組織管理協(xié)議的“ futarchy”應(yīng)用。 8. 鏈上去中心化市場，以身份和信譽系統(tǒng)為基礎(chǔ)。
以太坊礦機和挖礦收益
以太坊總量和挖礦時間
初始總量7200萬，每年新增約1500萬，預(yù)計2018年轉(zhuǎn)為POS算法（不能挖礦），轉(zhuǎn)為POS算法后，產(chǎn)量減少。每個區(qū)塊5個幣，每天產(chǎn)量約為4萬，挖礦孤塊率較高，難度為每個塊調(diào)整一次。
以太坊礦機選擇
選擇礦機一看算力，二看功耗，三看歷史口碑，包括機器穩(wěn)定性、售后服務(wù)情況等。算力就是一臺機器進行運算的能力，也就是這臺機器能夠每秒進行多少次哈希運算。目前主流比特幣礦機的算力為14T，也就是每秒進行14*10^13次哈希碰撞。
如何測算顯卡的性價比
簡單的成本計算公式：顯卡算力÷顯卡價錢=每1塊錢獲得的算力。比如我們一張r x 5 8 0配備8 g內(nèi)存的顯卡，未超頻挖取以太幣算力是2 2 m h z / s ， 價 錢 是 2 2 0 0 人 民 幣 ， 那 么 每 1 塊 錢 獲 得 的 算 力 就 是22/2200=0.01，那么超頻后基本可以達到平均28.5mhz/s的算力，這樣情況下每1塊錢獲得的算力就是28.5/2200=0.01295。
以太坊礦機的硬件
以太坊主要是使用顯卡（GPU）來挖礦。需要配置一臺多顯卡PC來運行挖礦程序，主要硬件包含：顯卡，主板，電源，CPU,內(nèi)存，硬盤（推薦60G以上SSD），延長線、轉(zhuǎn)接線等。其中顯卡決定了挖礦的速度，主板、電源很大程度上決定礦機運行的穩(wěn)定程度。
硬件準(zhǔn)備：顯卡挖礦不需要很大的PCIE帶寬，主板上具備PCI-E 1X即可滿足帶寬要求。一般主板上具有3-5個PCI-E 1X接口，1個PCI-E16X接口，此外主板上具有大4PIN供電接口對穩(wěn)定性有一定的提升。PCI-E1X需要淘寶購買1X轉(zhuǎn)16X延長線。
以太坊挖礦常用顯卡算力表：
挖礦靠顯卡核心計算，所以AMD顯卡比NVIDA卡更高效。選擇AMD卡,要求顯卡顯存大于2G，推薦購買4G顯存顯卡。
常見顯卡的算力圖示：
AMD顯卡算力表：
相關(guān)資料：
以太坊發(fā)展史
https://ethfans.org/wikis/%E4%BB%A5%E5%A4%AA%E5%9D%8A%E5%8F%91%E5%B1%95%E5%8F%B2
以太坊每周更新文檔
https://ethfans.org/posts/week-in-ethereum-2020-02-09
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