今天给各位分享以太坊网络攻略的知识,其中也会对以太坊讲解进行解释,如果能碰巧解决你现在面临的问题,别忘了关注本站,现在开始吧!
以太坊网络攻略我个人不是特别看好以太坊2.0。
以目前以太坊以太坊网络攻略的发展情况来看以太坊网络攻略,以太坊已经成为了世界上最大的一条公链,这点毫无疑问。伴随着以太坊得进一步发展,我们会发现区块链行业也取得了长足的进步。
一、我先讲一下关于目前以太坊的现状。
以太坊在这一次牛市中非常亮眼,换而言之,这一次的牛市就是因为以太坊上面的应用而拉起的。目前的以太坊有几个困境:第1个困境是交易费率太高,吓跑了很多人。第2个困境是交易速度太慢,网络拥堵问题非常严重。第3个困境是交易相对繁琐,其以太坊网络攻略他公链显然要优于以太坊。这正是以太坊需要破局的地方,当以太坊升级到2.0以后,这些问题都会相应解决。
二、以太坊2.0动了很多人的蛋糕。
这个道理非常简单,目前的以太坊是工作证明模式,也就是我们经常提到的pow模式。如果把这种模式改成pos模式,看上去确实好了很多,但这也直接伤害了很多矿工的利益。试想一下,正是因为矿工才把以太坊推到如今的高度。如果以太坊成功过渡到了2.0,那个时候的POS模式已经不需要矿工了,矿工可能会集体出逃。
三、以太坊2.0已经失去了去中心化的特征。
之所以以太坊可以做得起来,一方面跟以太坊本身的技术能力有关,同时也跟以太坊的去中心化有关,去中心化不正是以太坊的核心增长力吗以太坊网络攻略?如果以太坊正式升级2.0,35个以太坊的质押实在是太高了,几乎没有散户可以承受,那个时候的以太坊会变成严重中心化的产品。虽然很多人非常看好以太坊2.0,但我觉得2.0可能会遭遇重大危机,让我们拭目以待吧。

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。
以太币(ETH)是以太坊(Ethereum)的一种数字代币,被视为“比特币2.0版”,采用与比特币不同的区块链技术“以太坊”(Ethereum),一个开源的有智能合约成果的民众区块链平台,由全球成千上万的计算机构成的共鸣网络。开发者们需要支付以太币(ETH)来支撑应用的运行。和其他数字货币一样,以太币可以在交易平台上进行买卖 。
温馨提示:以上解释仅供参考,不作任何建议。入市有风险,投资需谨慎。您在做任何投资之前,应确保自己完全明白该产品的投资性质和所涉及的风险,详细了解和谨慎评估产品后,再自身判断是否参与交易。
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节点发现功能主要涉及 Server \ Table \ udp 这几个数据结构,它们有独自的事件响应循环,节点发现功能便是它们互相协作完成的。其中,每个以太坊客户端启动后都会在本地运行一个 Server ,并将网络拓扑中相邻的节点视为 Node ,而 Table 是 Node 的容器, udp 则是负责维持底层的连接。下面重点描述它们中重要的字段和事件循环处理的关键部分。
PrivateKey - 本节点的私钥,用于与其他节点建立时的握手协商
Protocols - 支持的所有上层协议
StaticNodes - 预设的静态 Peer ,节点启动时会首先去向它们发起连接,建立邻居关系
newTransport - 下层传输层实现,定义握手过程中的数据加密解密方式,默认的传输层实现是用 newRLPX() 创建的 rlpx ,这不是本文的重点
ntab - 典型实现是 Table ,所有 peer 以 Node 的形式存放在 Table
ourHandshake - 与其他节点建立连接时的握手信息,包含本地节点的版本号以及支持的上层协议
addpeer - 连接握手完成后,连接过程通过这个通道通知 Server
Server 的监听循环,启动底层监听socket,当收到连接请求时,Accept后调用 setupConn() 开始连接建立过程
Server的主要事件处理和功能实现循环
Node 唯一表示网络上的一个节点
IP - IP地址
UDP/TCP - 连接使用的UDP/TCP端口号
ID - 以太坊网络中唯一标识一个节点,本质上是一个椭圆曲线公钥(PublicKey),与 Server 的 PrivateKey 对应。一个节点的IP地址不一定是固定的,但ID是唯一的。
sha - 用于节点间的距离计算
Table 主要用来管理与本节点与其他节点的连接的建立\更新\删除
bucket - 所有 peer 按与本节点的距离远近放在不同的桶(bucket)中,详见之后的 节点维护
refreshReq - 更新 Table 请求通道
Table 的主要事件循环,主要负责控制 refresh 和 revalidate 过程。
refresh.C - 定时(30s)启动Peer刷新过程的定时器
refreshReq - 接收其他线程投递到 Table 的 刷新Peer连接 的通知,当收到该通知时启动更新,详见之后的 更新邻居关系
revalidate.C - 定时重新检查以连接节点的有效性的定时器,详见之后的 探活检测
udp 负责节点间通信的底层消息控制,是 Table 运行的 Kademlia 协议的底层组件
conn - 底层监听端口的连接
addpending - udp 用来接收 pending 的channel。使用场景为:当我们向其他节点发送数据包后(packet)后可能会期待收到它的回复,pending用来记录一次这种还没有到来的回复。举个例子,当我们发送ping包时,总是期待对方回复pong包。这时就可以将构造一个pending结构,其中包含期待接收的pong包的信息以及对应的callback函数,将这个pengding投递到udp的这个channel。 udp 在收到匹配的pong后,执行预设的callback。
gotreply - udp 用来接收其他节点回复的通道,配合上面的addpending,收到回复后,遍历已有的pending链表,看是否有匹配的pending。
Table - 和 Server 中的ntab是同一个 Table
udp 的处理循环,负责控制消息的向上递交和收发控制
udp 的底层接受数据包循环,负责接收其他节点的 packet
以太坊使用 Kademlia 分布式路由存储协议来进行网络拓扑维护,了解该协议建议先阅读 易懂分布式 。更权威的资料可以查看 wiki 。总的来说该协议:
源码中由 Table 结构保存所有 bucket , bucket 结构如下
节点可以在 entries 和 replacements 互相转化,一个 entries 节点如果 Validate 失败,那么它会被原本将一个原本在 replacements 数组的节点替换。
有效性检测就是利用 ping 消息进行探活操作。 Table.loop() 启动了一个定时器(0~10s),定期随机选择一个bucket,向其 entries 中末尾的节点发送 ping 消息,如果对方回应了 pong ,则探活成功。
Table.loop() 会定期(定时器超时)或不定期(收到refreshReq)地进行更新邻居关系(发现新邻居),两者都调用 doRefresh() 方法,该方法对在网络上查找离自身和三个随机节点最近的若干个节点。
Table 的 lookup() 方法用来实现节点查找目标节点,它的实现就是 Kademlia 协议,通过节点间的接力,一步一步接近目标。
当一个节点启动后,它会首先向配置的静态节点发起连接,发起连接的过程称为 Dial ,源码中通过创建 dialTask 跟踪这个过程
dialTask表示一次向其他节点主动发起连接的任务
在 Server 启动时,会调用 newDialState() 根据预配置的 StaticNodes 初始化一批 dialTask , 并在 Server.run() 方法中,启动这些这些任务。
Dial 过程需要知道目标节点( dest )的IP地址,如果不知道的话,就要先使用 recolve() 解析出目标的IP地址,怎么解析?就是先要用借助 Kademlia 协议在网络中查找目标节点。
当得到目标节点的IP后,下一步便是建立连接,这是通过 dialTask.dial() 建立连接
连接建立的握手过程分为两个阶段,在在 SetupConn() 中实现
第一阶段为 ECDH密钥建立 :
第二阶段为协议握手,互相交换支持的上层协议
如果两次握手都通过,dialTask将向 Server 的 addpeer 通道发送 peer 的信息
交易
区块链交易的行为遵循不同的规则集
由于公共区块链分布式和无需许可的性质,任何人都可以签署交易并将其广播到网络。
根据区块链的不同,交易者将被收取一定的交易费用,交易费用取决于用户的需求而不是交易中资产的价值。
区块链交易无需任何中央机构的验证。仅需使用与其区块链相对应的数字签名算法(DSA)使用私钥对其进行签名。
一旦一笔交易被签名,广播到网络中并被挖掘到网络中成功的区块中,就无法恢复交易。
以太坊交易结构
以太坊交易的数据结构:交易0.1个ETH
{
'nonce':'0x00', // 十进制:0
'gasLimit': '0x5208', //十进制: 21000
'gasPrice': '0x3b9aca00', //十进制1,000,000,000
'to': '0x17A98d2b11Dfb784e63337d2170e21cf5DD04631' ,//发送地址
'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000 ,10^17
'data': '0x', // 空数据的十进制表示
'chainId': 1 // 区块链网络ID
}
这些数据与交易内容无关,与交易的执行方式有关,这是由于在以太坊中发送交易中,您必须定义一些其他参数来告诉矿工如何处理您的交易。交易数据结构有2个属性设计"gas": "gasPrice","gasLimit"。
"gasPrice": 单位为Gwei, 为 1/1000个eth,表示交易费用
"gasLimit": 交易允许使用的最大gas费用。
这2个值通常由钱包提供商自动填写。
除此之外还需要指定在哪个以太坊网络上执行交易(chainId): 1表示以太坊主网。
在开发时,通常会在本地以及测试网络上进行测试,通过测试网络发放的测试ETH进行交易以避免经济损失。在测试完成后再进入主网交易。
另外,如果需要提交一些其它数据,可以用"data"和"nonce"作为事务的一部分附加。
A nonce(仅使用1次的数字)是以太坊网络用于跟踪交易的数值,有助于避免网络中的双重支出以及重放攻击。
以太坊交易签名
以太坊交易会涉及ECDSA算法,以Javascript代码为例,使用流行的ethers.js来调用ECDSA算法进行交易签名。
const ethers = require('ethers')
const signer = new ethers.Wallet('钱包地址')
signer.signTransaction({
'nonce':'0x00', // 十进制:0
'gasLimit': '0x5208', //十进制: 21000
'gasPrice': '0x3b9aca00', //十进制1,000,000,000
'to': '0x17A98d2b11Dfb784e63337d2170e21cf5DD04631' ,//发送地址
'value': '0x16345785d8a0000',//100000000000000000 ,10^17
'data': '0x', // 空数据的十进制表示
'chainId': 1 // 区块链网络ID
})
.then(console.log)
可以使用在线使用程序Composer将已签名的交易传递到以太坊网络。这种做法被称为”离线签名“。离线签名对于诸如状态通道之类的应用程序特别有用,这些通道是跟踪两个帐户之间余额的智能合约,并且在提交已签名的交易后就可以转移资金。脱机签名也是去中心化交易所(DEXes)中的一种常见做法。
也可以使用在线钱包通过以太坊账户创建签名验证和广播。
使用Portis,您可以签署交易以与加油站网络(GSN)进行交互。
链乔教育在线旗下学硕创新区块链技术工作站是中国教育部学校规划建设发展中心开展的“智慧学习工场2020-学硕创新工作站 ”唯一获准的“区块链技术专业”试点工作站。专业站立足为学生提供多样化成长路径,推进专业学位研究生产学研结合培养模式改革,构建应用型、复合型人才培养体系。
以太坊网络中,想要获得以太坊,也要通过挖矿来实现。当前以太坊也是采用POW共识机制,但是与比特币的POW挖矿有点不一样,以太坊挖矿难度是可以调节的。以太坊系统有一个特殊的公式用来计算之后的每个块的难度。如果某个区块比前一个区块验证的更快,以太坊协议就会增加区块的难度。通过调整区块难度,就可以调整验证区块所需的时间。
以太坊采用的是Ethash 加密算法,在挖矿的过程中,需要读取内存并存储 DAG 文件。由于每一次读取内寸的带宽都是有限的,而现有的计算机技术又很难在这个问题上有质的突破,所以无论如何提高计算机的运算效率,内存读取效率仍然不会有很大的改观。因此,从某种意义上来说,以太坊的Ethash加密算法具有“抗ASIC性”。
加密算法的不同,导致了比特币和以太坊的挖矿设备、算力规模差异很大。
目前,比特币挖矿设备主要是专业化程度非常高的ASIC 矿机,单台矿机的算力最高达到了 112T/s(神马M30S++矿机),全网算力的规模达到139.92EH/s。
以太坊的挖矿设备主要是显卡矿机和定制GPU矿机,专业化的ASIC矿机非常少,一方面是因为以太坊挖矿算法的“抗 ASIC 性”提高了研发ASIC矿机的门槛,另一方面是因为以太坊升级到2.0之后共识机制会转型为PoS,矿机无法继续挖。
和ASIC矿机相比,显卡矿机在算力上相差了2个量级。目前,主流的显卡矿机(8卡)算力约为420MH/s,比较领先的定制GPU矿机算力约在500M~750M,以太坊全网算力约为235.39TH/s。
从过去两年的时间维度上看,以太坊的全网算力增长相对缓慢。
以太坊协议规定,难度的动态调整方式是使全网创建新区块的时间间隔为15秒,网络用15秒时间创建区块链,这样一来,因为时间太快,系统的同步性就大大提升,恶意参与者很难在如此短的时间发动51%(也就是半数以上)的算力去修改历史数据。
以太坊网络攻略的介绍就聊到这里吧,感谢你花时间阅读本站内容,更多关于以太坊讲解、以太坊网络攻略的信息别忘了在本站进行查找喔。
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