以太坊学习-Day1

首先，以太坊在百度百科中是这样定义的：以太坊（英文Ethereum）是一个开源的具有智能合约功能的公有区块链平台，由其专用的加密货币以太币（简称“ETH”）提供。 去中心化的以太坊虚拟机（Ethereum Virtual Machine）来处理点对点合约。

以太坊使用的一种语言——Solidity，风格类似于JavaScript，是一种面向对象的高级编程语言。

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一、学习以太坊的原因

(1) 庞大的开发者社区，目前最大的区块链开发平台

（2）相对成熟、有代表性、数据丰富

(3) 从应用开始，与比特币相比，学习曲线相对平缓

(4) 与JavaScript紧密结合，方便开发者上手

二、课程介绍

整个课程包括6个部分：

(1) 以太坊基金会

① 以太坊概况；

②初识以太坊：钱包、测试网、简单交易；

③以太坊客户端：客户端Geth的安装使用，搭建私链。

（二）深入了解以太坊

①以太坊账户和合约：账户详情、合约特征；

②以太坊交易、gas和EVM：交易详解、EVM介绍。

(3) 以太坊编程与应用

①Solidity基础：Solidity语法，合约简单；

② 简单投票DApp：ganache，简单投票DApp；

③web3.js及简单应用：web3.js API、转币脚本、监控脚本。

(4) 深入理解合约工作流程

① 合同工作流程；

②自动编译部署：编写编译脚本和部署脚本；

③自动化测试：ganache。

(5) 深入理解以太坊原理

① 概念与实现：白皮书、黄皮书；

②源码结构及分析：代码结构、MPT、GHOST。

（六）DApp项目实战

① 基于代币的投票：Truffle，加入代币的合约；

②基于ipfs的去中心化eBay：IPFS，多合约交互；

③ICO DApp：next.js、react、material-UI、mocha。

三、学习目标

(1) 深入理解以太坊的基本概念和工作原理；

(2) 阐明以太坊与比特币的联系与区别；

（3）掌握以太坊客户端的使用；

(4) 对智能合约的深入理解；

(5) 掌握Solidity的基本语法；

(6) 熟练调用web3.js；

(七)综合运用各种工具。

四、主要参考资料

《精通以太坊》、《以太坊白皮书》、《以太坊黄皮书》（硬）、以太坊官方文档、Solidity官方文档。

5.涉及的工具

(1) MetaMask：浏览器插件钱包；

(2) Remix：基于浏览器的Solidity在线编辑器

（3）Geth：以太坊客户端（Go语言）

(4) web3.js：以太坊JavaScript API库

（5）Ganache：以太坊客户端（测试环境私链）

(6) Truffle：以太坊开发框架

6.环境准备

(1) 铬 (70.0.3538.67)

(2)Linux系统或虚拟机(Ubuntu 16.04.3)

需要配备go(1.9)、git(2.7.4)、node(9.0.0)、npm(5.7.1)

(3) 文本编辑器（VisualCode）

(4) 科学互联网工具

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一、区块链（公链）发展简史

2008年区块链1.0还只是简单的记账，代表：比特币；

2014年，区块链2.0，智能合约，代表：以太坊；

2017年，区块链3.0以太坊价格曲线，高性能，高吞吐，开发者友好，用户友好，代表：EOS，AreBlock，IOTA。

2014年以太坊价格曲线，以太坊概念由Vitalik Buterin提出，2015年7月30日，以太坊主网启动。

2、发展阶段

(1) “Frontier” Block #0 2015 年 7 月 30 日 - 2016 年 3 月

(2) 自 2016 年 3 月起，“宅基地”#1150000 区块

(3) “大都会”街区 #4370000

两个硬分叉：

①《拜占庭》（Byzantium）2017年10月

②《君士坦丁堡》视频称预计2018年上线，将采用混合POW/POS共识算法

(4) 宁静

3. 主要分叉

(1) 区块#200000“冰河时代”

(2) 区块 #1192000 “The DAO”

(3) 第 2463000 号区块“橘子哨子”

(4) 区块 #2675000 “伪龙”

四、发展现状

录制视频时，合约数量为47228个，地址数量达到4000万个。

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一、以太坊的特点

被誉为“世界计算机”，是一个开源的、全球分布的计算基础设施。 执行称为智能合约的程序。 使用区块链来同步和存储系统状态，并使用称为以太币的加密货币来计量和限制执行资源成本。 本质是一个基于事务的状态机。 构建具有内置经济性的强大去中心化应用程序 (DApps)； 在继续独立运行的同时，它还减少或消除了审查制度、第三方接口和交易对手风险。

2. 组件

(1) P2P网络；

(2) 交易

以太坊交易是网络消息，包括发送者（sender）、接收者（receiver）、价值（vaue）和数据有效载荷（payload）；

(3) 以太坊虚拟机（EVM）；

（4）数据库（Blockchain）一般指Google Level DB；

（5）客户端（Geth）：奇偶校验。

三、重要概念

(一)账户

包含地址、余额和随机数的对象，以及可选的存储和代码，分为普通账户和合约账户：

① 普通账户（EOA）：存储和代码都为空；

②合约账户（Contract）：包含存储和代码。

(2) 地址

一般代表一个EOA或合约，可以在区块链上接收或发送交易，它是ECDSA公钥的keccak hash最右边的160位。

(3) 交易

可以发送以太币和信息，发送给合约的交易可以调用合约代码，信息数据作为函数参数； 向空用户发送信息可以自动生成以该信息为代码块的合约账户。

(4) 气体

以太坊用于执行智能合约的虚拟气体。 以太坊虚拟机使用一种记账机制来衡量 gas 消耗并限制计算资源的消耗。

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1、货币：以太币（ether），简称“ETH”。

（一）发行规则：

①预挖（Pre-Mine）：创世，直接发行一些货币，通过众筹的方式募集资金；

②挖矿产出（Mining）：分为区块奖励、叔叔奖励和叔叔引用奖励。

(2) 未来产量变化：

工作量证明POW改为权益证明POS，协议由GHOST改为Casper。

2. ETH供应

18年达到1亿多，市值209亿美元。

3.以太坊区块收益

(1) 普通区块收益：固定奖励，区块内所有程序gas支出的总和，叔块参考奖励

(2) 叔块收益：叔块奖励

叔块奖励=（叔块高度+8-引用叔块的块高）*普通块奖励/8

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介绍网站：etherscan.io

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介绍 GHOST 协议：Greedy Heavist Observed Subtree

以太坊出块时间：设计时间为12s，实际时间约为14~15s。

快速确认会导致区块的无效率很高，链的安全性也会相应降低。

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以太坊和图灵完备性

1.图灵完备：用于定义一个可以模拟任何图灵机的系统。 该系统称为通用图灵机 (UTM)。 简单来说，以太坊支持循环语句，理论上可以运行“死循环”程序。

2.去中心化应用

基于以太坊，可以创建智能合约来构建去中心化应用程序（Decentralized Application，DApp）。 以太坊的理念是成为DApps编程和开发的平台。

DApp 至少由区块链上的智能合约和 Web 前端用户界面组成。

3. 以太坊应用

(1) 基于以太坊创建新的加密货币（Crypto Currency）

(2) 基于以太坊创建域名注册系统和游戏系统

（3）基于以太坊开发去中心化游戏，如2017年底红极一时的Cryptokitties，单只猫最高价高达80万美元。

4.代币

代币也称为代币，原意为“代币”，代表了区块链上所有权资产、货币、权限等的抽象。 有两种类型：

(1) Fungible token：基于区块链技术发行，可互换，几乎可以无限拆分；

(2) Non-fungible token：基于区块链技术发行，在大多数情况下是唯一的、不可替代的、可拆分的token，比如加密猫。

五、术语解释

(1) EIP：以太坊改进提案；

(2) ERC：以太坊征求意见；

(3) EOA：外部自有账户；

(4) Ethash：以太坊1.0的工作量证明算法；

(5) HD钱包：使用分层确定性（HD协议）密钥创建和传输协议（BIP32）的钱包；

(6) keccak256：以太坊使用的加密哈希函数，标准化为SHA-3；

(7)Nonce：在密码学中，用来指代一个只能使用一次的值。 以太坊使用两种随机数，账户随机数和POW随机数。