以太坊是一个去中心化的开源区块链系统，由 Vitalik Buterin 于2013年创立，使用以太币（ETH）支付交易手续费。这个开源系统可用于创建和管理去中心化应用（ DApp ） 并发行新加密货币（以太坊代币），从而改善数字金融和区块链技术的面貌。

以太币（ETH）通过首次代币发行（ICO）推出，其 ICO 于2014年7月22日至9月2日进行。在此期间，参与者可以使用比特币（BTC）购买以太币（ETH），价格为每比特币2000以太币，当时以太币的价格约为每以太币0.31美元。以太币 ICO 取得了巨大成功，筹集了超过1800万美元，成为加密货币领域最成功的众筹项目之一。

以太坊的基础设施

● 以太坊区块链：这是网络的基础，记录了所有历史交易和数据。

● 以太坊虚拟机（EVM）：EVM 是执行智能合约和 DApp 的引擎，在以太坊生态系统中发挥着至关重要的作用。

● 以太币（ETH）：作为原生加密货币，以太币可促进交易并激励网络参与。

以太坊区块链由包含交易和数据集合的区块组成。该网络以12秒为周期运行，每12秒称为一个“时隙”，每时隙选择一个验证者提出一个区块，以确保高效、安全的交易处理。

网络更新

自推出以来，以太坊经历了多次重大更新，以提高功能和效率。重要更新包括：

1. 前沿（Frontier）：2015年7月，以太坊网络首次发布。

2. 家园（Homestead）：2016年3月进行的首次重大升级，包括多项协议变更和网络改进。

3. DAO 分叉：2016年7月，为解决 DAO 黑客攻击问题而进行的一次有争议的硬分叉，导致以太坊（ETH）和以太坊经典（ETC）区分开来。

4. 大都会-拜占庭（Metropolis - Byzantium）：此次升级于2017年10月发布，引入了多项改进，包括增强安全和隐私功能。

5. 大都会-君士坦丁堡（Metropolis - Constantinople）：于2019年2月实施，为网络带来了多项优化，包括降低交易成本。

6. 伊斯坦布尔（Istanbul）：该更新于2019年12月部署，提高了以太坊的性能和安全性。

7. 穆尔冰川（Muir Glacier）：于2020年1月推出，它推迟了难度炸弹，以保持网络的平稳运行。

8. 柏林（Berlin）：于2021年4月推出，对矿工费使用效率进行了多项优化。

9. 伦敦（London）：2021年8月实施，这一重大更新包括 EIP-1559，它改变了收费结构并引入了通货紧缩机制。

10. 合并（The Merge）：该重大升级将以太坊从工作量证明（PoW）过渡到权益证明（PoS），大大降低了能耗。

11. 上海（Shanghai）：2023年3月发布，此次升级包括对以太坊网络的优化，使其更加高效和安全。

12. 坎昆-德内布（Dencun）：于2024年3月13日上线，由九个以太坊改进提案（EIP）组成。EIP-4844（即 proto-danksharding）是旨在降低 Layer 2 解决方案矿工费的主要升级，而 EIP-4788 和 EIP-6780 也因其重要性而备受关注。

以太坊的愿景

以太坊旨在成为去中心化应用的全球平台，提供一个抗审查、抗宕机和抗欺诈的环境。这种雄心使以太坊不仅仅定位为一个加密货币平台，而是一个去中心化数字创新和应用的综合生态系统。

以太坊的历史始于2013年，当时年仅19岁的程序员 Vitalik Buterin 提出了这项提案，他也是《比特币杂志》的联合创始人之一。Buterin 设想了一个灵活性远高于比特币，能够支持各种交易的区块链平台。这一想法在为以太坊奠定基础的白皮书中逐渐成形。Buterin 与 Gavin Wood 等其他联合创始人一起，为该项目赢得了大量支持，并于2014年通过预发布代币销售筹集了1800万美元。正是因为有了这笔资金的支持，以太坊从概念变为了现实。

重要节点

1. 以太坊发布（2015年）：2015年7月，以太坊的第一个公共版本（即前沿“Frontier”）发布，这是一个重要的里程碑。这一版本意义重大，因为它引入了智能合约功能，并支持在区块链上进行自动和复杂的交易。这一特性使以太坊与众不同，并为去中心化应用（DApp）开辟了新的可能性。

2. DAO 事件及硬分叉（2016年）：2016年，建立在以太坊基础上的去中心化自治组织 DAO 遭黑客攻击，导致资金大量流失。为了减轻损失，以太坊社区决定实施硬分叉，因此产生了两个不同的区块链：以太坊（ETH）和以太坊经典（ETC）。

3. 大都会升级（2017年至2019年）：在大都会阶段，以太坊经历了几次重大升级：

● 拜占庭（2017年10月）：引入多项改进，包括增强安全和隐私功能。

● 君士坦丁堡（2019年2月）：此次优化旨在提高效率和降低交易成本。

%1. 实现权益证明过渡（PoS）的“合并”（2022年）：最重要的升级之一发生在2022年，当时以太坊从工作量证明（PoW）过渡到了权益证明（PoS）共识机制，即所谓的“合并”。这一变化代表着以太坊向更节能、更安全的区块链转变。它降低了平台的能耗，提高了交易处理能力。

%1. 以太坊2.0和可扩展性改进（2023年）：合并后，以太坊继续向以太坊2.0发展，重点关注可扩展性和能效。分片为改进内容之一，可将网络分成更小的部分，以提高交易吞吐量。

%1. 坎昆-德内布升级（2024年）：最新实施的重大更新被称为坎昆-德内布升级，计划于2024年3月13日进行。此次升级涵盖九项以太坊改进提案（EIP），其中 EIP-4844（proto-danksharding）旨在降低 Layer 2 解决方案的矿工费，同时还重点推出了 EIP-4788 和 EIP-6780，以进一步增强网络的能力。

以太坊的架构

以太坊区块链由无数个节点组成，每个节点存储整个区块链的副本。节点本质上是计算机，它通过维护所有交易的最新记录来参与以太坊网络。这条链上的每个区块都包含交易列表、一个复杂的数学谜题以及前一个区块谜题的解法，最终形成一条相互连接的链，即区块链。

智能合约

以太坊创新能力的核心是智能合约——若干行自动执行的代码，一旦满足特定的预定义条件就会触发。作为去中心化应用（DApp）的基石，智能合约消除了对中介的需求。您可以把智能合约想象成一台自动售货机；支付正确的金额，选择商品，无需任何人工干预就能从机器获得所购买的商品。

以太坊虚拟机（EVM）

以太坊虚拟机（EVM）是以太坊生态系统的另一个关键组成部分。作为一台去中心化的全球计算机，EVM 执行用以太坊本地编程语言 Solidity 编写的智能合约。网络中的每个节点都运行自己的 EVM 实例，在交易启动后集体执行智能合约。EVM 在隔离的环境中执行这些智能合约，确保采取强有力的安全措施。

矿工费和以太币

以太坊上的每个操作，无论是执行交易还是智能合约，都会消耗计算资源。为了在整个网络中公平地分配这些资源，以太坊采用了“矿工费”的概念——一种量化不同操作所需的计算能力的单位。矿工费以以太币支付，以太币是以太坊的原生加密货币。用户通过指定矿工费限额和矿工费价格来启动交易——分别是他们愿意使用的最高矿工费和他们愿意为每单位矿工费支付的以太币。以太币总手续费按消耗的矿工费数量与矿工费价格的乘积计算。这样做的目的是为矿工验证交易提供报酬，并保护网络免受垃圾邮件的侵害。

以太坊交易的多样性

除了简单的金融交易，以太坊还支持多种应用，包括去中心化金融（DeFi）、去中心化自治组织（DAO）和虚拟市场。这些应用程序的支柱是以太坊的智能合约。这些自主程序保留在区块链上，在满足预定义条件时自动执行，无需中介。智能合约一经部署便不可更改，确保了交易的可靠性和可信度。

可扩展性挑战与解决方案

随着以太坊人气的飙升，它也遇到了可扩展性方面的挑战，这表现为高峰期交易速度较慢、费用较高。2017年的“CryptoKitties”现象就是一个最好的例子，活动爆火导致网络拥堵。为了解决这些问题，以太坊开发人员正专注于分片和卷叠等解决方案。

分片：可扩展性解决方案

分片是一种将网络数据库划分为较小片段或分片的技术。每个分片代表整个数据库的一部分，存储在不同的服务器上。这种方法大大减轻了单个节点的数据存储负担，使更多人可以作为节点操作员参与进来。分片不仅能提高交易速度，还能增强网络的整体安全性。

卷叠：提高交易效率

卷叠是另一种创新解决方案，它将众多交易捆绑在一起，作为单笔交易处理。这种方法有效降低了每次交易的矿工费，使交易更加经济实惠。

权益证明（PoS）

以太坊于2022年9月15日进行了合并 （The Merge），从工作量证明（ PoW ） 共识机制过渡到权益证明（ PoS ） 模式。这次升级是以太坊2.0的重要组成部分，旨在提高网络的速度、安全性和能效。

权益证明（PoS）如何运作？

在这种模式下，系统根据验证者拥有的以太币数量和愿意“质押”为抵押品的以太币数量选择验证者创建新区块。这与工作量证明（PoW）模式形成了鲜明对比，在 PoW 模式中，矿工通过解决复杂的数学问题来验证交易和创建新区块。

1. 成为验证者：要成为验证者，参与者必须在以太坊的官方充值合约中质押32枚以太币。

2. 质押过程：参与者将在质押以太币后成为验证者，负责提出新区块并验证交易。

3. 区块提议和验证：协议随机选择一个验证者提出一个新区块，然后由其他验证者对提出的区块进行检查。如果大多数验证者同意区块的有效性，它就会被添加到区块链中。

4. 激励与惩罚：诚实行事的验证者会获得额外的以太币作为奖励。奖励来自网络的通胀和他们验证区块的交易手续费。恶意行为或未能维护其节点的验证者可能会面临处罚，例如罚没，即没收其部分或全部已质押的以太币。

PoS 的优势

● 能源效率：与 PoW 相比，PoS 可大幅降低能耗，网络运行更加环保。

● 可扩展性：PoS 模式每秒支持进行更多交易，从而增强了网络的可扩展性。

● 安全性：PoS 要求验证者质押持有的以太币，从而在经济上抑制了恶意行为，增强了网络安全性。

以太坊作为一个开创性的区块链平台，带来的可能性远远超出了简单的货币交易。其强大的架构支持在其安全透明的区块链网络上创建去中心化应用（DApp）。这些 DApp 利用以太坊的功能提供各种服务，巩固了以太坊作为区块链和加密货币领域多功能平台的地位。

去中心化金融（DeFi）和金融工具

以太坊最突出的用例是在去中心化金融（DeFi）领域。DeFi 使用智能合约（即协议条款直接写入代码的自动执行合约）来创建复杂的金融工具，而无需传统的金融中介介入，其中包括借贷平台、流动性挖矿和去中心化交易所（DEX）等服务，使用户能够在不依赖中央机构的情况下交易资产。通过利用以太坊的智能合约，DeFi 平台提供了一个更加开放、便捷和透明的金融系统。

MakerDAO 等 DeFi 平台利用以太坊的智能合约提供去中心化借贷等服务。用户可以借出自己的以太坊代币并赚取利息，也可以抵押持有的代币来借款。

数字身份和安全交易

以太坊在开发数字身份解决方案方面也发挥着至关重要的作用。通过创建去中心化身份，用户可以更好地控制自己的个人信息。这种应用在需要验证身份的在线交易和服务中尤为重要。以太坊的区块链可确保个人数据的安全并保持防篡改，提高数字空间的隐私和安全性。

供应链管理

在供应链管理领域，以太坊区块链提供了前所未有的透明度和可追溯性。通过在区块链上记录产品旅程的每一步，就可以追踪货物从制造到最终交付的来源和处理过程。这种应用对于食品和制药等对真实性和采购方面道德要求较高的行业尤为有益。

非同质化代币（NFT）

非同质化代币（NFT）的创建和交易已成为以太坊的一个重要用例。NFT 是独一无二的数字资产，可以代表艺术品、音乐和收藏品等各种物品的所有权和真实性。以太坊的区块链确保每个 NFT 都是独一无二、不可复制的，为创作者和收藏者在数字世界中的互动提供了一种新的方式。

CryptoKitties 是首批 NFT 项目之一，用户可以购买、收集和繁殖独一无二的数字猫咪，每只猫在以太坊区块链上都由一个 NFT 代表。同样，OpenSea 等平台已经成为从数字艺术到虚拟房地产等各种 NFT 的交易市场，所有这些都基于以太坊技术。

以太坊网络的运行需要计算资源。每当有人进行交易或激活智能合约时，都需要用以太币支付一笔手续费，即矿工费。这笔矿工费用于补偿网络节点使用的算力。它能确保网络顺利运行，防止滥用或垃圾信息干扰。该系统使以太币成为以太坊功能和安全性的重要组成部分。

以太坊2.0对原始以太坊区块链进行了重大升级，旨在在可扩展性、安全性和能效这三个关键领域显著改善网络。从2020年12月1日起，随着信标链的推出，这一升级将分阶段启动，标志着以太坊的关键转型。

以太坊2.0中最显著的变化之一，就是从工作量证明（PoW）机制转变为权益证明（PoS）共识机制。这种转变至关重要，因为它大大降低了网络的能耗，使网络更加环保，并增强了网络抵御各种网络攻击的安全性。

以太坊2.0的核心要素是引入“分片”。分片是指将以太坊区块链分割成几个较小的部分（分片）。每个分片都可以独立处理交易和智能合约。这与以太坊最初的设置大相径庭，在最初的设置中，每笔交易都需要在整个网络中进行验证。分片可以大大加快交易处理速度，提高网络的速度和效率。

此外，以太坊2.0计划引入 eWASM（Ethereum WebAssembly），以取代以太坊虚拟机（EVM）。eWASM 可以更高效、更快速地执行代码，优化网络性能。升级版还集成了交叉链接，这对有效管理这些碎片链非常重要。

以太币因其独特而强大的功能在众多加密货币中脱颖而出。在以太坊的核心设计中，以太币不仅仅是一种数字货币。正如其白皮书所述，它的主要目的是为构建去中心化应用（DApp）建立一个新的协议。这些应用不受任何单一实体的控制，具有高度的安全性和可扩展性。

以太坊得以与众不同的关键因素之一是智能合约的使用。这些都是自动执行的合约，协议条款直接写入代码。它们自动执行合约条款，最大限度地降低欺诈或第三方干预的风险。这项技术为开发者开辟了一个充满可能性的世界，使他们能够创建各种具有实际应用价值的去中心化应用。

以太坊的另一个重要特性是，用户无需丰富的区块链知识就能在其网络上轻松创建数字货币，即“代币”。许多知名代币，如 ChainLink（LINK）、Basic Attention Token（BAT）和 VeChain（VET），都是从以太坊开始的，然后才转移到自己的区块链 。以太坊的 ERC-20 和 ERC-721 标准使开发人员可以轻松地创建同质化和非同质化代币，从而促进了各行各业的创新。

此外，以太坊的价值因其庞大而活跃的开发者社区而得到提升，这推动了持续创新和改进。该平台的互操作性促进了与其他区块链和去中心化服务的无缝集成，使其成为去中心化金融（DeFi）运动的基石。以太坊支持借贷平台、稳定币和去中心化交易所等各种金融产品，进一步巩固了其在去中心化互联网中的重要性。

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以太坊区块链上的代币标准

The Crypto Burrito （第一卷）：以太坊合并