以太坊簡史

以太坊（Ethereum）是一個用於去中心化應用（DApps）的全球性開源區塊鏈平台，由智能合約提供支持並嵌入本地數字貨幣Ether（ETH）。在以太坊上，可以編寫代碼根據編程條件控制數字價值的傳輸。以太坊主要用於三個目的：一是將價值存儲在ETH 中，二是用戶以ETH 發送或接收付款來結算交易，三是通過以ETH 支付的交易費用促進網絡運營（即賦能DApp） ，這些費用基於執行代碼計算出成本。

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第1 部分：網絡啟動前（2013 年初至2015 年7 月30 日）

2013 年，早期比特幣撰稿人、比特幣雜誌（BitcoinMagazine）聯合創始人Vitalik Buterin 在最初的白皮書中首次將以太坊作為“世界計算機” 概念證明。作為比特幣的早期採用者，Buterin 提出了這樣一種觀點，即數字貨幣及其相關的區塊鏈可以比簡單的P2P 電子價值轉移更方便。為了實現這一宏偉願景，他著手創建一個完整的虛擬生態系統，其中包括全球區塊鍊和智能合約編程平台。兩者都將由本地數字貨幣ETH 提供支持。

通過將編程功能直接集成到以太坊協議中，全世界的開發人員將能夠使用以太坊ETH 自動支付，設計託管在公共區塊鏈上的新型去中心化應用程序。通過使用智能合約，以太坊上的應用程序可以在動態條件下自動傳輸信息和價值，從而為新的互聯網經濟（即Web3.0）提供定制的商業模式

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第2 部分：DAO 黑客攻擊（2016 年6 月17 日）

2016 年4 月30 日，區塊鍊和物聯網（IoT）解決方案公司Slock.it 宣佈在以太坊上推出“ The DAO”。 DAO 的定位是去中心化風險投資基金，在28 天的眾籌窗口期內籌集了超過1.5 億美元。 DAO 根據成員的投資比例，授予成員投票權，成員可以投票資助項目。如果一個項目被證明是有利可圖的，成員將根據相關智能合約的條款和他們在DAO 中的股份獲得獎勵。

但是，DAO 並未按計劃工作。 2016 年6 月17 日，一位匿名黑客利用構建DAO 的智能合約代碼中的錯誤，向隔離的錢包地址中提取了約6000 萬美元的ETH。因此，ETH 市場經歷了大規模拋售，投資者紛紛拋售手中的份額。

鑑於無法追回被盜資金，數字貨幣社區內部就如何更好地糾正這種情況展開爭論。最終，決定於2016 年7 月20 日進行一次硬分叉，並創建一個新版本的以太坊區塊鏈。該版本將被稱為以太坊，刪除所有盜竊記錄並將被盜的ETH 恢復給原始所有者。最初的以太坊協議被更名為Ethereum Classic，其原始代幣被更名為ETC。以太坊經典（Ethereum Classic）保留了交易歷史，包括DAO 盜竊，以保持去中心化管理和不可篡改性的基本原則。

今天，以太坊和經典以太坊網絡共存，並且在許多方面才剛剛開始互操作。儘管這兩個網絡在功能和實際應用程序功能上相似，但自硬分叉以來，它們之間的底層分離已導致在技術架構、開發理念和治理原則上產生了重大差異。

第3 部分：以太坊的四個階段（2015 年7 月30 日-？）

以太坊的發展分為四個主要階段，其中一些細分為多個階段。每個階段都像硬分叉一樣集成到主協議中，並在測試網中對功能進行全面測試。隨著時間的推移，路線圖已經演變為反映社區共識。對以太坊項目的貢獻是為了達到其最後階段Serenity，在該階段的目標是成為一個全球可擴展的支付網絡和智能合約平台，抵抗集中治理。

第1 階段：Frontier-2015 年7 月30 日，以太坊網絡成立，使用戶能夠挖掘ETH 並測試基本功能。

第2 階段：Homestead-2016 年3 月14 日，更新了Solidity 並增加了幾個參數的維度，包括天然氣價格和成本。

第3 階段：Metropolis – Byzantium-2017 年10 月16 日，通過添加zk-SNARK 和難度炸彈（作為通貨膨脹ETH 發行的基礎），提高了隱私和安全性。

階段3.5：Metropolis – Constantinople-2019 年2 月28 日改進了智能合約並使用狀態通道探索了可擴展性解決方案。

階段4：Serenity-以太坊2.0-預計於2022 年以後? 將分幾個階段實施，將以太坊轉換為權益證明（PoS）協議，包括以太坊Web 組件（eWASM），用於提高網絡性能和擴展支持的智能合約編程語言。

有關四個階段中每個階段引入的功能的全面說明，請參閱EthHub。

定義以太坊的特徵

以太坊網絡旨在擴展比特幣的使用案例，並作為一個去中心化的世界計算機。雖然比特幣使用了一種有限的腳本語言，只允許P2P 價值傳輸，但Ethereum 被設計成計算通用的，圖靈完備的，便於與ETH 進行更高級類型的可編程數據交互。

儘管如此，以太坊和比特幣仍具有以下一些特徵，儘管它們各自程度有所不同：

•去中心化：以太坊目前採用PoW，有效地消除了中央機構（如政府和金融機構）驗證交易或基於智能合約的網絡運營的需要。 Buterin 聲稱，區塊鏈在政治上和架構上是去中心化的，但在邏輯上是集中的，其中節點在網絡中擁有同等的權力，並且必須協作來驗證交易。值得警告的是，雖然治理設計是去中心化的，以太坊網絡中的礦池分散程度可能存在相關風險。截至2020 年2 月12 日，最大的兩個礦池控制了超過50% 的網絡哈希率

•無需授權：任何人都可以參與網絡。

•安全性：在PoW 協議中，網絡“只要誠實的節點比集體攻擊者節點控制更多的[能量] 就安全”。試圖在區塊鏈上進行欺詐交易的攻擊者必須找到所需的塊，更改交易數據，然後挖出每個連續的塊，直到欺詐的塊被網絡確認，這就是所謂的51% 的攻擊。這些攻擊的主要門檻在於，它們的計算成本高，收益不確定，因此不太可能發生。儘管2016 年的DAO 黑客攻擊引發了對以太坊安全的擔憂，但Atzei 等人（2016）發現攻擊的主要原因是Solidity（用於設計以太坊智能合約的編程語言）中的漏洞，而不是網絡本身的漏洞。然而，值得注意的是，隨著Serenity 的完成，以太坊將從PoW 網絡安全模型過渡到PoS 網絡安全模型。作為以太坊網絡的重大更新，任何未能正確實施這種變更的行為都可能對以太坊的價值產生重大不利影響。

•開源：以太坊項目的源代碼可以在互聯網上獲得，任何人都可以免費訪問、貢獻或分叉。這是建立信任和積累用戶的一個重要特徵，以太坊項目在所有數字貨幣社區中擁有最多的活躍開發人員就證明了這一點。用戶可以提出以太坊改進建議（EIP），這是一種旨在改進網絡並遵循嚴格技術指南的功能建議。

•透明：所有交易都記錄在以太坊區塊鏈上，可在世界任何地方公開查看。

•偽匿名：公共錢包地址與任何可識別的個人信息沒有直接聯繫。然而，在目前的狀態下，完全匿名是很難實現的。這是因為任何以太坊交易中涉及的地址在區塊鏈上都是永久和公開可見的。來自一個錢包的多筆交易或託管解決方案或交易所的數據洩露等信息基本上可以追溯到個人身份。

•通貨緊縮供應：一開始，創造了7200 萬個以太坊。 ETH 的供應根據通貨緊縮機製而增加，該機制將隨著網絡的成熟而繼續調整。但是，沒有指定的最大供應上限。建立一個透明的貨幣供應和發行時間表對於評估數字貨幣的長期可投資性至關重要。

以太坊的主要特點

智能合約

以太坊（ETH）

智能合約

智能合約

智能合約是一行代碼，可以方便交換任何有價值的東西，如金錢、信息、財產或投票權。它們被上傳到區塊鏈上，執行的交易無法篡改。使用智能合約，用戶可以發送或接收ETH，創建市場，存儲註冊債務或承諾，代表財產或公司的所有權，在一組邏輯指令下轉移資金，並在合規的發售或發行中形成新的數字資產。智能合約的概念最早是由尼克·薩博（Nick Szabo）提出的，他是一位專門研究數字貨幣的著名計算機科學家，也是BitGold 的創始人，並在1997 年的白皮書中進行了探討。

Solidity

Solidity 是以太坊的主要編程語言。它被用來編寫智能合約、開發DApps、構建DAOs 和操作基於以太坊技術的物聯網（IoT）設備。以太坊網絡的其他語言，如Vyper 現在還存在，而其他語言，如Serpent 和Mutan，已經被棄用。

去中心化應用程序（DApps）

DApps 是利用在以太坊網絡中的智能合約構建的App、程序或工具。 DApps 在許多領域都有潛在的用例，包括金融服務、資產管理、供應鏈管理、身份管理以及數據存儲的加密和傳輸。一些在以太坊區塊鏈上構建的流行DApps 包括MakerDAO、CryptoKitties 和IDEX。特別是MakerDAO，它是目前最大的去中心化金融（DeFi）平台。作為以太坊的實際應用，它有可能實現金融服務的民主化。截至2020 年2 月12 日，約有310 萬ETH 被鎖定作為DeFi 的抵押品。

去中心化自治組織（DAO）

Ethash算法

Ethash算法

儘管Ethereum 的Ethash 和比特幣的SHA-256 都使用PoW，但這兩個協議在處理ASICs（專用礦機）的方式上有所不同。在Ethash 中，GPUs（圖形處理單元）是首選設備，與針對SHA-256 的ASICs 相比，GPUs 相對便宜。因此，以太坊挖礦過程更加平等，進入成本壁壘更低。它還降低了挖礦集中化的可能性，減少了網絡被攻擊的風險。然而，採用Ethash 的代價是計算需要更多的內存。有關Ethash 的更多技術細節，請參閱Github 上的開源指南。

以太坊虛擬機（EVM）

EVM 是由Gavin Wood 博士於2014 年創建的，詳細內容見原以太坊黃皮書，即白皮書的技術版本。虛擬機（VM）是模擬計算機行為的軟件，本質上是一個運行環境，用於在普通計算機上執行任何活動。它允許用戶測試功能，並消除在託管虛擬機的主計算機上受攻擊和失敗的風險。如果虛擬機受到攻擊，並且某些功能受損，用戶只需退出虛擬機即可。

EVM 處理以太坊區塊鏈的狀態，並執行網絡上的所有智能合約、DApp 和DAO。它是圖靈完備的，這意味著只要有足夠的時間和內存，程序將一直運行到完成。這是區塊鏈技術的重大創新，因為它允許複雜的條件邏輯，並為更複雜的程序提供了基礎。其他虛擬機，如SputnikVM，正在開發中，並在以太坊區塊鏈項目中得到越來越多的利用。

挖礦獎勵

圖片描述

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圖2：以太坊提案的挖礦獎勵時間表

自成立以來，區塊獎勵的歷史如下：

•區塊＃0 至區塊＃4,369,999：5 ETH

•區塊＃4,370,000 至區塊＃7,280,000：3 ETH（通過EIP-649 更改）

•區塊＃7,280,000 至今：2 ETH（通過EIP-1234 進行了更改）

以太坊的潛在優勢

與傳統的金融機構，支付渠道和其他數字貨幣網絡相比，以太坊協議的設計具有三個潛在的優勢：

1.開創性的智能合約功能：以太坊是第一個整合智能合約平台的數字貨幣網絡。因為此功能，開始出現現實世界的用例並維持價值（例如DeFi）。考慮到以太坊在過去幾年中作為第二大數字貨幣網絡的地位，必須認識到以太坊在數字資產類別和傳統金融領域的影響。

2．活躍的開發者社區：以太坊是Github 活動所有指標中最流行的數字貨幣網絡之一，包括提交數量、貢獻者總數、項目觀察者總數和星標總數

3.機構和企業支持：企業以太坊聯盟（EEA）是一個致力於促進企業和個人採用和使用以太坊的組織。它還努力構建企業區塊鏈解決方案和以太坊區塊鏈的潛在私有鏈、聯盟鏈版本，以滿足以前未滿足的業務需求。它由450 多家跨國公司組成，包括微軟、摩根大通、豐田和英特爾。越來越多的公司加入EEA 是一種趨勢，在這種趨勢下，成熟的公司正在探索區塊鏈技術的價值，並投入大量時間和資源用於相關的計劃。

可擴展性問題

可擴展性問題

可擴展性問題

與許多數字貨幣一樣，以太坊在可擴展性方面面臨限制。目前，該網絡平均每秒只能處理15 筆交易，而傳統的支付渠道，如VISA，每秒大約處理1700 筆交易。以太坊已經進行了幾次調整，以適應其最初設計帶來的擴展性挑戰。然而，可擴展性仍然是以太坊網絡面臨的最大挑戰之一，並且仍然是開發者研究的一個活躍領域。

目前正在研究兩種方法來解決以太坊的可擴展性問題：一是鏈上，或第1 層（指主區塊鏈）。二是鏈下，或第2 層（指主區塊鏈以外的功能實現，如Plasma、側鏈、支付渠道和狀態通道）。

競爭

去中心化程度

競爭

競爭

以太坊面臨很多通用平台數字貨幣網絡的激烈競爭，包括以太坊經典、Horizen、Eos 和Tezos 等。其中每一個都可能被視為以太坊的直接或間接競爭對手，而DApps、智能合約功能或其他用例在其中一個或某些用例上的服務是否更好，還有待觀察。這些網絡也有可能集體失敗，或者由於市場競爭的力量，它們的某種組合會同時成功。然而，與上述（及其他）競爭性網絡相比，以太坊具有更高的採用率，並擴展到開發者、交易所上市、應用程序和底層網絡基礎設施，如錢包和前端支付處理軟件。

智能合約的不穩定性

由於智能合約產生的交易可能難以停止或逆轉，底層代碼中的任何漏洞都可能削弱網絡。例如，2016 年DAO 中的漏洞允許未知攻擊者將價值約6000 萬美元的ETH 轉移到隔離的錢包地址中。這一事件引發了以太坊的爭議，導致它分叉成兩個網絡：以太坊和以太坊經典。 2017 年， Parity Technologies 開發的多簽錢包軟件Parity 受到兩起黑客攻擊的影響。第一次是在2017 年7 月，導致3,000 萬美元的ETH 被盜，第二次是在2017 年11 月，導致約1.6 億美元的ETH 被無限期凍結。智能合約技術相對較新，仍在開源開發中。

貨幣政策擔憂

ETH 沒有最高供應上限，貨幣政策路線圖似乎有些模棱兩可。已經提出了一些提案，建議以太坊網絡設置一個供應上限，以引入貨幣稀缺性，防止任意創造貨幣。特別是，在EIP960 中，Buterin 提出了1.2 億ETH 的供應上限，但這並沒有被社區所接受。

總結

總結

總結

以太坊開創了區塊鏈技術的第二次創新浪潮，擴展了比特幣提供的用例，鞏固了自己在數字貨幣生態系統中的獨特地位。以太坊最終的目標是成為領先的智能合約兼容數字貨幣平台。儘管2016 年DAO 黑客攻擊導致以太坊以太坊經典硬分叉備受爭議，以太坊仍保持其作為數字貨幣生態系統中市值第二大網絡的地位，並在眾多支持者的支持下證明了其韌性。以太坊擁有遍布全球的用戶、開發者和企業網絡，在技術和社區方面有巨大的發展勢頭，競爭平台很難復制。