以太币:一種數字代币-中文百科頻道

背景

以太币的系統是使用最廣泛的支持完備應用開發的公有區塊鍊系統。與比特币相比，以太币的系統以太坊屬于區塊鍊2.0的範疇，是為了解決比特币網絡的一些問題而重新設計的一個區塊鍊系統。比特币的設計隻适合加密數字貨币場景，不具備圖靈完備性，也缺乏保存實時狀态的賬戶概念，而且存在PoW機制帶來的效率和資源浪費的問題。比特币的區塊鍊網絡存在着擴展性不足的缺陷。随着比特币吸引越來越多開發者和技術人員的注意，一些用戶嘗試使用比特币網絡用于其他數字貨币或其他應用。但互聯網發展，獨立開發出區塊鍊應用的難度比較大，用戶需要掌握非常多的軟硬件開發能力和加密算法，這使得區塊鍊的應用對于一些用戶來說并沒有那麼容易。

以太币系統以太坊的出現就是幫助用戶更為容易地利用區塊鍊技術進行應用設計。按照巴特林的說法，以太坊的目的是創造一個更為一般化的區塊鍊平台，這一平台可以允許用戶很容易創造基于區塊鍊的應用，避免用戶為創建一個新的應用而不得不建立一個區塊鍊。通俗地講，此前的區塊鍊（如比特币）隻是一個單一的工具或最多是一個多功能的工具組合，而以太坊則是區塊鍊的智能手機，用戶可以利用智能手機建立他所需要的任何“應用”。因此巴特林表示，區塊鍊的應用并不僅限于加密貨币，它有着巨大的潛力，适用于各行各業，能為各企業和各種規模的組織帶來顯著好處。通過提供這樣一個高度泛化的平台，以太坊允許用戶在不需要創建自有區塊鍊的同時，建立使用廣泛的應用程序。以太坊的願景成為“世界計算機”：用戶就像使用計算機一樣簡單快捷建立基于區塊鍊的應用，享受區塊鍊所帶來的分散化和安全好處。這使得以太坊的應用前景廣闊。理論上，以太坊是一個通用的平台，可以用于各種各樣的應用，但到為止大部分的應用都與金融有關。不過，除金融應用程序之外，任何需要信任、安全和永久存儲的環境都可能受到以太坊平台的巨大影響，例如資産注冊、選舉、政府管理以及物聯網等。

特點

相較于較大多數其他加密貨币或區塊鍊技術，以太币的特點包括下列：

編程語言

Gavin Wood寫的《以太坊黃皮書》中定義了以太虛拟機的運作流程。智能合約可以專門為此開發的Solidity編程語言寫成，或是Python的一個變體Serpent，或是LLL。以太虛拟機也可以在Mutan上運行。智能合約之後會編譯成字節碼，然後發布在以太坊區塊鍵上。

運行效率

将所有合約存在區塊鍊上每個結點的作法有好有壞。主要的缺點是所有的結點都同時要運算所有的合約，因此速度較慢。開發人員正研究将數據切分（Sharding）的技術套用至以太坊。2016年9月Buterin發表了改善可擴展性的企畫。截至2016年1月，以太坊每秒可以處理25個交易。

區塊多樣

存在一種區塊—叔塊（uncle block），用于歸納那些因為速度較慢而未及時被收入母鍊的較短區塊鍊。這個區塊的産生是因為以太币的區塊時間是20秒左右，相對于比特币，更容易出現臨時分叉。而且較短的區塊時間，也使得區塊在整個網絡中更難以充分傳播，尤其是對那些網速慢的礦工，這是一種極大的不公平。為了平衡各方利益，設計了這樣一個叔塊機制。叔塊在全部挖掘出來的區塊中占的比例叫叔塊率。

技術架構

智能合約層

智能合約賦予賬本可編程的特性，區塊鍊2.0通過虛拟機的方式運行代碼實現智能合約的功能，比如以太币的以太坊虛拟機（EVM）。同時，這一層通過在智能合約上添加能夠與用戶交互的前台界面，形成去中心化的應用（DAPP）。當然，在某些技術文檔中認為DAPP 應該在智能合約層之上單獨為應用層，也是有一定道理，隻要不影響理解即可。

激勵層

激勵層主要實現以太币的發行和分配機制，以太币不是數字貨币，而是定位于平台運行的燃料，運行智能合約和發送交易都需要向礦工支付一定的以太币。以太币可以通過挖礦獲得，礦工每挖到一個區塊固定獎勵5個以太币。

共識層

共識層主要實現全網所有節點對交易和數據達成一緻，以太坊采用兩種共識機制，初期采用工作量證明機制（POW），待網絡中的以太币充分流通和分散後，改為采用交易速度更快、無資源消耗的權益證明機制（POS），從而有效地避免了純POS機制導緻的初期權益分配不公平的情況。

網絡層

網絡層主要實現網絡節點的連接和通信，又稱“點對點技術”，是沒有中心服務器、依靠用戶群交換信息的互聯網體系。與有中心服務器的中央網絡系統不同，對等網絡的每個用戶端既是一個節點，也有服務器的功能，其具有去中心化與健壯性等特點。

數據層

數據層最底層的技術，是一切的基礎，主要實現了兩個功能，一個是相關數據的存儲，另一個是賬戶和交易的實現與安全。數據存儲主要基于Merkle樹，通過區塊的方式和鍊式結構實現，大多以KV數據庫的方式實現持久化，比如以太坊采用LevelDB。賬号和交易的實現基于數字簽名、哈希函數和非對稱加密技術等多種密碼學算法和技術，保證了交易在去中心化的情況下能夠安全地進行。

應用

區塊鍊程序

以太币可以用來創建去中心化的程序、自治組織和智能合約，據紐約時報的報導，在2016年5月已經有數十個可用的程序。預期的應用目标涵蓋金融、物聯網、農田到餐桌（farm-to-table）、智能電網、體育賭博等。去中心化自治組織有潛力讓許多原本無法運行或成本過高的營運模型成為可能。較知名的應用有：

去中心化創業投資：The DAO用以太币資金創立，目标是為商企業和非營利機構創建新的去中心化營業模式、The Rudimental讓獨立藝術家在區塊鍊上進行群衆募資。

社會經濟平台：Backfeed。

去中心化預測市場：Augur。

物聯網：Ethcore（一間以太坊公司）研發的客戶端、Chronicled（一間區塊鍊公司）發表了以太坊區塊鍊的實物資産驗證平台；芯片公司、物理IP創建者和生産者可以用植入的藍牙或近場通信進行驗證。Slock.It開發的智能鎖可以在付費後自動打開，讓用戶在付費後可以幫電動車充電、或是打開租屋的房門。

虛拟寶物交易平台：FreeMyVunk。

版權授權：Ujo Music平台讓創作人用智能合約發布音樂，消費者可以直接付費給創作人。伊莫珍·希普用此平台發布了一首單曲。

智能電網：TransActive Grid讓用戶可以和鄰居買賣能源。

去中心化期權市場：Etheropt。

釘住彙率的代币：DigixDAO提供與黃金挂鈎的代币，在2016年四月正式營運。Decentralized Capital提供和各種貨币挂鈎的代币。

移動支付：Everex讓外勞彙款回家鄉。

除此之外，聯合國也積極利用以太坊區塊鍊進行難民援助。2017年5月底，聯合國世界糧食計劃署宣布利用以太币技術對在約旦的1萬名叙利亞難民提供食物分發。世界糧食計劃署表示，利用區塊鍊技術有利于降低支付成本，可以更好地保護受益人信息，控制金融風險，并在緊急情況下更快地做出回應。利用區塊鍊也有利于改善傳統的難民援助方式所存在的漏洞，确保食物都能夠到達難民手中。