以太坊智能合約開發(fā)第二篇：理解以太坊相關(guān)概念

yibinnn 發(fā)布于2019-06-27 18:20 / 1399人閱讀

摘要：原文發(fā)表于以太坊智能合約開發(fā)第二篇理解以太坊相關(guān)概念很多人都說(shuō)比特幣是區(qū)塊鏈，以太坊是區(qū)塊鏈。它是以太坊智能合約的運(yùn)行環(huán)境。是由以太坊節(jié)點(diǎn)提供。以太坊社區(qū)把基于智能合約的應(yīng)用稱為去中心化的應(yīng)用。

原文發(fā)表于：以太坊智能合約開發(fā)第二篇：理解以太坊相關(guān)概念

很多人都說(shuō)比特幣是區(qū)塊鏈1.0，以太坊是區(qū)塊鏈2.0。在以太坊平臺(tái)上，可以開發(fā)各種各樣的去中心化應(yīng)用，這些應(yīng)用構(gòu)成了以太坊的整個(gè)生態(tài)。目前，以太坊是區(qū)塊鏈?zhǔn)澜缋锷鷳B(tài)建設(shè)最好的底層公鏈。本篇將以通俗易懂的方式介紹以太坊開發(fā)中涉及到的相關(guān)概念，帶領(lǐng)大家輕松入門。

以太坊

以太坊（Ethereum）是一個(gè)建立在區(qū)塊鏈技術(shù)之上的、圖靈完備的去中心化應(yīng)用平臺(tái)。它允許任何人在平臺(tái)中通過(guò)智能合約技術(shù)開發(fā)、部署和使用去中心化應(yīng)用。

>  有沒(méi)有感到和ios、Android平臺(tái)有點(diǎn)類似？

在以太坊未問(wèn)世之前，寫區(qū)塊鏈的應(yīng)用是這樣的：拷貝一份比特幣代碼，然后去改底層代碼如加密算法、共識(shí)機(jī)制、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等等。2013、2014年那時(shí)候的很多山寨幣就是這樣，改改比特幣代碼就造出來(lái)一個(gè)新幣。

以太坊平臺(tái)對(duì)底層區(qū)塊鏈技術(shù)進(jìn)行了封裝，讓區(qū)塊鏈應(yīng)用開發(fā)者可以直接基于以太坊平臺(tái)進(jìn)行開發(fā)，開發(fā)者只要專注于應(yīng)用本身的開發(fā)，從而大大降低了難度。

>  目前圍繞以太坊已經(jīng)形成了一個(gè)較為完善的開發(fā)生態(tài)圈：社區(qū)支持、開發(fā)框架、開發(fā)工具等等。

智能合約

網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于智能合約的解釋都很晦澀。我們可以簡(jiǎn)單的理解為在區(qū)塊鏈上，由事件驅(qū)動(dòng)、以代碼形式存在、可執(zhí)行的特殊交易合同。它是代碼、數(shù)據(jù)的集合。

智能合約非常適合對(duì)信任、安全和持久性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景，比如：數(shù)字貨幣、數(shù)字資產(chǎn)、投票、保險(xiǎn)、金融應(yīng)用、預(yù)測(cè)市場(chǎng)、產(chǎn)權(quán)所有權(quán)管理、物聯(lián)網(wǎng)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易等等。

目前除數(shù)字貨幣之外，真正落地的應(yīng)用還不多。和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)剛興起之時(shí)各種各樣、各行各業(yè)的APP推陳出新一樣，去中心化應(yīng)用的市場(chǎng)在初期肯定有一個(gè)紅利期。對(duì)此有興趣的開發(fā)者，可抓住機(jī)會(huì)。

Solidity

Solidity是一門和JavaScript類似的編程語(yǔ)言，文件擴(kuò)展名以 .sol 結(jié)尾。它用于智能合約的開發(fā)，并能編譯成以太坊虛擬機(jī)字節(jié)碼，部署到以太坊底層區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上。

EVM

EVM即以太坊虛擬機(jī)，全稱是Ethereum Virtual Machine。它是以太坊智能合約的運(yùn)行環(huán)境。

> EVM是由以太坊節(jié)點(diǎn)提供。每個(gè)以太坊節(jié)點(diǎn)中都包含EVM
> Solidity之于EVM，就像Java跟JVM的關(guān)系一樣
> 以太坊虛擬機(jī)是一個(gè)隔離的環(huán)境，在EVM內(nèi)部運(yùn)行的代碼不能跟外部有聯(lián)系

EVM運(yùn)行在以太坊節(jié)點(diǎn)上，當(dāng)我們把合約部署到以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上之后，合約就可以在以太坊網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行了。

合約編譯

以太坊虛擬機(jī)上運(yùn)行的是合約的字節(jié)碼。這就需要我們?cè)诓渴鹬跋葘?duì)合約進(jìn)行編譯。

> 推薦使用solc編譯器。

以太坊客戶端（節(jié)點(diǎn)）

一個(gè)以太坊客戶端就是一個(gè)以太坊節(jié)點(diǎn)。它提供賬戶管理、數(shù)字資產(chǎn)管理、挖礦、轉(zhuǎn)賬、智能合約的部署和執(zhí)行等等功能。對(duì)于我們開發(fā)者來(lái)說(shuō)，它就是一個(gè)開發(fā)者工具。

Geth是典型的以太坊客戶端。Geth這個(gè)名字是Go Ethereum開源項(xiàng)目的簡(jiǎn)稱。它是基于Go語(yǔ)言開發(fā)且實(shí)現(xiàn)了Ethereum協(xié)議的客戶端軟件。 Geth提供了一個(gè)交互式命令控制臺(tái)，通過(guò)命令來(lái)操作以太坊的各種功能（API）。

> Geth是全節(jié)點(diǎn)客戶端，會(huì)一直同步以太坊區(qū)塊鏈上的所有數(shù)據(jù)。目前數(shù)據(jù)量已經(jīng)幾十G，不久就會(huì)上百G。
> 在開發(fā)過(guò)程中，我們推薦使用以太坊區(qū)塊鏈的私有鏈Ganache，免去同步以太坊全部區(qū)塊數(shù)據(jù)的麻煩。在后續(xù)的文章中會(huì)介紹Ganache。

賬戶

以太坊中賬戶分為兩類：

外部賬戶(EOA)

該類賬戶被公鑰-私鑰對(duì)控制(用戶)，沒(méi)有關(guān)聯(lián)任何代碼
外部賬戶的地址由公鑰衍生而來(lái)

合約賬戶(CA)

該類賬戶為智能合約分配的賬戶，被合約代碼控制且有代碼與之關(guān)聯(lián)
智能合約的部署會(huì)把合約字節(jié)碼發(fā)布到區(qū)塊鏈上，并使用一個(gè)特定的地址來(lái)標(biāo)示這個(gè)合約，這個(gè)地址就是為合約賬戶

合約賬戶存儲(chǔ)了代碼，外部賬戶則沒(méi)有。除了這點(diǎn)之外，這兩類賬戶對(duì)于EVM來(lái)說(shuō)都是一樣的。

合約部署就是將編譯好的合約字節(jié)碼，通過(guò)外部賬號(hào)以發(fā)送交易的形式部署到以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上（由實(shí)際礦工出塊之后，才會(huì)真正部署成功）。

外部賬戶與外部賬戶之間交易僅僅是轉(zhuǎn)賬。但是外部賬戶到合約賬戶，是可以激活各種操作的。

運(yùn)行

合約部署后，當(dāng)需要調(diào)用這個(gè)智能合約的方法時(shí)，只需要向這個(gè)合約賬戶發(fā)送消息（交易）即可，通過(guò)消息觸發(fā)后智能合約的代碼就會(huì)在EVM中執(zhí)行了。

Gas

Gas即礦工費(fèi)。以太坊上每筆交易的執(zhí)行（被礦工打包）都會(huì)被收取一定數(shù)量的gas。gas的目的是限制執(zhí)行交易所需的工作量，同時(shí)為執(zhí)行支付費(fèi)用。當(dāng)EVM執(zhí)行交易時(shí)，gas將按照特定規(guī)則被逐漸消耗，無(wú)論執(zhí)行到什么位置，一旦gas被耗盡，將會(huì)觸發(fā)一個(gè) out of gas 異常。當(dāng)前調(diào)用幀所做的所有狀態(tài)修改都將被回滾。如果執(zhí)行結(jié)束，還有g(shù)as剩余，這些gas將會(huì)返還給發(fā)送賬戶。因此，我們需要一個(gè)有以太幣余額的外部賬戶，來(lái)為發(fā)起的交易支付gas。

如果沒(méi)有這個(gè)限制，就會(huì)出現(xiàn)無(wú)法停止（如：死循環(huán)）的合約來(lái)阻塞以太坊區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)

gas可以認(rèn)為是一個(gè)工作量單位，智能合約越復(fù)雜（計(jì)算步驟的數(shù)量、類型、占用的內(nèi)存等等），所需的gas就越多。gas的最小單位是wei，1eth=10^18wei=10^9gwei

GasLimit: 愿意支付礦工費(fèi)的上限GasPrice: 礦工費(fèi)單價(jià)

gas = GasLimit * GasPrice

去中心化應(yīng)用(Dapp)

Dapp全稱是Decentralized App。以太坊社區(qū)把基于智能合約的應(yīng)用稱為去中心化的應(yīng)用。如果我們把區(qū)塊鏈理解為一個(gè)不可篡改的分布式賬本數(shù)據(jù)庫(kù)，智能合約理解為和數(shù)據(jù)庫(kù)打交道的程序，那就很容易理解Dapp了。一個(gè)Dapp不單單有智能合約，還需要有一個(gè)友好的用戶界面和其他的業(yè)務(wù)程序。

Truffle

Truffle是目前最流行的Dapp開發(fā)框架，它可以幫我們處理掉很多繁瑣的事情，讓我們更專注于智能合約的開發(fā)，迅速開始編碼-編譯-部署-測(cè)試-打包Dapp的流程。

總結(jié)

我們現(xiàn)在來(lái)總結(jié)一下。以太坊是平臺(tái)，它讓我們方便的使用區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)去中心化的應(yīng)用。應(yīng)用中，我們可以使用Solidity來(lái)編寫和區(qū)塊鏈交互的智能合約，合約編寫好后之后，我們通過(guò)一個(gè)有余額的賬戶將合約部署到以太坊節(jié)點(diǎn)上，并運(yùn)行合約（使用Truffle框架可以更好的幫助我們做這些事情）。為了開發(fā)方便，我們可以用以太坊私有鏈Ganache來(lái)搭建一個(gè)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)。

注：本文中為了方便大家理解，對(duì)一些概念做了類比，有些嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不是準(zhǔn)確。不過(guò)我認(rèn)為對(duì)于初學(xué)者，也沒(méi)有必要把每一個(gè)概念掌握的很細(xì)致和準(zhǔn)確。學(xué)習(xí)是一個(gè)逐步深入的過(guò)程，很多時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，過(guò)一段后，我們會(huì)對(duì)同一個(gè)東西有不一樣的理解。

智能合約開發(fā)QQ群：753778670

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