什么是以太坊 - 以太坊开发初学者指南

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什么是以太坊

以太坊是一个基于区块链技术的去中心化应用平台。它允许任何人在平台上构建和使用在区块链技术上运行的去中心化应用程序。

看不懂这句话的同学可以理解，以太坊就是区块链中的安卓。它是一个开发平台，可以让我们像 Android Framework 一样编写基于区块链技术的应用程序。

在没有以太坊之前，写一个区块链应用程序是这样的：复制一份比特币代码，然后改变底层代码如加密算法、共识机制、网络协议等。一个新的硬币就会出来） .

以太坊平台封装了底层区块链技术，允许区块链应用开发者直接基于以太坊平台进行开发。开发者只需要专注于应用本身的开发，大大降低了难度。

目前，围绕以太坊已经形成了较为完善的开发生态：在社区的支持下，有很多开发框架和工具可供选择。

智能合约

什么是智能合约

以太坊上的程序称为智能合约，是代码和数据（状态）的集合。

智能合约可以理解为用代码编写的合约（特殊交易）9aieio是比特币什么交易所，可以在区块链上自动执行（消息驱动）。

智能合约英文为Smart Contract，与人工智能（AI：Artificial Intelligence）的智能无关。 Nick Szabo 于 1995 年首次提出智能合约的概念，其概念很简单，就是将法律规定写入可执行代码。当时没有区块链，但智能合约是区块链的最佳搭档。我们知道，合约要求一式两份，三四份，不能被一方控制，这就是去中心化。

在比特币脚本中，我们提到比特币交易是可以编程的，但是比特币脚本有很多限制，可以编写的程序也有限，

虽然以太坊更完整（在计算机科学术语中称为“图灵完备”），但让我们编写几乎可以做任何事情（智能合约）的程序，就像任何高级语言一样。

智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求高的应用场景，例如：数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权管理、物联网、点对点- 对等交易等。

目前，除了数字货币之外，真正落地的应用并不多（就像移动平台刚刚起步一样）。

编程语言：Solidity

官方推荐的智能合约编程语言为 Solidity，文件扩展名以 .sol 结尾。

Solidity 语言与 JavaScript 非常相似，用于开发合约并编译为以太坊虚拟机字节码。

还有 Viper、Serpent、LLL 和 Bamboo。我建议你使用 Solidity。更新：不再正式推荐 Serpent。建议 Serpent 用户切换到 Viper，它们都是类似 Python 的语言。

Browser-Solidity是一款针对浏览器的Solidity IDE，您可以点进去查看，我们以后会在更多文章中介绍Solidity语言。

运行环境：EVM

EVM（以太坊虚拟机）以太坊虚拟机是以太坊智能合约的运行环境。

Solidity 对于 EVM 就像对于 JVM 一样，所以每个人都很容易理解。

以太坊虚拟机是一个孤立的环境，运行在EVM内部的代码无法被外界访问。

EVM 在以太坊节点上运行。我们在以太坊网络上部署合约后，合约就可以在以太坊网络上运行了。

编译合约

在以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式。我们需要在部署之前编译合约。您可以选择 Browser-Solidity Web IDE 或 solc 编译器。

合约的部署

在以太坊上开发应用程序时，经常使用以太坊客户端（钱包）。平时我们在开发，一般不会接触到客户端或者钱包的概念，是什么？

以太坊客户端（钱包）

以太坊客户端，其实我们可以理解为一个开发者工具，提供账户管理、挖矿、转账、部署和执行智能合约等功能。

EVM 由以太坊客户端提供

Geth 是以太坊开发中使用的典型客户端，基于 Go 语言。 Geth 提供了一个交互式命令控制台，通过该控制台可以包含以太坊的各种功能（API）。 Geth 的使用我们稍后会在文章中介绍，这里先有个概念。

Geth 控制台类似于 Chrome 的开发者工具中的控制台，但 Geth 控制台在终端中运行。

与 Geth 相比，Mist 是一个带有图形用户界面的以太坊客户端。

如何部署

智能合约的部署是指将合约字节码发布到区块链上，并使用特定的地址来标记合约9aieio是比特币什么交易所，称为合约账户。

以太坊有两种账户：

o外部帐户

此类账户由私钥控制（由人控制），不与任何代码关联。

o合约账户

这些帐户由其合约代码控制，并具有与之关联的代码。

与比特币的 UTXO 设计不同，以太坊使用更简单的账户概念。

这两种账户类型与 EVM 相同。

外部账户和合约账户的区别和关系如下：外部账户可以通过使用自己的私钥创建和签署交易来向另一个外部账户或合约账户发送消息。

在两个外部账户之间传递消息是传递价值的过程。但是从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码，允许其执行各种操作（例如转移代币、写入内部存储、挖掘新代币、执行某些操作、创建新合约、等等等等）。

只有当外部账户下单时，合约账户才会进行相应的操作。

合约部署就是将编译好的合约字节码以通过外部账户发送交易的形式部署到以太坊区块链上（实际部署只有在实际矿工出块后才能成功）。

运行

合约部署后，当需要调用智能合约的方法时，只需向合约账户发送消息（交易）即可。消息触发后，智能合约的代码会在EVM中执行。

煤气

类似于云计算，占用区块链的资源（无论是简单的转账交易，还是合约的部署和执行）也需要相应的费用（世界上没有免费的午餐对吧！）。

Gas 机制用于在以太坊上进行计费。气体也可以被认为是一个工作单位。智能合约越复杂（计算步骤的数量和类型、占用的内存等），完成操作所需的 Gas 就越多。 .

运行任何特定合约的合约所需的 Gas 数量是固定的，由合约的复杂性决定。

gas 价格由运行合约的人在提交运行合约的请求时指定，以确定他愿意为此交易支付的费用：Gas 价格（以以太币计价）* Gas​​ 数量。

Gas 的目的是限制执行交易所需的工作量，同时支付执行费用。当 EVM 执行交易时，gas 会按照特定的规则逐渐消耗，无论在哪里执行，一旦 gas 用完，就会触发异常。所有在当前调用帧中进行的状态修改都会被回滚，如果执行结束时还有gas剩余，gas会退回到发送账户。

如果没有这个限制，有人会编写一个无法停止的合约（例如：无限循环）来阻塞网络。

所以其实（把前面的内容串起来），我们需要一个有以太币余额的外部账户来发起交易（普通交易或者部署、运行合约），并且在运行的时候，矿工收取相应的工作量成本。

以太坊网络

有些焦急的同学想问，没有以太如何开发智能合约？可以使用以下选项：

选择以太坊官网测试网Testnet

在测试网络中，我们可以轻松获得免费的以太币，缺点是初始化节点需要很长时间。

使用私链

创建您自己的以太坊私有测试网络，通常也称为私有链，我们可以将其用作开发、调试和测试智能合约的测试环境。

通过上面提到的Geth很容易创建自己的测试网络。无需同步官网的整个区块链数据，你可以挖多少以太币。

使用开发者网络（模式）

相对于私链，在开发者网络（模式）下，余额较大的开发者账户会自动分配给我们使用。

使用模拟环境

另一种创建测试网络的方法是使用testrpc，这是一个在本地使用内存模拟的以太坊环境，开发和调试更加方便快捷。并且 testrpc 可以帮助我们在启动时用资金创建 10 个测试账户。

开发合约时，在testrpc中测试通过后即可部署到Geth节点。

更新：testrpc 现在已合并到 Truffle 开发框架中，现在称为 Ganache CLI。

Dapp：去中心化应用程序

以太坊社区将基于智能合约的应用称为去中心化应用。如果我们将区块链理解为不可变的数据库，将智能合约理解为处理数据库的程序，那么就很容易理解 Dapps。一个 Dapp 不仅要有智能合约，比如它还需要有一个友好的用户界面等等。

松露

Truffle 是一个 Dapp 开发框架。它可以帮助我们处理很多无关紧要的小事情，让我们可以快速开始编写代码-编译-部署-测试-打包DApp的过程。

总结

现在让我们总结一下，以太坊是一个让我们可以轻松使用区块链技术开发去中心化应用程序的平台。在这个应用程序中，Solidity 用于编写智能合约，与区块链交互的合约编写后，我们需要使用以太坊客户端来部署和运行带有余额的账户的合约（使用 Truffle 框架可以帮助我们做到这些事情更好）。为了开发方便，我们可以使用 Geth 或者 testrpc 搭建测试网络。

注意：本文中，为了方便大家理解，有些概念是类比的，有些是严格不准确的，但我也认为对于初学者来说，没有必要非常仔细和准确地掌握每个概念。学习是一个在逐渐深入的过程中，很多时候我们会发现，经过一段时间后，我们对同一件事会有不同的理解。

看完这篇文章，你了解所有这些概念了吗？现在可以开始开发了，看看智能合约开发环境搭建和Hello World合约