以太坊(ETH)终极指南:从区块链原理到生态应用

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以太坊是一个开放且去中心化的协议,允许任何人在其区块链上部署应用程序。作为开源的去中心化解决方案,以太坊旨在打破互联网的垄断格局,为当今被科技巨头和跨国公司主导的应用和平台提供替代方案。

虽然“以太坊”主要指其区块链,但这一术语也常被用来指代其原生加密货币——以太币(ETH)。以太币是全球市值第二大的加密货币,仅次于比特币。作为以太坊区块链的记账单位,ETH 是整个生态系统运作的核心。用户在与以太坊区块链互动时,必须持有 ETH 才能完成各种操作,包括使用去中心化应用、购买数字藏品如 NFT、向朋友转账等。

与比特币一样,以太坊也基于区块链技术。简而言之,区块链是一个由全球数千名参与者维护的去中心化服务器网络共同维护的账本。这意味着没有任何国家或公司能够完全控制以太坊,也没有任何实体能够审查或关闭这个网络。

秉承去中心化的理念,以太坊持续致力于构建一个被称为 Web3 的新一代互联网。与当前我们所熟悉的互联网不同,Web3 旨在保护个人数据和隐私,减少审查风险,并更好地实现用户之间的价值共享。

自 2015 年创建以来,以太坊已成为支撑未来互联网发展的最重要技术之一。全球众多大型企业正逐步关注并探索这一区块链及其应用生态系统,为下一场数字革命做好准备。

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以太坊的创建背景与发展历程

以太坊是数十年计算机科学研究的结果。2015年其区块链主网上线时,很少有人能预料到其应用生态系统将对互联网产生如此深远的影响。

以太坊的早期阶段

2014年,当时年仅20岁的俄裔加拿大程序员Vitalik Buterin联合Gavin Wood、Charles Hoskinson和Mihai Alisie等计算机专家和企业家,共同发布了以太坊的白皮书。该文件描述了这一新区块链的技术基础和愿景:

以太坊的目标是创建另一种协议,用于构建去中心化应用,提供一套不同的权衡方案,我们认为这将非常适用于广泛的去中心化应用场景。它将主要关注快速开发、低使用频率小型应用的安全性以及不同应用间高效互动的能力。

以太坊的一项创新是引入了“智能合约”(smart contract)的概念,这彻底改变了区块链的世界。智能合约本质上是一种计算机协议,即管理特定网络上信息交换的一套规则。在以太坊区块链上,智能合约是开发者构建应用的基础,这些应用涵盖金融服务、视频游戏、数字商品商店、社交网络等。

在主网上线之前,团队于2014年7月进行了首次代币发行(ICO),这是一种通过加密货币进行社区众筹的新方式。参与者向以太坊创建者提供比特币(BTC),以换取原生加密货币ETH。当时,1 BTC可兑换2000 ETH,以太坊通过此轮融资筹集了1800万美元。

2015年,以太坊主网正式公开上线,全球开发者自此能够使用该区块链创建应用。

The DAO 事件与以太坊经典的出现

2016年春,一个名为The DAO的新协议在以太坊上出现,旨在聚集加密货币爱好者,以社区方式共同创建和资助区块链项目。DAO是“去中心化自治组织”的缩写,这种社会组织形式主要通过在线投票赋予网络用户权力。

The DAO项目迅速获得广泛关注,并于2016年5月15日通过ICO筹集了1.5亿美元,这在当时的加密货币行业是空前的。然而,该协议的智能合约存在漏洞,被黑客利用。6月18日,攻击者盗取了360万枚ETH,导致许多投资者恐慌性抛售,ETH价格在短时间内下跌了35%。

以太坊基金会面临两个选择:通过硬分叉回滚区块链历史以“抹去黑客攻击”并向投资者返还资金;或者保持区块链不变,让黑客保留资金,但这意味着The DAO的参与者将承受巨大损失。大多数社区成员支持第一种方案,因此以太坊区块链进行了更新,回滚了网络交易并赔偿了黑客事件的受害者。

然而,部分开发者不同意这一决定,他们坚持以太坊区块链不应因黑客事件而被更改。原有的区块链继续得到部分开发者和矿工的支持,成为了以太坊经典(Ethereum Classic)。需要明确的是,黑客攻击针对的是The DAO开发者编写的智能合约,以太坊区块链本身并未被破坏或入侵,部署在区块链上的其他协议也没有因此次攻击而面临风险。

2017至2021年:以太坊的迅猛增长

2017年是以太坊生态爆发的一年。在365天内,ETH价格上涨了14500%,其每日交易量增长了20倍。随着比特币价格的上涨,整个加密货币市场在2018年经历了重大调整,ETH价格从年初到年底下跌了85%。这段低潮期让开发者能够专注于改善以太坊的技术基础设施。

2018年至2021年间,多次更新增强了区块链的安全性并降低了交易费用。与此同时,全球开发者开始对以太坊产生兴趣,涌现出大量新应用。ERC-20标准也迎来了黄金时期。

ERC-20是一个技术标准,允许在以太坊区块链上发行加密货币。借助这一标准,任何人都可以创建自己的加密货币,这些代币将使用以太坊网络运行,而无需自己的专用网络。

去中心化金融(DeFi)这一新领域也随之出现。DeFi指所有旨在提供无需中介的金融服务的应用,这些平台在没有银行、私营公司或金融机构的情况下运作。

从2020年12月开始,以太坊成为Web3最热门话题的核心:向以太坊2.0的过渡。期待数月的加密货币社区终于迎来了这次更新,它彻底改变了区块链的运作方式。

以太坊2.0:从工作量证明(PoW)到权益证明(PoS)的转变

以太坊2.0的更新复杂度在区块链领域前所未有。社区常这样比喻:“以太坊向以太坊2.0的过渡就像在汽车以150公里/小时行驶时更换发动机。”

简单来说,通过The Merge(即以太坊2.0),以太坊改变了交易在其网络上验证和记录的方式。最初,以太坊像比特币的工作量证明(PoW)机制一样,需要矿工消耗能源来记录操作。然而,以太坊2.0用权益证明(PoS)取代了这一过程。

权益证明(PoS)是一种系统,其中记录网络交易的人(验证者)需要抵押一定数量的ETH。作为工作的回报,验证者会获得ETH奖励。没有验证者和权益证明机制,以太坊区块链就无法运行。

尽管理论上这是一种更环保的区块链运作机制,但有些人批评这一变化,认为以太坊区块链的去中心化程度降低了。这次过渡的关键是在不中断区块链的情况下完成更改。开发人员于2022年9月成功完成了这项前所未有的巨大操作。

通过此次更新,ETH质押(Staking)在以太坊上成为可能。质押是指投资者将加密货币锁定起来以获得年化收益的操作。

以太坊的主要应用场景

许多人只关注以太币的价格,却不真正理解为什么一种加密货币能达到与世界大型企业相当的市值。为了更好地理解以太坊区块链的价值,让我们深入了解其五大应用场景。

无需中介的价值转移

在传统世界,向朋友汇款几乎必须通过银行或金融公司(如PayPal)。然而,你的银行拥有大量你的个人数据,并且有权冻结你的账户和资产。

在以太坊和比特币上,可以在没有中介的情况下发送和接收价值。存储加密货币有两种主要方法:中心化交易所(CEX)和数字钱包(去中心化钱包)。交易所是允许买卖加密货币的受信任第三方,这些私营公司简化了加密货币的购买和保管,但通常要求身份验证(KYC)以遵守法规。数字钱包则由用户自己管理,不需要KYC,保护用户隐私,并让用户完全掌控自己的资金。使用这种解决方案的人需要自己负责管理和保护其加密货币。

钱包不受任何实体直接控制,允许用户使用区块链地址(类似于银行账号)发送价值(以加密货币形式),同时通过化名保护隐私。为了补偿这种匿名性可能带来的滥用,区块链技术是透明和公开的。任何人都可以查看和分析网络上进行的所有交易。

在以太坊上交换加密货币非常简单:只需将加密货币保存在钱包中,并将其发送到你选择的以太坊地址。请注意,一旦触发,加密货币发送无法取消。

注意:以太坊地址仅彼此兼容。切勿将以太坊上的资金发送到比特币地址,否则可能导致永久损失。

去中心化金融(DeFi)

除了像Binance或Coinbase这样的中心化平台,还可以通过去中心化交易所(DEX)买卖加密货币。DEX允许Web3用户在没有中介的情况下交换代币,因此投资者可以在保持匿名的同时进行投资。

此外,一些去中心化应用(dApp)专门从事特定领域,如借贷、加密货币质押或真实世界资产(RWA)。RWA允许任何人通过区块链投资传统上昂贵的金融产品,如房地产和奢侈品。

非同质化代币(NFT)

尽管NFT的雏形可追溯至2012年的Colored Coins和2016年比特币上的Rare Pepe,但NFT是通过以太坊区块链及其ERC-721技术标准流行起来的。如今,Solana、Tezos和Avalanche等大型区块链也支持生成NFT。

NFT是记录在区块链上的真实性证书,它以透明和不可篡改的方式证明某人对数字或物理资产的所有权。可以认证的内容包括媒体内容(图像或视频)、活动出席证明(POAP)、文凭、住房、纸质报纸、视频游戏物品、珠宝等任何通常需要传统真实性证书的物品。

与加密货币不同,NFT是“非同质化的”。在Web3领域,同质性指的是资产与类似资产互换的能力。例如,比特币被认为是同质化的:1 BTC可以兑换另一个BTC,两者具有相同的价值,并且可以分割成更小的记账单位( satoshi )。相反,在NFT集合中,每个资产都有不同的价值,这源于每个NFT的独特特征。此外,NFT不能被分割。因此,这类资产易于识别并在区块链上可追溯。

2021年,NFT人气达到顶峰,出现了许多由算法随机生成图像的集合,如Bored Apes(BAYC)。然而,这只是该技术所能实现的冰山一角。目前,家乐福集团使用NFT来追踪某些食品,一些正在开发的解决方案旨在创建基于NFT的用户数字身份的去中心化社交网络。同样,一些票务公司使用NFT来打击门票假冒。

真实世界资产(RWA)的代币化

RWA(Real-World Assets)是指通过代币化过程记录在区块链上的物理和数字资产。这一创新不仅促进了不同方之间产权交换的便利性,还打开了需要大量资本的金融市场的大门,如房地产和奢侈品行业。

RWA通过以太坊区块链上的代币(包括加密货币和NFT)得以实现。通过创建代表分割资产的代币,降低了投资者的入门成本。例如,RealT公司允许客户通过房地产代币化进行投资。它将一处房产分成数千个单位,任何投资者都可以通过其平台购买。

通过增加投资者数量并降低金融资产的入门价格,RWA提高了市场流动性。因此,更容易获取和交易传统世界中流动性较差的资产。这可以应用于房地产、大宗商品、公司股票,以及奢侈品、政府债券等。

机构参与者对RWA越来越感兴趣。早在2019年,法国兴业银行就在以太坊区块链上代币化了1亿欧元的债券。自2021年以来,这一现象加速发展:在以太坊上持有RWA的地址数量在2021年至2023年间增长了10倍。

游戏与元宇宙(Metaverse)

借助以太坊上的加密货币和NFT技术,视频游戏行业即将进入一个新时代。目前,许多玩家面临一个困境:在游戏中购买的物品很难甚至不可能转售。

想想Fortnite的皮肤、EA Sports FC(原FIFA)中的足球运动员,或是Overwatch中购买的物品……在这些游戏中,购买数字物品很常见,但几乎不可能在不同游戏之间进行物品交换。

通过将NFT技术应用于这些数字物品,视频游戏玩家可以通过第三方平台快速买卖他们的物品。这形成了一个二级市场,玩家可以在不同游戏之间进行物品交换。

想象一个NFT集成到顶级视频游戏中的世界:一个玩家不再玩Fortnite,但发现了Overwatch并对其产生热情。在这种情况下,该玩家将能够出售他在Fortnite中拥有的物品,并用获得的加密货币购买Overwatch的新物品。

在元宇宙领域(与游戏世界的界限有时模糊),NFT是这些数字世界的主要组成部分。从虚拟土地到头像,再到物品和名称,Web3用户之间的一切都可以买卖。

DAO:Web3社区的基石

由于去中心化的概念在区块链领域至关重要,部署在以太坊上的各种应用迅速采用这一概念来创建去中心化自治组织(DAO)形式的社区。

要加入这些社区,通常需要持有特定的加密货币或NFT。例如,要参与Cryptoast的DAO,必须持有其NFT之一。同样,在名为Uniswap的DEX上,参与其DAO需要UNI代币(其自身的加密货币)。

DAO的成员可以通过向开发者提出建议并对其进行投票,来影响应用程序的发展方向。然而,DAO并不局限于Web3的项目和公司。一些公司可以销售限量版NFT,以建立社区并向其最大客户提供独家福利。

应用与区块链之间的互操作性

最后,以太坊的目标之一是打破阻碍不同公司之间交流的壁垒。在游戏案例中,我们看到游戏产业可能会被打破壁垒,但这并不是唯一受影响的行业。

目前,社交媒体领域由互不通信的不同平台组成。未来,借助以太坊区块链的底层技术,将有可能使用一个账户登录多个不同的社交媒体。

更进一步,当用户关注某人时,可以一键在所有社交媒体上关注该人。同时,这些Web3社交媒体为内容创作者提供了新的盈利机会。然而,互操作性并不止于dApp:这一现象也适用于区块链。

通过以太坊虚拟机(EVM),通常被认为是以太坊的大脑,多个区块链可以通过使用相同的技术标准变得兼容。这意味着与EVM兼容的区块链可以为其用户提供以太坊上已有的应用程序。

以BNB Chain为例,它是世界上使用最广泛的区块链之一。通过EVM兼容,该区块链能够在其网络上部署以太坊生态系统中已有的应用程序。在以太坊上编码应用程序的开发人员可以保证,由于与这些EVM兼容区块链的互连,他们的项目将对Web3产生重大影响。

常见问题

什么是以太坊?

以太坊是一个开源的、去中心化的区块链平台,允许开发者构建和部署智能合约和去中心化应用程序(dApps)。它是全球市值第二大的加密货币网络,其原生代币称为ETH(以太币)。

以太坊如何运作?

以太坊通过全球分布式节点网络运作。交易和智能合约执行由节点验证,并通过共识机制(现在是权益证明PoS)记录到区块链上。用户需要支付少量ETH作为交易费用(Gas费)来使用网络。

智能合约是什么?

智能合约是自动执行的计算机程序,当预设条件满足时,会自动执行合约条款。它们运行在区块链上,确保了透明、防篡改和去中心化的执行,无需第三方中介。

什么是以太币(ETH)?

以太币(ETH)是以太坊区块链的原生加密货币。它用于支付交易费用、计算服务(Gas费)以及作为价值存储和交换媒介。用户需要ETH来与以太坊上的dApps和智能合约交互。

以太坊与比特币有何不同?

虽然两者都是区块链和加密货币,但主要区别在于目的和功能。比特币主要作为点对点电子现金系统和价值存储,而以太坊则是一个可编程的区块链平台,专注于运行智能合约和构建去中心化应用。

什么是以太坊2.0?

以太坊2.0(Eth2)是以太坊的重大升级,旨在提高网络的可扩展性、安全性和可持续性。最重要的变化是从工作量证明(PoW)共识机制转向权益证明(PoS),这大大降低了能源消耗。

如何购买和存储ETH?

ETH可以在大多数加密货币交易所(如Binance、Coinbase、OKX等)购买。购买后,可以将ETH存储在交易所账户中,或转移到更安全的自我托管钱包中,如硬件钱包(Ledger、Trezor)或软件钱包(MetaMask)。

什么是以太坊Gas费?

Gas费是以太坊网络上执行交易或智能合约所需支付的计算费用。费用金额取决于网络拥塞程度和计算的复杂性。Gas费以ETH支付,奖励给验证交易的网络参与者。

什么是以太坊虚拟机(EVM)?

以太坊虚拟机(EVM)是以太坊网络的核心组件,它是一个图灵完备的虚拟机,允许在任何以太坊节点上执行代码。EVM使所有以太坊节点能够就智能合约执行达成共识,确保网络的去中心化和安全性。

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