区块链作业2——以太坊系统设计思路

区块链二次作业 比特币和以太坊系统比较 区块链系统设计观点 参考资料

以太坊的本质是一个基于交易的状态机，其目的是基于脚本、山寨币和链上元协议的概念进行整合和改进，让开发者可以创建任何基于共识的、可扩展的、标准化的，并且功能齐全，易于开发和协作应用下列哪个不是比特币的核心机制，以太坊状态下有数百万笔交易，这些交易被打包成一个区块下列哪个不是比特币的核心机制，这些交易被分组到区块中。 一个区块包含一系列交易，每个区块都与它之前的区块连接在一起。 在区块链的基础上，加入智能合约，创建以太坊。

为了使交易被视为有效，它必须经过挖矿验证过程。 以太坊网络上的任何矿工都可以尝试创建和验证区块。 如果一个区块被认为是有效的并且最快完成验证，它将被添加到主链中。 要将区块添加到链中，矿工必须比其他竞争对手更快地证明它。通过让矿工提供数学证明来验证每个区块的过程称为工作量证明

主链是以太坊网络中最长的链。 如果多个矿工同时打包一个区块，区块在网络中传播需要一定的时间，难免会产生多条路径，也就是所谓的分叉。

为了防止产生多条链，以太坊使用了GHOST协议，即选择一条完成最多计算的路径。 区块号越大，路径越长，说明挖矿消耗的算力越多

以太坊系统的设计思想架构

以太坊的架构设计可以简单分为三层，协议层、接口层和应用层。协议层又可以分为网络层和存储层

帐户

以太坊账户分为外部账户和合约账户。 外部账户由私钥控制，合约账户由合约代码控制。 以太坊区块链上发生的任何操作都是由外部控制账户中的交易引起的

Merkle patricia 树 gas 和费用

交易费用需要考虑账户的很多方面，包括宽带费用、存储费用和计算费用。 尤其重要的是，以太坊编程语言是图灵完备的，因此交易使用任意数量的带宽、存储和计算成本。 这可能会导致成本计算过程中突然断电，计算被迫暂停。

另请参阅 Ethereum Gas and Payments 以获得更详细的解释

日志

以太坊允许日志跟踪各种交易和消息。 合约还可以通过定义需要记录的事件来显式生成日志。 日志存储在布隆过滤器中，高效存储海量日志数据。

虚拟机 EVM 比特币和以太坊系统比较

比特币作为一种全球去中心化的金融系统，是一种具有数字价值存储能力的支付交换媒介； 以太坊被设计为一个平台，可以使用自己的货币工具促进点对点合同和应用程序。

对于采矿的工作方式。 比特币和以太坊在验证添加到账本中的信息有效性的方式上有所不同，因为每种数字资产都有自己独特的共识算法。比特币挖矿基于工作量证明 (PoW) 算法，而以太坊挖矿基于工作量证明股权 (PoS) 算法

关于两者的供应上限方面：比特币的固定供应量为 2100 万比特币，这是一种通缩货币。 目前，以太坊的流通供应量略高于 1.07 亿个 ETH，以太坊代币的供应量没有上限，这也可能受到通胀趋势的影响。

区块链系统设计展望

区块链是比特币的核心机制。 区块链可以看作是一个公共账本，其中所有已提交的交易都存储在一个区块链中。这条链会随着新区块的加入而不断增长，区块链技术具有去中心化、持久化、匿名性和可审计性等特点。 区块链使得支付无需任何银行或中介结构就可以完成，这也使得区块链技术不仅成为互联网交互系统中最有前途的技术之一，而且在经济、金融和社会系统中有着广泛的应用场景，如如：区块链电子发票、商品溯源、公益项目、保险行业、医疗数据管理、区块链征信联盟、供应链金融数字政府等。

但是，区块链仍然面临着制约发展的各种问题和障碍。 基于PoW公式流程的区块链主要面临51%攻击问题。 区块链数据； 区块链隐私保护也存在一定的安全隐患。 区块链系统中的每个节点都不是完全匿名的，而是通过地址表示实现数据传输，虽然与现实世界的身份无关。 但是，仍然存在瞄准和识别的潜在风险。

第二个问题是块扩展的问题。 面对区块链技术的发展，目前要想从第一个区块到当前区块完全同步，需要巨大的存储空间，其次是交易效率和时间问题。 比特币区块链目前每秒可以处理7笔交易，这限制了区块链在大部分金融系统中高频交易场景的应用，区块链交易确认时间普遍比较长。

第三个问题是资源问题。 PoW 共识高度依赖区块链节点贡献的算力。 主要用于解决SHA256哈希和随机数搜索，不会有其他额外的社会价值。 它还浪费了巨大的电力资源，使其逐渐成为高耗能行业。

综上所述，随着以比特币为代表的数字加密货币的兴起，区块链技术逐渐成为热门话题。 区块链技术的去中心化、不可篡改和可编程性，使得区块链技术在金融领域得到广泛应用。 、加密货币、商业、医疗等社会系统具有广阔的应用前景，有效解决区块链面临的挑战和问题，完善区块链的基础理论，持续跟进相关技术研究，使区块链技术不断发展进步与发展

参考

以太坊设计原则参考

以太坊白皮书

非常友好的以太坊介绍

比特币和以太坊比较