什麼是以太坊？完整指南 – 第 1 部分（2024 年更新）

這是我們龐大的以太坊指南，於2018 年首次發布，最後一次完整更新於2024 年完成。 。以太坊經歷了重大轉變，使得本指南的徹底更新時機成熟。

在過去的幾年裡，以太坊發生了重大變化，包括 具有里程碑意義的 2022 年合併 2023年上海昇級 解鎖了質押的 ETH，並實施 帳戶抽象 (EIP-4337) 。我們也正在密切關注計劃於今年稍後推出的 EIP-4844 Proto-danksharding 升級，該升級有望進一步增強以太坊的可擴展性。此外，我們的 第 2 層文章 深入研究下一代以太坊擴展網絡，為以太坊實現其作為世界電腦的願景鋪平道路。

在本指南中，我們將重新審視基礎知識，從 ETH 的創建到著名區塊鏈專案的潛在未來。本指南純粹是教育性的。因此，如果您想了解更多有關以太坊以及它如何徹底改變加密貨幣領域的信息，請繼續閱讀。

介紹

就市值而言，以太幣目前已牢固確立為僅次於比特幣的第二大數位資產，後者在加密貨幣領域佔據主導地位（2024 年 5 月市值超過 2.54T 美元）。截至 2024 年 5 月， 以太坊 位居第二，市佔率超過 4,569.4 億美元，比第二位競爭對手幣安幣 (BNB) 多出 3,000 億美元以上。

但以太坊的價值必須不僅僅以美元來衡量。這是一個革命性的虛擬資產網絡，改變了我們看待加密貨幣的方式以及它們在「智慧合約」等創新方面的作用，這無疑證明了區塊鏈的用例遠遠超出了支付範圍。

多年來，諸如 去中心化金融（DeFi） 和 不可替代代幣（NFT） 只不過是理想主義的概念。今天，您可以透過基於以太坊的去中心化平台（例如 Uniswap 交換， 阿夫 借貸網絡，以及 開放海 數位藝術市場等等。這些技術為平台的工作方式帶來了範式轉變，規則由每個人平等決定和執行，不再需要中間人或監督者。

此外，大量以太坊遊戲的興起，例如 軸無限， 我的加密英雄， ChainGuardians等不僅為人們帶來娛樂，也賦予人們權力 賺取維持生計的收入 儘管在大流行中失去了工作。

人們甚至可以說，以太坊使區塊鏈技術比比特幣更進一步，因為該行業的大多數創新要么來自以太坊的開發，要么是使用其工具集構建的。

儘管競爭對手智慧合約區塊鏈 Polkadot、幣安智能鍊和 Solana 崛起，但以太坊的市場份額仍然是它們總和的三倍。

然而，存在一個主要的流量瓶頸，導致交易成本高昂，而以太坊眾所周知的升級延遲又加劇了這一瓶頸，但至少我們現在擁有一個有效的全球計算網絡，允許任何人在其上構建不可阻擋的程式.沒有太多人了解現在每個人都可以透過這個智慧合約平台獲得的力量。

然後就是 倫敦福克 由於新的挖礦計畫會消耗交易費用，這使得以太坊變得更加稀缺，這可能會使以太坊在未來出現通貨緊縮。

1.什麼是以太坊？

以太坊是一個開源、公共、去中心化的運算平台和作業系統，存在於 區塊鏈 支援智慧合約功能和去中心化應用程式（DApp）的部署。自誕生以來，以太坊已發展成為加密產業大多數最具創新性的新領域和用例的生態系統和誕生地，其中包括去中心化金融（DeFi）和不可替代代幣（NFT）。
其原生數位資產以太幣（ETH）是全球市值第二大的加密貨幣，由前比特幣雜誌聯合創始人創建， Vitalik Buterin ，英國程式設計師， Gavin Wood於 2013 年發布，最終於 2015 年 7 月發布。

如果上面對以太坊的描述沒有引起任何共鳴，那麼另一個流行的比較是圖靈完整的開源“世界計算機”，允許任何人在其上運行不可阻擋的應用程式。但是，您可能想知道，為什麼世界需要這樣的系統？我們大多數人家裡已經擁有自己的個人電腦和行動電腦。

讓我們探索一個現實世界的場景：

約翰是美國的平權運動家，他希望在網路上行使言論自由權。不幸的是，由於他討論的話題的性質和敏感性，他擔心可能會失去 Facebook 和 Twitter 帳戶。

社群媒體平台對使用者帳號幾乎擁有絕對的控制權，並且可以根據自己的需求對其進行監管。約翰意識到他的工作太重要了，不能受到這些大型科技公司的擺佈，這些公司可以隨時禁止他的帳戶並刪除他所建立的一切。

然後他決定註冊一個新的以太坊為基礎的社群媒體平台， Sapien ，並開始在那裡創建內容。當 Facebook 和 Twitter 限制他的帳戶或完全禁止他的那一天到來時，他已經擁有了一個不可阻擋的備份平台。問題解決了！

以太坊不僅可以讓你規避公司的限制，還可以規避獨裁政府的限制。這使得它成為一個非常有價值的工具，不僅可以用於建立複雜的應用程序，而且還可以實現個人自由。

Vitalik Buterin 2019年北以太坊大會

什麼是 ERC-20 代幣？

正如我們一直在討論整篇文章一樣，以太坊的力量和吸引力的關鍵在於它的創建、支援和以太坊網路上智慧合約的多樣性。

那麼，當開發人員想要在以太坊網路上啟動專案和代幣時會發生什麼？
您會收到以太坊評論請求，也稱為 ERC-20 令牌。

ERC-20 是以太坊代幣技術標準，指導智慧合約及其在以太坊生態系統中的功能。 ERC-20 標準的存在是為了確保以太坊區塊鏈上專案的性能和安全性的可預測性。畢竟，考慮到基於區塊鏈構建的大量應用程序，出於穩定性目的，保持某種一致性非常重要。簡而言之，ERC-20 的存在是為了讓新的應用程式和專案可以與以太坊平台上的現有專案協調一致地工作。

在經歷了可怕的 2018 年之後，加密貨幣投資者的價值超過 17 億美元被盜或被騙， 許多分析師指責 以太坊簡單的 ERC-20 代幣啟動能力成為 ICO 詐騙的滋生地，這些詐騙旨在盲目搶劫公眾或充當洗錢和恐怖主義融資工具。

2018 年 1 月，以太坊區塊鏈上有超過 21,000 個 ERC-20 代幣合約，其中包括 EOS、Qash、OmiseGO、Basic Attention Token 等著名項目。

根據 Etherscan 的數據，截至 2021 年初，已有 829 個 ERC-20 代幣項目和超過 35 萬個代幣合約。 2021 年 9 月，該數字超過 450,000份代幣合約！

看看這個 Etherscan 上的綜合清單。

CoolWallet 儲存提示：避免在線上儲存任何交易所、錢包或其他加密貨幣密碼。相反，請將您的密碼和恢復種子寫在一張紙上，製作副本，並將其安全地存放在家中或銀行。

什麼是智能合約？

進一步細分，以太坊的智能合約可以被認為是一台自動販賣機，用戶不用尋找律師、公證員或轉錄員，而是用他們的加密貨幣（代幣）來換取起草的合約、託管交易或其他交易功能。

基於不同的電腦語言，Solidity、Serpent、LLL、Mutan 等，智能合約是包羅萬象的計算機協議，不僅定義了管理交易的參數和懲罰，還自動執行它們，最終消除了“ 停機時間、審查制度” 、欺詐或第三方介入。

以太坊的智慧合約是透過程式語言Solidity和Vyper開發的，但即將推出的以太坊 WebAssembly（eWASM） 將允許開發人員使用 C++、Rust 和 Javascript 等傳統語言建立以太坊智能合約。

什麼是去中心化應用程式（DApp）？

去中心化應用程式通常稱為 DApp，基於以太坊平台及其智能合約，在點對點網路上運行，具有四個關鍵特徵：

• 開源且自主控制，
• 使用區塊鏈儲存數據，
• 使用加密令牌來儲存價值，以及
• 透過加密演算法產生這樣的令牌。

去中心化應用程式與標準應用程式的區別在於其後端伺服器的基礎設施，省略了Rails 或Django 等程式語言的使用，轉而採用區塊鏈技術——消除集中式託管服務，並將權力和自主權重新交給使用者。

截至2023年10月，以太坊區塊鏈上有數萬個DApp，包括但不限於以下DApp：

• 遊戲，
• 收藏品平台，
• 數位簽名，
• 智慧鎖，
• 對受版權保護的作品進行數位專有權利管理，
• 預測市場，
• 眾籌平台，
• 匯款，
• 線上賭場及賭博，
• 電動及清潔能源車充電、
• 安全身份系統，例如 KYC 控制。

以太坊虛擬機器（EVM）

推動以太坊的安全性和程式碼執行的是 以太坊虛擬機器（“EVM”） – 處理計算及其內部狀態的協定。

EVM 是一項關鍵創新，將以太坊與其功能狹隘的老大哥比特幣區分開來，比特幣的構建只考慮了一個功能——充當貨幣。

然而，EVM 的設計目的是充當基於以太坊的智能合約的運行時環境，允許任何用戶或開發人員透過 Solidity 語言創建應用程序，而最終，

• 自動化交易流程，
• 執行具體動作，
• 防止拒絕服務 (DoS) 攻擊，以及
• 確保網路通訊不間斷。

EVM 的 整個網路的計算分佈 「賦予以太坊極高的容錯能力，確保零停機時間，並使儲存在區塊鏈上的資料永遠不可更改且不受審查」。

簡單來說，EVM 可以被視為一個有利於建立更大、更好、更強大的智慧合約的巨大環境。 EVM 無需為每個新項目創建原始區塊鏈，而是允許應用程式和用戶在先前奠定的基礎之上在一個位置進行構建。

不幸的是，它存在一些現實限制，這就是以太坊基金會正在開發其繼任者以太坊 WebAssembly (eWASM) 的原因，該版本定於 2022 年某個時候發布。

以太幣 (ETH) 和挖礦

在了解以太坊時，區分以太坊區塊鏈和其運行的基本加密貨幣 – 以太幣（縮寫為「ETH」）非常重要。

以太不是技術，而是支付計算成本的代幣—— 也稱為氣體 – 和交易費用。它是維持汽車運轉的燃料。

每當用戶想要執行智慧合約或將以太幣發送給網路上的另一個用戶時，都需要對此進行確認和記錄——該任務不是由中心化伺服器或公司本身執行，而是由數千個（並且不斷成長的）執行。

作為透過PoW（也稱為挖礦）驗證和處理交易的獎勵，用戶（通常稱為礦工）將獲得以太幣(ETH) 獎勵，因為他們的計算資源不僅解決了複雜的演算法問題，而且還有助於維護網路的安全性、完整性和有效性。

簡而言之，您要執行的計算命令越複雜，您需要支付的天然氣（以太幣）就越多。

再次強調，重要的是要明白，在購買以太坊時，您實際上並不是在購買“以太坊”，而是在購買“以太幣”——為網路上的交易提供動力的代幣。

不幸的是，ETH 挖礦從未像 Vitalik 那樣持續那麼久 提議以太坊從 PoW 過渡 到 股權證明 (PoS) 由於 PoW 消耗大量的能源和資源，以及它的 缺乏基礎層 擴展解決方案。

以太坊具有與比特幣類似的動態挖礦難度方案，因為兩個區塊鏈都使用 PoW。但與比特幣的難度僅根據網路中的挖礦能力進行調整不同，以太坊的挖礦難度會不斷增加，直到最終無利可圖，這將迫使礦工轉向質押，從而使挖礦變得過時。

然而，一個新的 執行 最近推出了被稱為「難度定時炸彈延遲」的措施，以修正挖礦難度的增加，這將使挖礦至少持續到 2022 年以太坊 1.x 和 2.0 合併為止。

第二層解決方案（第 2 層和鏈下擴展）

第 2 層 (L2) 是一個概念，描述了旨在透過處理主網（第 1 層）之外的交易來擴展區塊鏈容量的各種解決方案，同時仍利用其去中心化安全系統。隨著以太坊的日益普及，其當前的第一層正在成為瓶頸，導致交易延遲和費用上漲。一系列新的第 2 層鏈，例如 optimistic 和 ZK rollups，例如 仲裁, 樂觀， 利內亞 和 零克同步 在以太坊 2.0 全面啟動之前，這有助於緩解這些問題，但這並不是萬能的擴展解決方案。

有一些第二層解決方案已經投入使用，例如最近推出的 Optimism 已部署 它是通往以太坊網路的橋樑。另一個正在蓬勃發展的 L2 解決方案是 Polygon是一種區塊鏈間擴展協議，擁有自己的原生貨幣 MATIC，擁有超過 400 個基於其構建的項目，包括 The Graph、Poly Network、Terra Virtua 等。

2.什麼是以太坊2.0？

以太坊 2.0，也稱為 Eth2 或 Serenity，是以太坊區塊鏈網路的重大升級。它旨在提高可擴展性、安全性和可持續性，解決當前以太坊網路的一些限制。

以太坊2.0的主要特徵是引入了一種新的共識機制，稱為權益證明（PoS），取代了目前的工作量證明（PoW）系統。 PoS 允許參與者透過鎖定一定數量的以太幣（ETH）作為抵押品來成為驗證者，他們可以用這些抵押品來提議和驗證新的區塊。這一變化減少了能源消耗並提高了交易吞吐量。

以太坊 2.0 的另一個關鍵方面是分片鏈的引入。目前，以太坊網路作為單鏈運行，處理所有交易和智能合約。透過分片鏈，網路將被分成更小的鍊或分片，每個鏈都能夠處理自己的交易和智慧合約。這透過允許同時處理多個事務來增強可擴展性。

以太坊2.0還將引入其他改進，例如eWASM（以太坊WebAssembly），這將提高智慧合約的執行速度和靈活性，以及​​交叉連結以改善分片鍊和以太坊主鏈之間的通訊。

向以太坊 2.0 的過渡正在分多個階段進行。第0階段信標鏈於2020年12月上線，引進了PoS共識機制。第一階段預計將引入分片鏈（從 2023 年第四季的基礎 EIP-4844 Proto-danksharding 升級開始），而第二階段將重點放在分片鏈上啟用智慧合約。

整體而言，以太坊2.0預計將顯著增強以太坊網路的可擴展性和效率，使其能夠處理更大量的交易和應用，同時降低能耗。

信標鏈（2020 年 12 月）

信標鏈向以太坊生態系統引入了權益證明，作為更具可擴展性和可持續性的以太坊的基礎層。最初與以太坊 1.x 一起在雙 PoW-PoS 共識機制中運行，並於 2022 年 9 月 15 日透過合併升級將權益證明正式確定為以太坊的共識機制。

信標鏈的主要功能包括管理驗證器、引入共識邏輯和區塊八卦協議以及監督分片鏈（即將推出的擴展機制）。透過過渡到權益證明，與工作量證明系統相比，以太坊顯著增強了其安全性和去中心化性。質押涉及質押 ETH 來啟動驗證器軟體，它取代了挖礦並促進了更大的參與和安全性。這種轉變也減少了能源消耗，使以太坊更加環保和可擴展。

由於信標鏈引入的權益證明共識機制，分片現在可以安全地進入以太坊生態系統。這為進一步擴展以太坊鋪平了道路，確保其保持安全、去中心化和高效。

以太幣合併（2023 年 4 月）：轉向權益證明

以太坊合併標誌著以太坊區塊鏈的關鍵轉變，將其原始主網與其新的權益證明共識層（信標鏈）合併。這項轉變將以太坊從基於挖礦的工作量證明（PoW）模型轉變為更節能的權益證明（PoS）模型。這一事件消除了對能源密集型挖礦的需求，並使用抵押的 ETH 來確保網路的安全。這是實現以太坊增強可擴展性、安全性和永續性願景的關鍵一步。

從工作量證明到權益證明

此前，以太坊依靠礦工來驗證交易並創建新區塊——這一過程以其高能耗而聞名。 Merge 以 PoS 模型取代了這個模型，其中根據持有和質押的代幣選擇驗證器，承擔交易驗證和區塊創建的角色，從而顯著減少能源使用。

以太坊合併的規劃早在 2017 年就開始了，這使其成為備受期待的升級，旨在解決 PoW 模型固有的可擴展性和能源效率問題。

環保成果

透過合併，以太坊的能源消耗和碳足跡大幅削減了 99.99%，邁向更環保的營運。此舉也在區塊鏈領域樹立了永續的先例。

以太坊合併為進一步增強可擴展性鋪平了道路，使以太坊更快、更能適應不斷增長的用戶需求。這一轉變不僅標誌著能源密集型 PoW 時代的結束，而且開啟了生態友好、高效的區塊鏈運營的新階段，增強了以太坊在區塊鏈社群中的創新地位。

以太坊質押

信標鏈推出後不久，民眾就可以輕鬆進行以太坊質押。使用PoS，交易不是由礦工透過解決數學問題來驗證交易，而是由「抵押者」、「偽造者」或「驗證者」來驗證，他們將硬幣和代幣放入專門的錢包中以驗證交易，並由他們的財富或在網絡中的股份。

驗證者根據他們質押的 ETH 數量獲得獎勵，以激勵社區參與。質押對於以太坊網路的運作至關重要，尤其是在挖礦變得過時之後。最終，PoS 是一種比 PoW 更環保、更便宜的共識機制，使其適合以太坊的大規模採用。

也許您正在考慮自己成為以太坊驗證者。在開始 ETH 2.0 質押之旅之前，有一些 因素 以及您需要考慮的風險。

• 質押您的 ETH 並不是長期承諾。感謝2023 4 月的上海昇級，ETH 質押者現在可以隨時取消質押。
• 您的驗證者節點需要始終在線才能獲得全額獎勵。
• 作弊你會得到 砍了。任何欺騙系統或損害網路利益的行為都會受到削減的懲罰，您將受到費用處罰。請注意，削減的最低金額為 1 ETH。明智的做法是在投注時始終保持最佳行為。
• 可能存在錯誤。以太坊2.0仍然是一個早期項目，因此它必然存在錯誤。作為早期的貢獻者和捐助者，您付出的代價是可能會遇到可能導致削減的錯誤，儘管可能性不大。

如果您在學習所有內容後仍然對 stake 感興趣，那麼請務必這樣做。質押 ETH 2.0 有兩種方法：

1. 自己運行一個完整的節點（如果你有很多閒錢）
2. 加入質押池。例如，您可以 透過 CoolWallet 質押您的 ETH 並賺取質押獎勵。 CoolWallet Pro、S 和 HOT 支援 ETH 質押功能。

運行以太坊全節點

如果您有能力，運行完整的以太坊節點是推薦的質押方法，因為它使您能夠私下且無需信任地參與網路的運營，同時提高其去中心化水平。獨立節點越多，以太坊就越去中心化。

就設備成本而言，以太坊質押的要求遠低於比特幣挖礦。然而，運行完整節點的最低 32 個 ETH 的成本以今天的價格略高於 10 萬美元，這超出了普通人的承受能力。

以下是 要求 運行以太坊完整節點並進行質押：

• 至少 32 ETH
• 主網軟體用戶端
• 一個普通的計算設備
• 約 500GB SSD 存儲
• 穩定的 24/7 無上限網路連線至少為 900MB/小時，並且可能會增加。

如果您選擇運行完整節點，則需要對其進行設置，這可能會很麻煩，尤其是對於非技術用戶而言。對您來說，重要的是要花時間並嚴格遵循說明，以避免犯下代價高昂的錯誤。另外，請確保您已準備好承擔所需的承諾，因為您可能在一年多的時間內無法收回資金。

如果您是少數有預算通過完整節點質押 ETH 的幸運者之一，請前往 Eth2 啟動板 並按照說明加入不斷發展的以太坊質押社區。

透過以太坊池進行質押

如果您沒有 32 ETH，您仍然可以透過加入礦池來利用僅有的少量 ETH 成為質押者。事實上，如果您確實以這種方式進行質押，您將擺脫設定和管理完整節點的負擔。大多數質押公司都會為您做這一切。

然而，沒有什麼是免費的，因此您可能需要支付驗證器節點的維護費用，這可能會消耗您的部分收入。

請注意，外包驗證器節點意味著您將無法完全控制驗證器節點，更不用說存取私鑰了。

質押池以其自身的方式有價值，因為它們使平均收入的個人能夠參與質押社區。不幸的是，池中的質押者過多而不是單一節點運行者可能會損害網路的去中心化。但如果你別無選擇，你可以 透過 CoolWallet 質押您的 ETH 並賺取質押獎勵。 CoolWallet Pro、S 和 HOT 支援 ETH 質押功能。

分片鏈

分片是以太坊擴展的聖杯，它將使網路從每秒約 15 筆交易 (tps) 增加到超過 100,000 tps，遠遠超過 Visa 的理論 50,000 tps。如果實現的話，這將是對所有以太坊用戶祈禱的答案，因為從發送付款到流動性挖礦、到鑄造 NFT、到貸款的所有 ETH 交易方式都將比現在便宜得多。

分片 是將以太坊網路分割為稱為分片的分區的過程，這將消除網路擁塞並提高交易容量和速度。以太坊網路將分為 64 個並行運作且互通順暢的分區。

分片鏈預計於 2022 年夏季實施，但是，它們在一段時間內不會完全發揮作用，因此不要指望發布後立即達到 10 萬 tps。但是，到那時，當與第二層擴展解決方案結合使用時，它們應該能夠提供顯著的交易速度和容量改進。

以太坊 WebAssembly (eWASM)

以太坊 WebAssembly (eWASM) 是一種全新改進的虛擬機，與目前的 EVM 模型相比，它具有多個關鍵優勢。

• 它增加了對 C++、Go、Rust 等常見程式語言的支持，從而消除了使用 Solidity 建立智慧合約的需要，並向全球 2,690 萬非區塊鏈開發者開放了以太坊。
• 它改進了以太坊的運行時環境，使其能夠在現代瀏覽器上運行。
• eWASM 是一個超高性能係統，這得益於它對任何機器級程式碼設計的高度適應性。
• 它與大多數現代硬體設計兼容。
• 它的執行速度與大多數中心化平台一樣快。

最初的 EVM 將正確性置於效率之上，許多開發人員認為這不適合實際情況。另一方面，eWASM 升級有利於效率和速度，並且是為運行實際應用程式而建構的。

請繼續關注第二部分，我們將更深入研究以太坊的歷史，探討以太坊和比特幣之間的差異，並討論以太坊的優點和缺點。