第二代区块链技术——以太坊的生存之路

以太坊的建设背景和历史

比特币开创了去中心化加密货币的先河。 经过近五年的技术沉淀，也充分验证了区块链的可行性和安全性； 在去中心化领域，比特币网络的建立和运行也验证了其可行性。

然而，比特币并不完美，它的缺点也非常明显。 正如我们之前所说，比特币的总量是稀缺的，比特币网络中只能存在比特币。 比特币在现实中并不能解决很多问题。 因此，比特币网络只有比特币，比特币只存在于比特币自己的世界。

2013年底，俄罗斯程序员Vitalik Buterin受到比特币的启发，提出了以太坊的概念。 以太坊建设的目的是为了解决比特币可扩展性不足的问题，以太币的数量是无限的。 智能合约的概念至今仍在使用。 仍然被广泛使用。

举个简单的例子：比特币就像孤军奋战，第二个比特币网络没有办法与比特币网络共存； 但以太坊不同，它是在一个平台上，通过自定义符号来区分网络，这样就可以在区块链平台上创建多个实例，就像邮票模板一样，可以自己设置邮票的大小和形状，并且大家可以根据印章的要求来设置自己想要的印章。 从这个角度来看，以太坊更像是一群人在战斗，每个人都有不同的外表和能力。

以太坊这个特性的意义是非常深远的。 比如以太坊，各个业务单位可以在以太坊上建立自己的虚拟货币（自己命名，自己设定总量，自己管理发行量），也是基于区块链技术，但是这里的概念时间已经可以支持更高级的需求。

从2014年7月24日开始，以太坊进行了为期42天的以太币预售。

2015 年 7 月，以太坊发布了初始试用版。 此时的以太坊只有一个命令行界面，开发者可以在上面开发智能合约和去中心化应用程序（Dapps）。

2016年3月14日，以太坊发布了图形化界面的钱包，易用性有了很大的提升。

2016年初，由于虚拟货币的普及，市场需求不断增加。 许多国内外企业在区块链技术落地之前就开始发行货币，以便及时跟进区块链热潮，因此他们愿意使用以太坊作为代币发行平台，以太坊在2016年得到了市场的高度认可，它的价格开始飙升。

因此，以太坊被认定为“第二代区块链技术”。

2017年10月16日，以太坊完成拜占庭硬分叉，以太坊虚拟机加入EVM指令，方便开发者编写智能合约。 同时，以太坊的区块奖励从 5ETH 减少到 3ETH（奖励减半）。

以太坊的特点

以太坊有两个特点：智能合约和以太坊虚拟机。

智能合约可以理解为分散在区块链上的应用。 智能合约具有安全性高、数字历史记录完整、可审计、去信任、不可拦截等特点。 因此，只要开发出智能合约，应用的运行就会由区块链网络承载。

以太坊作为数据交互的燃料，也是为了促进以太坊网络的稳定（促使矿工保持网络稳定运行）。

为了避免垃圾应用程序（智能合约）的产生，在以太坊网络上建立和运行智能合约需要支付一定数量的以太币作为合约费用。

以太坊虚拟机可以理解为一个开发环境，就像Java虚拟机一样，封装了很多功能。 因此，在以太坊网络上开发程序，不需要下载整个BTC代码并了解其代码，再进行二次改进和开发。 其封装的函数在Ethereum Virtual中开发时可以直接调用以太坊下次减半时间，大大简化了开发流程。

以太坊技术电路

从设计之初，以太坊就设定了四个阶段的计划：

边境

在这个阶段，以太坊是早期发行的。 在这个阶段，以太坊以 POW 模式进行挖矿和运营。 在此期间，开发者可以在其上开发智能合约和去中心化应用程序（Dapps）。 这个阶段从2015年7月开始，发布的命令行实验版是开始。

家园

在这个阶段，以太坊仍然以100% POW挖矿模式运行，但是在这个阶段增加了一个额外的难度系数，难度系数会呈指数增长，这就是以太坊网络的难度炸弹（Difficulty Bomb）。

之所以加入难度炸弹，是因为POS模式挖矿的门槛太低，一次性从POW转POS模式会引起矿工抵制，可能导致以太坊分叉成两个链网，所以难度炸弹的出现，就是为了缓和这个过程，给矿工一个平稳的过渡。

这里需要普及一下什么是POW和POS模式：

POW：即算力挖矿。 矿工通过计算实现多劳多得，不劳而获。

POS：投入挖矿，矿工拥有更多的资产可以得到更多，不拥有就得不到（类似于分红）。

因此，在POW时期，矿工可能会购买大量的硬件作为支付，但在特殊的POS时期，这些硬件将毫无用处，因此必然会引起对支付公告的不满，这是可以预见的矛盾。

什么是难度炸弹？

难度炸弹是指在计算难度时，在根据出块时间和前一个区块的难度进行调整的基础上，增加一个每10万个区块呈指数增长的难度系数，从而提高挖矿难度。

这个阶段与2016年3月发布的以太坊钱包同时进入，这也是以太坊网络的第一个稳定版本，即以太坊1.0版本。 现阶段，以太坊得到广泛认可，矿工数量不断增加，既令人兴奋又令人担忧。 这是令人兴奋的，因为以太坊获得了更多的共识。 担心的是，矿工过多会影响以太坊从 POW 模式向 POS 模式的转变。 在POS模式下，以太坊网络将不再需要挖矿矿工。 .

都会

大都会阶段分为拜占庭（Byzantium）和君士坦丁堡（Constantinople）两部分。

拜占庭

2017 年 10 月 16 日以太坊网络硬分叉完成后，正式进入拜占庭时期，实施难度炸弹延迟和区块奖励减少。 在此期间，以太坊为开发者提供了一种新的隐私工具——能够在链上高效验证zk-SNARK（零知识证明），同时增加收取可预测gas的能力，增加挖矿难度减少增加的区块奖励（每个区块从 5 ETH 减少到 3 ETH）

君士坦丁堡（君士坦丁堡）

君士坦丁堡时期主要引入POW和POS的混合链模式（两种模式并存），完成从POW到POS模式的转变。 同时，POW 挖矿奖励将减少到每块 2ETH。

2019年2月正式升级进入君士坦丁堡时期，以太坊目前正处于该阶段。

宁静

至此，以太坊完成了从 POW 到 POS 的转变过程。 以太坊网络将完全采用POS模式挖矿，算法改为Casper，解决POW挖矿模式带来的能源浪费。 代币数量将大幅减少，这段时间将是以太坊 2.0 版本的开始。

在此期间，以太坊可能会通过分片和 Plasma 等方式增强网络的可扩展性。

但遗憾的是，以太坊的演变显然没有那么顺利。 由于种种原因，从2018年6月开始，以太坊被“彻底改写”。之所以会出现这种重大变化，是因为以太坊的进化速度太慢，跟不上Casper和分片的速度，当然，这个改造过程从以往的经验来看，在很多系统中都出现过，所以只有找到比原团队更有能力和经验的团队来执行，才能成功，所以以太坊2.0还没有达到发展和完善的初级阶段，那么这个如何进程会提前未知。

以太坊的优点和缺点

优势：

1、去中心化，以太坊依然保持去中心化的理念，全网记账，账本公开、透明、不可篡改

2、智能合约，以太坊提出智能合约的概念，通过简单的设置就可以发行自己的数字资产。

3.以太坊虚拟机，虚拟机可以看作是一个开发环境。 以太坊平台封装了区块链底层技术，让区块链开发者在以太坊虚拟机中进行开发，开发者只需关注应用本身的业务需求，而Disorder过于关注区块链的实现，这大大降低了区块链应用的开发难度，也促进了以太坊的生态落地。

4.支持扩展

5.总量不限

6. 第一个被认可的公链

缺点：

1.性能不足，交易速度慢，TPS只有15/S左右

2. 交易手续费高

3、代码安全难以保障以太坊下次减半时间，因为所有的Dapps都需要在以太坊网络上开发，不利于企业代码资产的保护。