以太坊(Ethereum)是一个去中心化、开源和分布式计算平台,它允许用户创建智能合约和去中心化应用程序(DApp),以下是对以太坊系统的详细解释:

一、基本概述

定义:以太坊是一个保存数字交易永久记录的公共数据库,这个数据库不需要任何***权威机构来维持和保护,而是以一个“无信任”的交易系统来运行,允许个体在不需要信任任何第三方或对方的情况下进行点对点交易。

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别称:有时也被称为“世界计算机”,代表它是一个开源的、全球分布的计算基础设施。

二、核心特性

智能合约:以太坊强调自己是一个智能合约系统,智能合约是存储在区块链上的程序,由各节点运行,需要运行程序的人支付手续费给节点的矿工或权益人,以太坊平台使开发人员能够构建具有内置经济功能的强大去中心化应用程序。

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去中心化:以太坊旨在创建由一系列分布式节点和以太坊钱包支持的更加去中心化的信息网络,它不是一个控制大量个人数据的中心化中心(或私人公司)。

以太币(ETH):以太坊有一种原生加密货币,称为以太币,ETH具有许多与比特币相同的功能,是纯数字化的,可以立即发送给世界上任何地方的任何人,它是去中心化的,而且稀缺,世界各地的人们都使用ETH进行支付,作为价值储存或抵押品。

三、技术架构

以太坊虚拟机(EVM):EVM是一种基于栈的虚拟机,用于编译和执行智能合约,它是一种图灵完备的编译器,可以执行复杂算法的编码。

P2P网络:以太坊在以太坊主网络上运行,该网络可在TCP端口30303上寻址,并运行一个名为DEVp2p的协议。

交易和区块:以太坊交易是网络消息,包括发送者、接收者、值和数据的有效载荷,区块则包含了一系列链在一起的交易,每个区块都有一个区块头,包含了关于包含在此区块中交易集的信息。

共识机制:以太坊目前使用工作量证明(PoW)共识机制,但社区正在尝试转向权益证明(PoS)系统,这是一种使用分布式共识来确认交易并保持区块链向前发展的手段。

四、应用场景

支付系统:用于去中心化数字货币交易和价值互换。

去中心化应用:如黄金和股票的数字化应用、金融衍生品应用、数字认证、追踪溯源、游戏等。

代币发行:智能合约可以创造代币供分布式应用程序使用,分布式应用程序的代币化让用户、投资者以及管理者的利益一致,代币也可以用来进行首次代币发行(ICO)。

五、其他重要概念

叔块(Uncle Block):将因为速度较慢而未及时被收入母链的较短区块链并入,以提升交易量。

账户系统和世界状态:以太坊不采用UTXO模型,而是采用了账户模型,分为普通账户和合约账户。

状态通道(State Channels):原理类似比特币的闪雷网络,可提升交易速度、降低区块链的负担,并提高可扩展性,这一功能尚未实现。

以太坊系统是一个功能强大且灵活的去中心化计算平台,它允许用户创建智能合约和去中心化应用程序,并提供了以太币作为原生加密货币进行交易和价值储存。