以太坊區塊鏈結構圖
1. 什麼是以太坊幣
以太坊幣是一種基於區塊鏈技術的加密貨幣，主要在以太坊平台上流通和使用。以下是關於以太坊幣的詳細解釋：
加密貨幣屬性：
以太坊幣是區塊鏈技術的一種應用，具有加密貨幣的特性。
通過加密演算法保證交易的安全性和匿名性，不依賴於傳統銀行或金融機構。
以太坊技術背景：
以太坊是一個智能合約平台和去中心化應用的開發平台。
以太坊幣是該平台上的主要代幣，用於支付交易手續費、參與網路治理等。
功能與用途：
以太坊幣在以太坊區塊鏈生態系統中扮演重要角色，是連接區塊鏈與現實世界的橋梁。
支持各種去中心化應用的運行和交易，用戶可以通過以太坊幣進行轉賬、投資、參與投票等。
其價值隨著市場需求的增加而波動，逐漸成為加密貨幣領域的重要代表之一。
綜上所述，以太坊幣作為一種基於區塊鏈技術的加密貨幣，在以太坊平台上發揮著重要作用，具有廣泛的應用場景和技術背景支持。
2. 以太坊怎麼搭建區塊鏈
以太坊是什麼？隨著區塊鏈技術的創新，一個新的平台誕生了，它就是以太坊。以太坊不像比特幣那樣只是一種加密貨幣，它還存在其它特徵，使其成為了一個巨大的分布式計算機。
那麼，到底什麼是以太坊?
具體來說，以太坊（Ethereum）是一個可編程、可視化、更易用的區塊鏈，它允許任何人編寫智能合約和發行代幣。就像比特幣一樣，以太坊是去中心化的，由全網共同記賬，賬本公開透明且不可竄改。
與比特幣不同的是，以太坊是可編程的區塊鏈，它提供了一套圖靈完備的腳本語言，因此，開發人員可以直接用C語言等高級語言編程，轉換成匯編語言，大大降低了區塊鏈應用的開發難度。
為了更易理解，打個比方，以太坊就像是區塊鏈里的Android，它是一個開發平台，讓我們可以像基於AndroidFramework一樣基於區塊鏈技術寫應用。它上面提供各種模塊讓用戶來搭建應用，如果將搭建應用比作造房子，那麼以太坊就提供了牆面、屋頂、地板等模塊，用戶只需像搭積木一樣把房子搭起來，因此在以太坊上建立應用的成本和速度都大大改善。
事實上，在沒有以太坊之前，寫區塊鏈應用是這樣的：拷貝一份比特幣代碼，然後去改底層代碼如加密演算法，共識機制，網路協議等等（很多山寨幣就是這樣，改改就出來一個新幣）。
至於以太坊如何運作？
與其它區塊鏈一樣，以太坊需要幾千人在自己的計算機上運行一個軟體，為該網路提供動力。網路中的每個節點（計算機）運行一個叫做以太坊虛擬機（EVM）的軟體。如果將以太坊虛擬機想像成一個操作系統，它能理解並執行通過以太坊特定編程語言編寫的軟體，由以太坊虛擬機執行的軟體/應用程序被稱為「智能合約」。
不過，在這台計算機上操作並不是免費的，需要支付該網路自帶的加密貨幣，叫做以太幣（Ether）。以太幣與比特幣大致相同，除了一點，即以太幣可以為在以太坊上執行智能合約而付費。
回到以太坊的發展史，以太坊的概念首次在2013至2014年間由程序員VitalikButerin受比特幣啟發後提出，大意為「下一代加密貨幣與去中心化應用平台」，在2014年通過ICO眾籌開始得以發展。
截至2018年2月，以太幣是市值第二高的加密貨幣，僅次於比特幣。
對於許多程序工程師和投資人而言，2015年7月30號這一天是一個大日子，經過18個月的醞釀期後，以太坊區塊鏈平台終於正式誕生了，當天在位於布魯克林的辦公室上午11:45左右，當以太坊區塊鏈產生第一個創世區塊，隨即有很多狂熱的礦工在後頭想要贏得第一個區塊，也就是以太坊專屬電子貨幣，以太幣的所有權。當時整個辦公室掌聲雷動，那一天天氣很糟糕，紐約一帶下了大雷雨，每個人的智能手機不時傳來嘈雜的洪水警告訊號。
根據該公司網站資料的說明，以太坊是一個去中心化的應用平台，以智能合約為例，設計師可以完全排除死機被監控，被詐騙或者是被第三方橫加干預的可能，跟比特幣一樣，以太坊利用以太幣吸引參加者，建立驗證交易平台的網路架構，維持網路架構的運作，並且以共識決定哪些是真正發生過存在的事件，但是以太坊和比特幣也有所不同，以太坊提供一些功能強大的工具，讓投入開發的人創造出去，具有去中心化的軟體服務，使用范圍可以從線上游戲橫跨到股票交易。
以太坊的構想源自於2013年，當時才19歲的俄裔加拿大人為例，維塔利克布特林，他當時跟比特幣的核心開發者爭論，區塊鏈網路架構需要有更穩固的手稿語言才能發展其他的應用軟體，不過他的想法沒有被採納，促成了他打定主意要開發一套符合自己理念的區塊鏈網路架構共識，這家公司可以說是他跨出的第一步，在以太坊區塊鏈上推出了應用軟體，如果我們把時間往回倒轉幾年，就會發現一個很有趣的對照。
有位大師托瓦茲推出Linux作業系統的舉動，正如布特林推出以太坊一樣如出一轍。共識系統公司的聯合創始人約瑟夫魯賓談到區塊鏈以太坊的興起時表示，我愈發覺得走上街頭去貼海報訴求是很浪費時間的一件事，倒不如一起合作，在這個失衡的社會的經濟體制帶來要比較實際得改變。
跟許多創業者一樣，魯賓提出的願望也很有企圖心，他不只想要創立一家了不起的公司，也想借機克服這個世界上難解的問題。這個公司的應用程序會對十多個其他領域的產業帶來震撼力十足的效果，他們的計劃包括分布式的三重記賬會計體系，針對原本廣受好評，但是後來卻因為集中管控兒而遭受爭議的reddit論壇推出分布式的新版本，自動執行的文件格式進行管理，系統現在叫智能合約，涵蓋商務體育和娛樂領域的預測市場、公開競標的能源市場、足以和蘋果電腦分庭抗禮的一整套可以供大規模協作集體創造，實現無管理階層公司之共同管理機制的商務工具。
以太坊Ethereum由V神（VitalikButerin）在2014年創辦，它是一個區塊鏈底層系統，類似於互聯網的操作系統，基於它開發的DAPP（去中心化應用）類似於基於互聯網操作系統開發的軟體APP。
它的出現主要是彌補比特幣的不足，比特幣只能實現點對點的電子現金交易系統，但是區塊鏈技術在其他場景的應用卻無法實現。如果每用於一個場景，就搭建一個底層基礎系統，再進行開發，太耗時間和精力，成本也很高。為此，以太坊就建了一個底層系統供開發者使用，開發者只需要在其基礎上開發自己的DAPP應用就可以了。去年5月數據顯示，全球就已有200多個以太坊應用。
此外，以太坊也是區塊鏈比較優秀的公鏈之一。不過，它的交易速度太慢令眾多開發者詬病，以太坊開發者正在不斷嘗試研發分片技術對此現象進行改變。
以太坊的本質是一個可編程可視化而且操作簡單的區塊鏈，允許任何人編寫智能合約和發行代幣（這也是為什麼市面上各類空氣幣、傳銷幣如此之多的一個原因之一）。和比特幣一樣，以太坊也是去中心化的，全網共同記錄以太坊的所有情況，而且公開透明不可篡改。
那你想問，以太坊和比特幣的不同之處在哪？通俗地講，你可以把以太坊理解成為能夠編程的區塊鏈，它提供了一套圖靈完備的腳本語言，後續的開發人員可以直接在這個基礎上進行c語言等語言編程，之後轉變成匯編語言，由此降低了區塊鏈的應用的開發難度。就好像安卓系統上，准備好了api和介面，用戶直接開發app就可以這樣的邏輯。從以太坊誕生之初到現在，以太坊上已經誕生了幾百個應用，俄羅斯政府甚至也與以太坊基金會合作。
希望我的回答能夠幫助你！
在基礎層面上，以太坊是基於區塊鏈技術的軟體平台。該平台允許構建和部署分散式應用程序。以太坊里的「以太」是什麼？對Ethereum感興趣的人們經常會問「以太是什麼？」
了解以太是非常重要的，因為它是以太坊功能的基礎。就像所有機器使用某種燃料一樣，區塊鏈也是如此。以太坊使用乙太網，這是一種獨特的代碼，可用作支付運行應用程序或程序的方式。就像老虎機需要硬幣（或者現在的預付卡）來運行硬幣一樣，客戶必須使用乙醚作為付款才能在以太坊運行他們所要求的操作。
大家其他人的答案真的都是太麻煩了
講得太復雜了
以太坊
簡單來說就是這么一個結論：
以太坊等於BTC+智能合約+合同自由+通縮資產+使用價值
這個結論其實不難理解的
官方定義更加詭詐：
開源的有智能合約功能的公共區塊鏈平台。通過其專用加密貨幣以太幣（Ether，又稱「以太幣」）提供去中心化的虛擬機
以太坊簡單來說就是這么一個結論：
以太坊等於BTC+智能合約+合同自由+通縮資產+使用價值
我給大家簡單地來說說吧
首先先來看下面這個視頻：也就是以太坊創始人V神的視頻特別好的解釋
以太坊簡單來說就是這么一個結論：
以太坊等於BTC+智能合約+合同自由+通縮資產+使用價值
官方定義更加詭詐：
以太坊是一個可編程，可視化的區塊鏈平台。其操作功能非常多，計算匯總各類數據等等。
以太坊是區塊鏈技術的一個質的飛躍！就好比http是互聯網底層支撐技術而以太坊就是可以基於以太坊智能合約做各種生態dapp
以太坊是什麼？
以太坊是互聯網新時代的基礎：
內建貨幣與支付。
用戶擁有個人數據主權，且不會被各類應用監聽或竊取數據。
人人都有權使用開放金融系統。
基於中立且開源的基礎架構，不受任何組織或個人控制。
以太坊的創建
以太坊主網於2015年上線，是世界領先的可編程區塊鏈。
和其它區塊鏈一樣，以太坊也擁有原生加密貨幣，叫作Ether(ETH)。ETH是一種數字貨幣，和比特幣有許多相同的功能。它是一種純數字貨幣，可以即時發送給世界上任何地方的任何人。ETH的供應不受任何政府或組織控制，它是去中心化且具稀缺性的。全世界的人們都在使用ETH進行支付，或將其作為價值存儲和抵押品。
但與其它區塊鏈不同的是，以太坊可以做更多的工作。以太坊是可編程的，開發者可以用它來構建不同於以往的應用程序。
以太坊的作用
這些去中心化的應用程序（或稱「dapps」）基於加密貨幣與區塊鏈技術，因而值得信任，也就是說dapps一旦被「上傳」到以太坊，它們將始終按照編好的程序運行。這些應用程序可以控制數字資產，以便創造新的金融應用；同時還是去中心化的，這意味著沒有任何單一實體或個人可以控制它們。
目前，全世界有成千上萬名開發者正在以太坊上構建應用程序、發明新的應用程序，其中有許多現在已經可以使用：
1.加密貨幣錢包：讓你可以使用ETH或其他數字資產進行低成本的即時支付
2.金融應用程序：讓你可以借貸、投資數字資產
3.去中心化市場：讓你可以交易數字資產，甚至就現實世界事件的「預測」進行交易
4.游戲：你可以擁有游戲內的資產，甚至可以由此獲得現實收益以及更多。
以太坊社區
以太坊社區是世界上最大最活躍的區塊鏈社區。它包括核心協議開發者、加密經濟研究員、密碼朋克、挖礦組織、ETH持有者、應用開發者、普通用戶、無政府主義者、財富500強公司。
沒有公司或中心化的組織能夠控制以太坊。一直以來，以太坊由多元化的全球性社區貢獻者來協同進行維護和改善，社區成員耕耘於以太坊的方方面面，從核心協議到應用程序。
以太坊擁堵的元兇找到了，竟然是它！
如何構建區塊鏈服務？區塊鏈服務是指根據公鏈提供的基礎設施開發公鏈應用，並運行應用提供服務。如在以太坊上使用智能合約開發公鏈應用，並在以太坊節點上運行對公眾提供有效服務。在比特幣上，利用比特幣有限的功能，提供一些存證服務。
區塊鏈開發者應當建立有效的渠道，能夠收集當前區塊鏈的不足，並進行針對性的改進，這種過程我們稱之為ImprovementProposals（改進提案）：比特幣隔離見證（由一系列BIP組成）就是一個很好的例子。應用層的開發者利用IP過程可以將在使用過程中發現的問題反饋給開發者，形成一個良性循環。且IP過程不應當僅限在技術領域，而應當深入BusinessLayer。
鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。
如何搭建自己的區塊鏈第一部分:從
到
1
建立自己的區塊鏈
目錄:
1.1
從模仿開始,初識區塊鏈
1.2
區塊鏈的基礎:共識機制剖析
1.3
共識機制的設計原理和設計方法
1.4
如何快速克隆一條區塊鏈
1.5
如何把比特幣變成自己的私鏈–分叉比特幣
1.6
如何把以太坊變成自己的私鏈–分叉以太坊
1.7
如何把
Ripple
變成自己的私鏈–分叉
ripple
1.8
如何把
stellar
變成自己的私鏈–分叉
stellar
1.9
如何搭建一個礦池,並挖出自己的創始區塊
1.10
如何開發自己的區塊鏈錢包(Windows
和
MAC)
1.11
如何開發自己的區塊鏈錢包(Android
和
IOS)
1.12
如何開發一個類似於
blockchain.info
的在線錢包
1.13
如何增加自己的區塊鏈網路的安全性和魯棒性
1.14
如何利用
coind
來處理充值提現業務
1.15
如何利用資金池搭建一個混幣服務
1.16
如何設計一種新的挖礦演算法
一般情況下都是這個流程，但一般人也是非常難以完成的。區塊鏈成熟的項目有以太坊、DECENT、比特幣等等。
以太坊架構是怎麼樣的？以太坊是一個平台，它上面提供各種模塊讓用戶來搭建應用，如果將搭建應用比作造房子，那麼以太坊就提供了牆面、屋頂、地板等模塊，用戶只需像搭積木一樣把房子搭起來，因此在以太坊上建立應用的成本和速度都大大改善。具體來說，以太坊通過一套圖靈完備的腳本語言（EthereumVirtualMachinecode，簡稱EVM語言）來建立應用，它類似於匯編語言，我們知道，直接用匯編語言編程是非常痛苦的，但以太坊里的編程並不需要直接使用EVM語言，而是類似C語言、Python、Lisp等高級語言，再通過編譯器轉成EVM語言很高興能為你提供幫助
3. 以太坊如何挖礦
目前市場上主流的以太坊礦機大多來自比特大陸、嘉楠耘智，不過隨著以太坊價格的下跌，挖礦帶來的利潤已經十分微薄，投資者可以選擇在數字貨幣交易所進行以太坊的交易投資。目前市場上主流的數字貨幣交易所有幣安、火幣網、比特網等。
4. 以太坊區塊鏈大小多少(以太坊區塊高度是多少)
以太坊公鏈區塊高度根據之前的消息，以太坊區塊高度現在調整高度到4730660!以太坊是一個全新開放的區塊鏈平台，它允許任何人在平台中建立和使用通過區塊鏈技術運行的去中心化應用。
就像比特幣一樣，以太坊不受任何人控制，也不歸任何人所有——它是一個開放源代碼項目，由全球范圍內的很多人共同創建。和比特幣協議有所不同的是，以太坊的設計十分靈活，極具適應性。在以太坊平台上創立新的應用十分簡便，隨著Homestead的發布，任何人都可以安全地使用該平台上的應用。
以太坊是可編程的區塊鏈。它並不是給用戶一系列預先設定好的操作，而是允許用戶按照自己的意願創建復雜的操作。這樣一來，它就可以作為多種類型去中心化區塊鏈應用的平台。
以太坊區塊鏈大小
與比特幣網路不同，以太坊不會明確地按內存限制每個區塊的大小，而是通過區塊GasLimit強制規定每個區塊的大小。
以太坊的區塊GasLimit設置有效的限制了一個區塊中可以打包的交易量。GasLimit參數由以太坊礦工集體決定，即通過投票的方式來動態地增加或降低GasLimit數值。
最近的一次投票是2019年下半年，礦工們群體投票同意將以太坊的區塊GasLimit由原來的800萬Gas單位提高至1000萬，使每個區塊相比之前區塊的大小增加了25%左右，這從理論上提高了以太坊網路的TPS。
什麼是區塊鏈擴容?普通用戶能夠運行節點對於區塊鏈的去中心化至關重要
想像一下凌晨兩點多，你接到了一個緊急呼叫，來自世界另一端幫你運行礦池(質押池)的人。從大約14分鍾前開始，你的池子和其他幾個人從鏈中分離了出來，而網路仍然維持著79%的算力。根據你的節點，多數鏈的區塊是無效的。這時出現了余額錯誤：區塊似乎錯誤地將450萬枚額外代幣分配給了一個未知地址。
一小時後，你和其他兩個同樣遭遇意外的小礦池參與者、一些區塊瀏覽器和交易所方在一個聊天室中，看見有人貼出了一條推特的鏈接，開頭寫著「宣布新的鏈上可持續協議開發基金」。
到了早上，相關討論廣泛散布在推特以及一個不審查內容的社區論壇上。但那時450萬枚代幣中的很大一部分已經在鏈上轉換為其他資產，並且進行了數十億美元的defi交易。79％的共識節點，以及所有主要的區塊鏈瀏覽器和輕錢包的端點都遵循了這條新鏈。也許新的開發者基金將為某些開發提供資金，或者也許所有這些都被領先的礦池、交易所及其裙帶所吞並。但是無論結果如何，該基金實際上都成為了既成事實，普通用戶無法反抗。
或許還有這么一部主題電影。或許會由MolochDAO或其他組織進行資助。
這種情形會發生在你的區塊鏈中嗎？你所在區塊鏈社區的精英，包括礦池、區塊瀏覽器和託管節點，可能協調得很好，他們很可能都在同一個telegram頻道和微信群中。如果他們真的想出於利益突然對協議規則進行修改，那麼他們可能具備這種能力。以太坊區塊鏈在十小時內完全解決了共識失敗，如果是只有一個客戶端實現的區塊鏈，並且只需要將代碼更改部署到幾十個節點，那麼可以更快地協調客戶端代碼的更改。能夠抵禦這種社會性協作攻擊的唯一可靠方式是「被動防禦」，而這種力量來自去一個中心化的群體：用戶。
想像一下，如果用戶運行區塊鏈的驗證節點(無論是直接驗證還是其他間接技術)，並自動拒絕違反協議規則的區塊，即使超過90%的礦工或質押者支持這些區塊，故事會如何發展。
如果每個用戶都運行一個驗證節點，那麼攻擊很快就會失敗：有些礦池和交易所會進行分叉，並且在整個過程中看起來很愚蠢。但是即使只有一些用戶運行驗證節點，攻擊者也無法大獲全勝。相反，攻擊會導致混亂，不同用戶會看到不同的區塊鏈版本。最壞情況下，隨之而來的市場恐慌和可能持續的鏈分叉將大幅減少攻擊者的利潤。對如此曠日持久的沖突進行應對的想法本身就可以阻止大多數攻擊。
Hasu關於這一點的看法：
「我們要明確一件事，我們之所以能夠抵禦惡意的協議更改，是因為擁有用戶驗證區塊鏈的文化，而不是因為PoW或PoS。」
假設你的社區有37個節點運行者，以及80000名被動監聽者，對簽名和區塊頭進行檢查，那麼攻擊者就獲勝了。如果每個人都運行節點的話，攻擊者就會失敗。我們不清楚針對協同攻擊的啟動群體免疫的確切閾值是多少，但有一點是絕對清楚的：好的節點越多，惡意的節點就越少，而且我們所需的數量肯定不止於幾百幾千個。
那麼全節點工作的上限是什麼？
為了使得有盡可能多的用戶能夠運行全節點，我們會將注意力集中在普通消費級硬體上。即使能夠輕松購買到專用硬體，這能夠降低一些全節點的門檻，但事實上對可擴展性的提升並不如我們想像的那般。
全節點處理大量交易的能力主要受限於三個方面：
算力：在保證安全的前提下，我們能劃分多少CPU來運行節點？
帶寬：基於當前的網路連接，一個區塊能包含多少位元組？
存儲：我們能要求用戶使用多大的空間來進行存儲？此外，其讀取速度應該達到多少？(即，HDD足夠嗎？還是說我們需要SSD？)
許多使用「簡單」技術對區塊鏈進行大幅擴容的錯誤看法都源自於對這些數字過於樂觀的估計。我們可以依次來討論這三個因素：
算力
錯誤答案：100%的CPU應該用於區塊驗證
正確答案：約5-10%的CPU可以用於區塊驗證
限制之所以這么低的四個主要原因如下：
我們需要一個安全邊界來覆蓋DoS攻擊的可能性(攻擊者利用代碼弱點製造的交易需要比常規交易更長的處理時間)
節點需要在離線之後能夠與區塊鏈同步。如果我掉線一分鍾，那我應該要能夠在幾秒鍾之內完成同步
運行節點不應該很快地耗盡電池，也不應該拖慢其他應用的運行速度
節點也有其他非區塊生產的工作要進行，大多數是驗證以及對p2p網路中輸入的交易和請求做出響應
請注意，直到最近大多數針對「為什麼只需要5-10%？」這一點的解釋都側重於另一個不同的問題：因為PoW出塊時間不定，驗證區塊需要很長時間，會增加同時創建多個區塊的風險。這個問題有很多修復方法，例如BitcoinNG，或使用PoS權益證明。但這些並沒有解決其他四個問題，因此它們並沒有如許多人所料在可擴展性方面獲得巨大進展。
並行性也不是靈丹妙葯。通常，即使是看似單線程區塊鏈的客戶端也已經並行化了：簽名可以由一個線程驗證，而執行由其他線程完成，並且有一個單獨的線程在後台處理交易池邏輯。而且所有線程的使用率越接近100%，運行節點的能源消耗就越多，針對DoS的安全系數就越低。
帶寬
錯誤答案：如果沒2-3秒都產生10MB的區塊，那麼大多數用戶的網路都大於10MB/秒，他們當然都能處理這些區塊
正確答案：或許我們能在每12秒處理1-5MB的區塊，但這依然很難
如今，我們經常聽到關於互聯網連接可以提供多少帶寬的廣為傳播的統計數據：100Mbps甚至1Gbps的數字很常見。但是由於以下幾個原因，宣稱的帶寬與預期實際帶寬之間存在很大差異：
「Mbps」是指「每秒數百萬bits」；一個bit是一個位元組的1/8，因此我們需要將宣稱的bit數除以8以獲得位元組數。
網路運營商，就像其他公司一樣，經常編造謊言。
總是有多個應用使用同一個網路連接，所以節點無法獨占整個帶寬。
P2P網路不可避免地會引入開銷：節點通常最終會多次下載和重新上傳同一個塊(更不用說交易在被打包進區塊之前還要通過mempool進行廣播)。
當Starkware在2019年進行一項實驗時，他們在交易數據gas成本降低後首次發布了500kB的區塊，一些節點實際上無法處理這種大小的區塊。處理大區塊的能力已經並將持續得到改善。但是無論我們做什麼，我們仍然無法獲取以MB/秒為單位的平均帶寬，說服自己我們可以接受1秒的延遲，並且有能力處理那種大小的區塊。
存儲
錯誤答案：10TB
正確答案：512GB
正如大家可能猜到的，這里的主要論點與其他地方相同：理論與實踐之間的差異。理論上，我們可以在亞馬遜上購買8TB固態驅動(確實需要SSD或NVME；HDD對於區塊鏈狀態存儲來說太慢了)。實際上，我用來寫這篇博文的筆記本電腦有512GB，如果你讓人們去購買硬體，許多人就會變得懶惰(或者他們無法負擔800美元的8TBSSD)並使用中心化服務。即使可以將區塊鏈裝到某個存儲設備上，大量活動也可以快速地耗盡磁碟並迫使你購入新磁碟。
一群區塊鏈協議研究員對每個人的磁碟空間進行了調查。我知道樣本量很小，但仍然...
此外，存儲大小決定了新節點能夠上線並開始參與網路所需的時間。現有節點必須存儲的任何數據都是新節點必須下載的數據。這個初始同步時間(和帶寬)也是用戶能夠運行節點的主要障礙。在寫這篇博文時，同步一個新的geth節點花了我大約15個小時。如果以太坊的使用量增加10倍，那麼同步一個新的geth節點將至少需要一周時間，而且更有可能導致節點的互聯網連接受到限制。這在攻擊期間更為重要，當用戶之前未運行節點時對攻擊做出成功響應需要用戶啟用新節點。
交互效應
此外，這三類成本之間存在交互效應。由於資料庫在內部使用樹結構來存儲和檢索數據，因此從資料庫中獲取數據的成本隨著資料庫大小的對數而增加。事實上，因為頂級(或前幾級)可以緩存在RAM中，所以磁碟訪問成本與資料庫大小成正比，是RAM中緩存數據大小的倍數。
不要從字面上理解這個圖，不同的資料庫以不同的方式工作，通常內存中的部分只是一個單獨(但很大)的層(參見leveldb中使用的LSM樹)。但基本原理是一樣的。
例如，如果緩存為4GB，並且我們假設資料庫的每一層比上一層大4倍，那麼以太坊當前的~64GB狀態將需要~2次訪問。但是如果狀態大小增加4倍到~256GB，那麼這將增加到~3次訪問。因此，gas上限增加4倍實際上可以轉化為區塊驗證時間增加約6倍。這種影響可能會更大：硬碟在已滿狀態下比空閑時需要花更長時間來讀寫。
這對以太坊來說意味著什麼？
現在在以太坊區塊鏈中，運行一個節點對許多用戶來說已經是一項挑戰，盡管至少使用常規硬體仍然是可能的(我寫這篇文章時剛剛在我的筆記本電腦上同步了一個節點！)。因此，我們即將遭遇瓶頸。核心開發者最關心的問題是存儲大小。因此，目前在解決計算和數據瓶頸方面的巨大努力，甚至對共識演算法的改變，都不太可能帶來gaslimit的大幅提升。即使解決了以太坊最大的DoS弱點，也只能將gaslimit提高20%。
對於存儲大小的問題，唯一解決方案是無狀態和狀態逾期。無狀態使得節點群能夠在不維護永久存儲的情況下進行驗證。狀態逾期會使最近未訪問過的狀態失活，用戶需要手動提供證明來更新。這兩條路徑已經研究了很長時間，並且已經開始了關於無狀態的概念驗證實現。這兩項改進相結合可以大大緩解這些擔憂，並為顯著提升gaslimit開辟空間。但即使在實施無狀態和狀態逾期之後，gaslimit也可能只會安全地提升約3倍，直到其他限制開始發揮作用。
另一個可能的中期解決方案使使用ZK-SNARKs來驗證交易。ZK-SNARKs能夠保證普通用戶無需個人存儲狀態或是驗證區塊，即使他們仍然需要下載區塊中的所有數據來抵禦數據不可用攻擊。另外，即使攻擊者不能強行提交無效區塊，但是如果運行一個共識節點的難度過高，依然會有協調審查攻擊的風險。因此，ZK-SNARKs不能無限地提升節點能力，但是仍然能夠對其進行大幅提升(或許是1-2個數量級)。一些區塊鏈在layer1上探索該形式，以太坊則通過layer2協議(也叫ZKrollups)來獲益，例如zksync,Loopring和Starknet。
分片之後又會如何？
分片從根本上解決了上述限制，因為它將區塊鏈上包含的數據與單個節點需要處理和存儲的數據解耦了。節點驗證區塊不是通過親自下載和執行，而是使用先進的數學和密碼學技術來間接驗證區塊。
因此，分片區塊鏈可以安全地擁有非分片區塊鏈無法實現的非常高水平的吞吐量。這確實需要大量的密碼學技術來有效替代樸素完整驗證，以拒絕無效區塊，但這是可以做到的：該理論已經具備了基礎，並且基於草案規范的概念驗證已經在進行中。
以太坊計劃採用二次方分片(quadraticsharding)，其中總可擴展性受到以下事實的限制：節點必須能夠同時處理單個分片和信標鏈，而信標鏈必須為每個分片執行一些固定的管理工作。如果分片太大，節點就不能再處理單個分片，如果分片太多，節點就不能再處理信標鏈。這兩個約束的乘積構成了上限。
可以想像，通過三次方分片甚至指數分片，我們可以走得更遠。在這樣的設計中，數據可用性采樣肯定會變得更加復雜，但這是可以實現的。但以太坊並沒有超越二次方，原因在於，從交易分片到交易分片的分片所獲得的額外可擴展性收益實際上無法在其他風險程度可接受的前提下實現。
那麼這些風險是什麼呢？
最低用戶數量
可以想像，只要有一個用戶願意參與，非分片區塊鏈就可以運行。但分片區塊鏈並非如此：單個節點無法處理整條鏈，因此需要足夠的節點以共同處理區塊鏈。如果每個節點可以處理50TPS，而鏈可以處理10000TPS，那麼鏈至少需要200個節點才能存續。如果鏈在任何時候都少於200個節點，那可能會出現節點無法再保持同步，或者節點停止檢測無效區塊，或者還可能會發生許多其他壞事，具體取決於節點軟體的設置。
在實踐中，由於需要冗餘(包括數據可用性采樣)，安全的最低數量比簡單的「鏈TPS除以節點TPS」高幾倍，對於上面的例子，我們將其設置位1000個節點。
如果分片區塊鏈的容量增加10倍，則最低用戶數也增加10倍。現在大家可能會問：為什麼我們不從較低的容量開始，當用戶很多時再增加，因為這是我們的實際需要，用戶數量回落再降低容量？
這里有幾個問題：
區塊鏈本身無法可靠地檢測到其上有多少唯一用戶，因此需要某種治理來檢測和設置分片數量。對容量限制的治理很容易成為分裂和沖突的根源。
如果許多用戶突然同時意外掉線怎麼辦？
增加啟動分叉所需的最低用戶數量，使得防禦惡意控制更加艱難。
最低用戶數為1,000，這幾乎可以說是沒問題的。另一方面，最低用戶數設為100萬，這肯定是不行。即使最低用戶數為10,000也可以說開始變得有風險。因此，似乎很難證明超過幾百個分片的分片區塊鏈是合理的。
歷史可檢索性
用戶真正珍視的區塊鏈重要屬性是永久性。當公司破產或是維護該生態系統不再產生利益時，存儲在伺服器上的數字資產將在10年內不再存在。而以太坊上的NFT是永久的。
是的，到2372年人們仍能夠下載並查閱你的加密貓。
但是一旦區塊鏈的容量過高，存儲所有這些數據就會變得更加困難，直到某時出現巨大風險，某些歷史數據最終將……沒人存儲。
要量化這種風險很容易。以區塊鏈的數據容量(MB/sec)為單位，乘以~30得到每年存儲的數據量(TB)。當前的分片計劃的數據容量約為1.3MB/秒，因此約為40TB/年。如果增加10倍，則為400TB/年。如果我們不僅希望可以訪問數據，而且是以一種便捷的方式，我們還需要元數據(例如解壓縮匯總交易)，因此每年達到4PB，或十年後達到40PB。InternetArchive(互聯網檔案館)使用50PB。所以這可以說是分片區塊鏈的安全大小上限。
因此，看起來在這兩個維度上，以太坊分片設計實際上已經非常接近合理的最大安全值。常數可以增加一點，但不能增加太多。
結語
嘗試擴容區塊鏈的方法有兩種：基礎的技術改進和簡單地提升參數。首先，提升參數聽起來很有吸引力：如果您是在餐紙上進行數學運算，這就很容易讓自己相信消費級筆記本電腦每秒可以處理數千筆交易，不需要ZK-SNARK、rollups或分片。不幸的是，有很多微妙的理由可以解釋為什麼這種方法是有根本缺陷的。
運行區塊鏈節點的計算機無法使用100％的CPU來驗證區塊鏈；他們需要很大的安全邊際來抵抗意外的DoS攻擊，他們需要備用容量來執行諸如在內存池中處理交易之類的任務，並且用戶不希望在計算機上運行節點的時候無法同時用於任何其他應用。帶寬也會受限：10MB/s的連接並不意味著每秒可以處理10MB的區塊！也許每12秒才能處理1-5MB的塊。存儲也是一樣，提高運行節點的硬體要求並且限制專門的節點運行者並不是解決方案。對於去中心化的區塊鏈而言，普通用戶能夠運行節點並形成一種文化，即運行節點是一種普遍行為，這一點至關重要。
區塊鏈網路擁堵怎麼辦1
什麼是網路擁堵
通常指的是一種網路故障現象：某辦公區域網計算機使用一個帶路由功能的ADSLModem+HUB共享上網。當同一時間上網人數較少的時候網路比較通暢，上網人數多了以後網路會時斷時通，並且HUB的Collision指示燈會閃爍不停。
而在區塊鏈的應用程序中，無論是數字貨幣、智能合約、去中心的交易系統等，它們的網路都是由一個個獨立的節點組成的，發生在節點中的各種操作，比如轉賬交易、合約狀態的變更等，都會以交易事務的數據形式廣播到網路中，通過礦工打包到新的區塊，作為主鏈的一部分而最終確認所有的這些操作。
當節點很多，使用量很多的時候，大量發生的交易就會來不及在正常期望的時間內被打包，因為它們都擁堵在網路中，這些等待的被確認的交易數據通常會維持在節點的內存池中。這個就是區塊鏈的擁堵。
2
網路擁堵是怎麼發生的
目前比特幣區塊大小為1M，每秒大約只能處理7個交易。隨著交易量不斷增長，比特幣網路已經難以迅速地進行轉賬交易確認，區塊鏈網路時常出現擁堵。
區塊鏈網路上最高時有上萬筆交易積壓，某些轉賬交易手續費高達幾十美元，網路擁堵時，交易甚至需要花費好幾天才能被打包。
實際上對於每一類區塊鏈應用來說，這個問題都是存在的，造成不斷有用戶抱怨交易延遲的問題，但也側面證明了應用的廣泛，以及用戶體量的增加。
那麼發生這些問題，我們應該怎麼辦呢？
3
網路擁堵怎麼解決
解決的方法，無非有如下幾種。
第一種擴容，提高處理能力。
第二種截流，限制區塊鏈包的數量。
通過將上述兩種方法進行綜合。
悉尼大學研究者研發了一種新型的區塊鏈系統，在100台機器中能夠實現每秒44萬筆交易的吞吐量，而Visa每秒的交易處理器是5.6萬筆。相比之下，比特幣每秒的交易限制在7筆，以太坊區塊鏈則為20筆。
JadeChain公鏈系統上線後，將徹底解決JADE生態應用中的網路擁堵問題。
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6. 怎麼將數據同步到區塊鏈中
[以太坊源碼分析][p2p網路07]：同步區塊和交易同步，也就是區塊鏈的數據的同步。這里分為兩種同步方式，一是本地區塊鏈與遠程節點的區塊鏈進行同步，二是將交易均勻的同步給相鄰的節點。
01.同步區塊鏈
02.同步交易
03.總結
ProtocolManager協議管理中的gopm.syncer()協程。
先啟動了fetcher，輔助同步區塊用的。然後等待不同的事件觸發不同的同步方式。
同步的過程調用pm.synchronise方法來進行。
ProtocolManager協議管理中的gopm.txsyncLoop()協程。
同步交易循環txsyncLoop分為三個部分的內容：
發送交易的函數。
挑選函數。
三個監聽協程的case。
如何在區塊鏈存儲信息
在區塊鏈上存儲信息的方式：調用區塊鏈平台提供的API
一般區塊鏈平台會提供相應的介面，比如RPC，JSON-RPC，HTTP等，當然平台不一樣友好程度不一樣
有些專門做API的公司比如BlockCypher，能提供友好的調用介面，手機上寫答案不是很方便，搜索下吧
至於存儲的內容方面補充一點，文件hash記錄鏈上，文件實體除了常規的雲存儲外，也有基於區塊鏈的存儲方案，比如ipfs，storej等等
金窩窩的區塊鏈技術是如何將數據進行儲存的？簡單的來說，區塊鏈的數據儲存是通過區塊通過公式演算法過程後被正式納入區塊鏈中儲存，全網節點均表示接受該區塊，而表示接受的方法，就是將區塊的隨機散列值是為最新的區塊散列值，興趣快的製造將以該區塊鏈為基礎進行延長。
區塊鏈是通過哪種方式傳輸數據的區塊鏈是一種按照時間順序將數據區塊以順序相連的方式組合成的一種鏈式數據結構，並以密碼學方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。廣義來講，區塊鏈技術是利用塊鏈式數據結構來驗證與存儲數據、利用分布式節點共識演算法來生成和更新數據、利用密碼學的方式保證數據傳輸和訪問的安全、利用由自動化腳本代碼組成的智能合約來編程和操作數據的一種全新的分布式基礎架構與計算範式。
請簡單說一下區塊鏈！謝謝區塊鏈最簡單的解釋區塊鏈最通俗易懂的意思
區塊鏈正在得到越來越廣泛的應用，並將發揮重大作用，區塊鏈正在成為全球技術發展的前沿陣地，與人工智慧、量子信息、移動通信、物聯網一道，被列為新一代信息技術的代表。
區塊鏈是跨計算機網路共享的資料庫。一旦將記錄添加到數據鏈中，就很難更改。為了確保資料庫的所有副本都相同，網路會進行不斷地檢查。
區塊鏈資料庫
大家知道，數據可以是任何信息，例如交易信息。這些數據信息可以被捆綁在一起成為一個互通的數據塊。這些數據塊又可以一個接一個地組成為一個互通的數據鏈路。區塊鏈資料庫基本部分如下圖所示：
區塊鏈運作方式
我們以一個網上交易為例解釋這個交易納入區塊鏈的運作方式與步驟：
第一步：記錄交易。設張三在網上賣給了李四一件物品，做成一筆網上交易。該記錄數據列出了詳細的交易信息，包括來自各方的數字簽名。
第二步：該交易記錄通過網路檢查。網路中稱為「節點」的計算機檢查交易的詳細信息，以確保交易正確有效。
第三步：經網路檢查接受的記錄添加到數據塊中。每個數據塊包含一個唯一代碼。它還包含數據鏈中上一個數據塊的唯一代碼。
第四步：數據塊被添加到數據區塊鏈中。唯一代碼以特定順序將數據塊連接在一起。
區塊鏈的智能合約怎樣導入外部數據？從技術角度來講，智能合約被認為是網路伺服器，只是這些伺服器並不是使用IP地址架設在互聯網上，而是架設在區塊鏈上（智鏈ChainNova）。從而可以在其上面運行特定的合約程序。但是與網路伺服器不同的是，所有人都可以看到智能合約，因為這些智能合約的代碼和狀態都在區塊鏈上（假設區塊鏈是公開的）。而且，與網路伺服器不同的是，智能合約不依賴某個特定的硬體設備，事實上，智能合約的代碼由所有參與挖礦的設備來執行（這也意味著進入單個合約的算力是有限的，盡管挖礦難度的自動調整會調節這種影響）。智能合約是編程在區塊鏈上的匯編語言。通常人們不會自己寫位元組碼，但是會從更高級的語言來編譯它，例如用Solidity，與Javascript類似的專用語言。這些位元組碼確實給區塊鏈的功能性提供了指引，因此代碼可以很容易與它進行交互，例如轉移密碼學貨幣和記錄事件，代碼的執行是自動的：要麼成功執行，或者所有的狀態變化都撤消（包括從當前失敗的合約中已經送或接收的信息。）這是很重要的，因為它避免了合約部分執行的情況。
7. 區塊鏈有哪些層次,區塊鏈主要分為
區塊鏈技術的三個層級是什麼？金窩窩網路科技分析區塊鏈的項目分三個層級：
最上面最容易做的就是應用層，這樣的項目我每天都能看到兩三個，佔了整個市場的95%以上。但這類公司往往會在白皮書里寫很多技術性的東西，其實寫了也白寫，這純粹就是為了湊頁數，因為他根本不需要講技術。
第二類是中間操作層面的，像是量子鏈、小蟻這樣。這樣的項目類似於操作程序，叫基礎鏈，用來跑應用的。這類相對來說比較少，佔比一下子降到了5%以下。
第三類是更往下延伸、更底層的，像是標准鏈、arcblock。這類就更少了，一個月能看到兩三個就不錯了。而且有些還不一定是真實的，因為實在沒東西可寫了，所有的領域都被別人佔領了，所以就會有人往這方向編。
區塊鏈的層級結構（什麼是區塊鏈的Layer0/1/2）分層結構是區塊鏈處理數據和運行的基礎。
為了尋找到區塊鏈的可擴展性方案，學術研究領域（通常論文中）所指的區塊鏈被分為三層：Layer0、Layer1和Layer2。
通常，區塊鏈系統主要分為：應用層、激勵層、共識層、網路層和數據層，共六層，主要體現在初期的比特幣系統上。隨著智能合約的產生，在應用層和激勵層之間加入了合約層，主要體現在以太坊系統中。
對於每一層的內容如上圖所示，但在具體的不同系統中所使用的技術可能並不相同，比如共識層主要完成節點之間的共識，除了工作量證明機制（ProofofWork）還有權益證明機制（ProofofStake）和拜占庭容錯機制（ByzantineFaultTolerance（BFT）等方式。
數據層、網路層、共識層三者構成了區塊鏈層級的底層基礎，也是區塊鏈必不可少的三個元素，缺少任何一個都無法稱之為真正的區塊鏈技術。
區塊鏈分層結構對應到OSI體系7層模型和TCP/IP4層模型下的對比如下圖所示。
如果我們再聚焦TCP/IP的四層，特別是上面的「應用層」的話，我們會看到，有可能區塊鏈是把原來只專注於信息傳遞的應用層，分出來一個專門用於價值轉移的新層。因此，我們可以認為TCP/IP四層拆分成了五層，將區塊鏈視為TCP/IP的一層：價值層。
一般認為比特幣、以太坊、EOS是區塊鏈1.0、2.0、3.0的代表，如果去看它們的分層也很有意思：
從比特幣到以太坊，增加了合約層。從以太坊到EOS，因為採用DPOS，激勵層實際上合並到了共識層。而EOS增加出來兩層：①工具層，以讓在其上更容易開發應用；②生態層，它自身的定位是一個開源軟體，那麼其他人可以用它的開源軟體建立行業鏈、領域鏈。
徐忠、鄒傳偉寫了一篇央行工作論文，從經濟學的角度探討區塊鏈，試圖給出一種Token範式。其中，實際上他們給出了一個分層模型，這回是內外分層：里層是共識，又分：Token、智能合約、共識演算法；處在共識邊界與區塊鏈邊界，是區塊鏈內的其他信息；處在區塊鏈邊界之外，是互聯網和實體世界。
一些系統為了提升性能，其實對它的分布式網路也進行了分層。也就是，不是所有的節點都是平等的。
比如，以下是EOS的分層。
為了讓區塊鏈變得有用，又有人從其他視角進行討論。ENChain.Asia的朱峰在BAO白皮書中提出了「自組織商業體7層模型」，這個模型又被在《通證經濟的模型與實踐》（0.2）報告中引述，稱之為「自商業七層模型」。
不過，要注意的是，這里的「激勵層」，和我們通常說區塊鏈的激勵層，有相似之處，又不一樣。之前我們討論激勵層，往往是在公鏈原生代幣的角度討論的，而這里的激勵層，則是通證層面討論的。
火幣研究院在2018年12月的一份報告《區塊鏈四層應用模型的構建與解析》中，給出了一個四層的應用模型，很有意思：
參考文獻：
1.區塊鏈十年：各種各樣的層
2.區塊鏈六大層級結構你知道多少？-知乎
3.區塊鏈的六個分層級結構介紹-區塊鏈-電子發燒友網
區塊鏈技術框架有哪些？當前主流的區塊鏈架構包含六個層級：網路層、數據層、共識層、激勵層、合約層和應用層。圖中將數據層和網路層的位置進行了對調，主要用途將在下一節中詳述。
網路層：區塊鏈網路本質是一個P2P（Peer-to-peer點對點）的網路，網路中的資源和服務分散在所有節點上，信息的傳輸和服務的實現都直接在節點之間進行，可以無需中間環節和伺服器的介入。每一個節點既接收信息，也產生信息，節點之間通過維護一個共同的區塊鏈來同步信息，當一個節點創造出新的區塊後便以廣播的形式通知其他節點，其他節點收到信息後對該區塊進行驗證，並在該區塊的基礎上去創建新的區塊，從而達到全網共同維護一個底層賬本的作用。所以網路層會涉及到P2P網路，傳播機制，驗證機制等的設計，顯而易見，這些設計都能影響到區塊信息的確認速度，網路層可以作為區塊鏈技術可擴展方案中的一個研究方向；
數據層：區塊鏈的底層數據是一個區塊+鏈表的數據結構，它包括數據區塊、鏈式結構、時間戳、哈希函數、Merkle樹、非對稱加密等設計。其中數據區塊、鏈式結構都可作為區塊鏈技術可擴展方案對數據層研究時的改進方向。
共識層：它是讓高度分散的節點對區塊數據的有效性達到快速共識的基礎，主要的共識機制有POW（ProofOfWork工作量證明機制），POS（ProofofStake權益證明機制），DPOS（DelegatedProofofStake委託權益證明機制）和PBFT（實用拜占庭容錯）等，它們一直是區塊鏈技術可擴展方案中的重頭戲。
激勵層：它是大家常說的挖礦機制，用來設計一定的經濟激勵模型，鼓勵節點來參與區塊鏈的安全驗證工作，包括發行機制，分配機制的設計等。這個層級的改進貌似與區塊鏈可擴展並無直接聯系。
合約層：主要是指各種腳本代碼、演算法機制以及智能合約等。第一代區塊鏈嚴格講這一層是缺失的，所以它們只能進行交易，而無法用於其他的領域或是進行其他的邏輯處理，合約層的出現，使得在其他領域使用區塊鏈成為了現實，以太坊中這部分包括了EVM(以太坊虛擬機)和智能合約兩部分。這個層級的改進貌似給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向，但結構上來看貌似並無直接聯系
應用層：它是區塊鏈的展示層，包括各種應用場景和案例。如以太坊使用的是truffle和web3-js.區塊鏈的應用層可以是移動端，web端，或是是融合進現有的伺服器，把當前的業務伺服器當成應用層。這個層級的改進貌似也給區塊鏈可擴展提供了潛在的新方向，但結構上來看貌似並無直接聯系。
鏈喬教育在線旗下學碩創新區塊鏈技術工作站是中國教育部學校規劃建設發展中心開展的「智慧學習工場2020-學碩創新工作站」唯一獲準的「區塊鏈技術專業」試點工作站。專業站立足為學生提供多樣化成長路徑，推進專業學位研究生產學研結合培養模式改革，構建應用型、復合型人才培養體系。
區塊鏈技術架構中的三個層次是什麼？金窩窩分析區塊鏈技術中的三個層次如下：
協議層
所謂的協議層，就是指代最底層的技術。這個層次通常是一個完整的區塊鏈產品，類似於我們電腦的操作系統，它維護著網路節點，僅提供Api供調用。通常官方會提供簡單的客戶端(通稱為錢包)，這個客戶端錢包功能也很簡單，只能建立地址、驗證簽名、轉賬支付、查看余額等。
擴展層
這個層面類似於電腦的驅動程序，是為了讓區塊鏈產品更加實用。
應用層
這個層面類似於電腦中的各種軟體程序，是普通人可以真正直接使用的產品，也可以理解為B/S架構的產品中的瀏覽器端(Browser)。這個層面的應用，目前幾乎是空白。