以太坊虚拟机指令序号
① 以太坊虚拟机(EVM)是什么
以太坊是一个可编程的区块链。与比特币不同,以太坊并没有给用户提供一组预定义的操作(比如比特币交易),而是允许用户创建他们自己的操作,这些操作可以任意复杂。这样,以太坊成为了多种不同类型去中心化区块链的平台,包括但是不限于密码学货币。
EVM为以太坊虚拟机。以太坊底层通过EVM模块支持智能合约的执行和调用,调用时根据合约的地址获取到代码,生成具体的执行环境,然后将代码载入到EVM虚拟机中运行。通常目前开发智能合约的高级语言为Solidity,在利用solidity实现智能合约逻辑后,通过编译器编译成元数据(字节码)最后发布到以坊上。
EVM架构概述
EVM本质上是一个堆栈机器,它最直接的的功能是执行智能合约,根据官方给出的设计原理,EVM的主要的设计目标为如下几点:
简单性
确定性
空间节省
为区块链服务
安全性保证
便于优化
针对以上几点通过对EVM源代码的阅读来了解其具体的设计思想和工程实用性。
EVM存储系统机器位宽
EVM机器位宽为256位,即32个字节,256位机器字宽不同于我们经常见到主流的64位的机器字宽,这就标明EVM设计上将考虑一套自己的关于操作,数据,逻辑控制的指令编码。目前主流的处理器原生的支持的计算数据类型有:8bits整数,16bits整数,32bits整数,64bits整数。一般情况下宽字节的计算将更加的快一些,因为它可能包含更多的指令被一次性加载到pc寄存器中,同时伴有内存访问次数的减少。目前在X86的架构中8bits的计算并不是完全的支持(除法和乘法),但基本的数学运算大概在几个时钟周期内就能完成,也就是说主流的字节宽度基本上处理器能够原生的支持,那为什么EVM要采用256位的字宽。主要从以下两个方面考虑:
时间,智能合约是否能执行得更快
空间,这样是否整体字节码的大小会有所减少
gas成本
时间上主要体现在执行的效率上,我们以两个整型数相加来对比具体的操作时间消耗。32bits相加的X86
的汇编代码
mov eax, dword [9876ABCD] //将地址9876ABCD中的32位数据放入eax数据寄存器
add eax, dword [1234DCBA] //将1234DCBA地址指向32位数和eax相加,结果保存在eax中
64bits相加的X86汇编代码
mov rax, qword [123456789ABCDEF1] //将地址指向的64位数据放入64位寄存器
add rax, qword [1020304050607080] //计算相加的结果并将结果放入到64位寄存器中
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② 以太坊虚拟机是以太坊开发框架吗
以太坊是一种区块链的实现。在以太坊网络中,众多的节点彼此连接,构成了以太坊网络:
以太坊节点软件提供两个核心功能:数据存储、合约代码执行。
在每个以太坊全节点中,都保存有完整的区块链数据。以太坊不仅将交易数据保存在链上,编译后 的合约代码同样也保存在链上。
以太坊全节点中,同时还提供了一个虚拟机来执行合约代码。
以太坊虚拟机
以太坊区块链不仅存储数据和代码,每个节点中还包含一个虚拟机(EVM:Ethereum Virtual Machine)来执行 合约代码 —— 听起来就像计算机操作系统。
事实上,这一点是以太坊区别于比特币(Bitcoin)的最核心的一点:虚拟机的存在使区块链迈入了2.0 时代,也让区块链第一次成为应用开发者友好的平台。
以上内容来自:以太坊DApp开发入门教程
③ 以太坊智能合约是什么
以太坊是一个分布式的计算平台。它会生成一个名为Ether的加密货币。程序员可以在以太坊区块链上写下“智能合约”,这些以太坊智能合约会根据代码自动执行。
以太坊是什么?
以太坊经常与比特币相提并论,但情况却有所不同。比特币是一种加密货币和分布式支付网络,允许比特币在用户之间转移。
相关:什么是比特币?它是如何工作的?
以太坊项目有更大的目标。正如Ethereum网站所说,“以太坊是一个运行智能合约的分布式平台”。这些智能合约运行在“以太坊虚拟机”上,这是一个由所有运行以太网节点的设备组成的分布式计算网络。
“分布式平台”部分意味着任何人都可以建立并运行以太坊节点,就像任何人都可以运行比特币节点一样。任何想要在节点上运行“智能合约”的人都必须向Ether中的这些节点的运营商付款,这是一个与以太坊相关的加密货币。因此,运行以太网节点的人提供计算能力,并在以太网中获得支付,这与运行比特币节点的人提供哈希能力并以比特币支付的方式类似。
换句话说,虽然比特币仅仅是一个区块链和支付网络,但以太坊是一个分布式计算网络,其区块链可以用于许多其他事情。以太坊白皮书中提供了详细信息。
以太是什么?
以太网是与以太坊区块链相关的数字标记(或者说就是加密货币)。换句话说,以太是代币,以太坊是平台。但是,现在人们经常交替使用这些术语。例如,Coinbase允许你购买以太坊代币(Ethereum),即代表以太币代币。
这在技术上就是“altcoin”,这实际上意味着一个非比特币加密货币。和比特币一样,Ether也受到分布式区块链支持 - 在这种情况下是以太坊区块链。
想要在以太坊区块链上创建应用程序或以太坊 智能合约的开发人员需要以太网代币来支付节点来托管它,而基于以太坊的应用程序的用户可能需要以太网来支付这些应用程序中的服务费用。人们也可以在以太坊网络之外销售服务,并接受以太网支付,或者可以在交易所以现金形式出售以太币代币 - 就像比特币一样
④ 以太坊(ETH)的Berlin硬叉什么时间开始
以太坊(Ethereum)挖矿
Berlin硬叉将标志着大都市时代的终结。 这是以太坊历史上的关键阶段,分两个阶段执行(拜占庭和君士坦丁堡),包括几个分支,包括亚特兰蒂斯,伊斯坦布尔,最后在Berlin达到顶峰。
⑤ 以太坊智能合约开发语言solidity是什么
Solidity 语言是一种专门用于编写和执行智能合约的语言,是在以太坊虚拟机基础上运行的、面向合约的高级语言,最初是在 2014 年 8 月由以太坊的前任 CTO和联合创始人 Gavin Wood 提出来的,后来由以太坊开发人员组建了一支专门的团队,对 Solidity 语言进行不断改进,目前仍在开发和优化之中,在 GitHub 上的开发存储区域是 htps:/github.com/thereum/solidity,在这里我们可以了解到最全面的关于 Solidity 语言开发和迭代的过程详情、相关文档。 在语言的风格上,Solidity 语言受到 C++、Python 和 JavaScript 3 种语言的深刻影响,它是一种静态类型的编程语言,以字节码(Bytecode)的模式进行编译,因此可以在以太坊虚拟机上运行。Gavin Wood 在开发 Solidity 语言时借鉴了 JavaScript 的 ECMAScript 脚本语言的语法规则,使它与现有的网页开发语言有些类似,但其实有较大不同,如 Solidity 语言拥有静态类型、可变返回函数等。最重要的一点是,Solidity 语言可以编写具有自执行的业务逻辑、嵌入智能合约中的合约,因此它不但是以太坊的基础编程语言之一,而且是其他绝大部分基于以太坊的、具有智能合约的各种区块链产品(Blockchain 2.0)的基础编程语言,被广泛应用于目前绝大多数区块链产品,如超级账本(Hyperledger)项目就是用 Soliditv 语言开发而成的。
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⑥ 以太坊gas limit什么意思
一、智能合约这么好,可不是白用的
智能合约,顾名思义,是指计算机代码可以自动执行的合同;以太坊虚拟机是用来执行智能合约的;智能账户是智能合约能够被执行的载体。换句话说,智能账户,这个“账户”是可以被以太坊虚拟机操控的,依据什么操控呢,依据智能合约来操控。
天下没有免费的午餐,智能合约这个功能这么好,可不是白用的,你在以太坊进行交易的时候也要付给矿工手续费的,那么在以太坊系统上,你要付出的手续费是怎么回事,
Gas和手续费之间又有什么关联呢?
二、以太坊 Gas 是怎么回事?
以太坊Gas类似于汽车燃油,智能合约的驱动,需要以太坊Gas。Gas是一个英文单词,中文意思是:瓦斯、汽油,这个东西在日常生活中,是一种消耗品。以太坊为什么会产生“燃料”呢?
以太坊里面的Gas是什么意思呢?其实,以太坊的Gas和交易费息息相关。以太坊交易需要手续费,这个Gas就是以太坊手续费的计算模式。
在以太坊的设定中,交易费类似于一种加密的燃料,也就是Gas,这个东西可以驱动智能合约的运动。当以太坊在区块链上执行交易时,燃料将按照特点的规则而逐渐被消耗。
从这一点看呢,Gas真的是和它的本意一样,像汽车燃油一样,想要发动汽车,必须需要燃油。
三、以太坊 Gas 和比特币交易费有哪不同?
说到手续费,大家可能很熟悉。天下没有免费的午餐,无论是以太坊,还是比特币,都需要手续费,但是二者的手续费模式是不一样的。比特币是直接支付比特币作为转账手续费的,以太坊却不是这样的。
以太坊本质上是一个虚拟机,这个虚拟机是去中心化的,全世界各国人民各自掌控的虚拟机,联合起来形成一个“世界级的计算网络”。当你发送token,执行合约、转移以太坊,或者在区块上做其他事情时,计算机在处理这笔交易时,需要进行计算,这个计算过程需要消耗网络资源。这样一来,你必须支付“燃料费”(也就是Gas),才能让计算机为你工作,让矿工为你处理交易。
通常情况下,发送方愿意支付的Gas价格越高,矿工从交易中获得的价值就越大,矿工们也就越有可能选择这个交易。通过这种方式,矿工可以自由地选择交易。为了给发送者设置Gas 价格做参考,矿工们可以直接提出他们执行交易所需的最低Gas 价格。
四、以太坊 Gas 的消耗量该如何计算?
以太坊虚拟机处理交易时,虚拟机会根据交易中确定的一个一个的操作指令进行逐个处理,而每个操作指令都有明文规定的Gas消耗量。
以太坊系统规定了两个账户:一个是正常账户,一个是智能账户。
普通的转账交易,也就是调用“正常账户”,所需要的Gas是固定的21000;
而调用“智能账户”的的话,因为智能合约的复杂程度不同,使得所需要的Gas也不同。处理交易占用的资源(计算量、内存等)越多,那么所需要的Gas也就越多,比如:执行一次加法运算将消耗 3Gas,如果执行更复杂的运算,那么消耗的Gas就更多。
那么大家可能会问一个问题:当用户的交易涉及一个恶意的智能合约,这个合约超级复杂,执行这个合约要消耗无限的燃料,怎么办呢?以太坊系统的方案是:为了避免恶意
智能合约引起无限的Gas消耗,用户需要在发送交易时设定允许消耗的燃料上限,即
GasLimit,这样一来,就算有恶意智能合约,最坏情况也只是消耗 GasLimit 所规定的燃料范围之内。
五、以太坊 Gas 和交易手续费有什么关系?
以太坊上,你所支付的手续费等于:GasPrice 乘以GasUsed。
你可以把 GasPrice 理解为是燃油单价, GasUsed 理解为汽车所需多少升燃油。
对于汽车,假如说每升汽油是20块钱,一万升汽油就是20万块钱。对于以太坊,每
Gas是20吉伟(吉伟是以太币的数量单位),一万个 Gas 就是:20乘以一万,等于20 万吉伟,2万吉伟等于0.0002以太坊,也就是说,本次交易手续为 0.0002以太坊。
具体的兑换值见下表:
图
(注释:以太币数量的基础单位是“伟”,以太币的数量单位有“伟、芬尼、以太”,其中,“以太”被用作普通交易;“芬尼”被用作微交易;“萨博”和“伟”被用作进行关于费用和合约实施。)由此我们可以发现,Gas并不是以太坊,它是一种单独的体系,它的汇率与以太坊成一定的比例,经过了比例兑换,最终形成交易费。
具体的汇率查询,可以查看以下网站:
https://jin10086.github.io/etherconVerter/
Gas价格和以太币价格都是由市场自由调节的,但是二者是不一样的,他们的不同之处在于:以太币的价格是根据市场情况波动,而Gas的价格由矿工决定的,如果燃料价格低于矿工们的最低要求,矿工就会拒绝处理交易。Gas和以太坊分离,可以保护系统免受随着以太坊价格的快速变化而可能出现的波动。
通常来讲,大部分矿工都会选择利益优先,处理交易时候,他们会按Gas价格从高到底排列,优先处理Gas价格高的,如果你很着急交易 ,就需要提高Gas价格,让矿工早点看到你;如果你不着急呢,你只需要设定一个Gas价格,这个价格在矿工设置的Gas价格底线之上就行了。
六、Gas 是怎么获取的呢?
实际上,Gas就是从矿工那里购买的以太币,用户自己账户中的以太币就可以向矿工购买Gas,以太坊客户端根据指定的交易最大支出限额,自动用以太坊购买Gas。
七、Gas 最后去了哪里?
每笔交易,交易发起方都要设置交易的Gas限定和 Gas价格,不同的操作会产生不同的Gas成本,Gas用完时矿工将停止执行,使用的Gas会作为奖励,奖励给挖矿的矿工,这将涉及到几下几种情况:
第一种情况是,如果有剩余Gas,那么这些剩余的Gas会退还给交易发起方或智能合约创建者,比如我发送1个以太坊给依依,我设置的 Gas limit 是 5万,正常需要消耗的Gas是21000,,那么,剩下没有被消耗的29000会返还给我。
第二种情况是,如果我设置的Gas limit太低,或者我账号中的以太坊不足以支付我的Gas消耗,那么,这笔交易会因为Gas不足而被取消,并且用于计算的Gas不会退回到我的账户。
第三种情况是,如果交易失败,我也必须为已经占用的计算资源来支付手续费。
八、怎么设置合理的 Gas 价格?
每次交易之前,可以查询这个网站来确认需要设置的Gas价格: https://ethGasstation.info/总结一下,这篇文章我们主要介绍了以太坊的Gas和手续费:Gas相当于燃油,你在以太坊虚拟机上处理交易,会消耗计算资源,也就是Gas。在以太坊上,你所支付的手续费等于:GasPrice 乘以GasUsed,也就是:Gas的单价乘以消耗掉的Gas总量。操作的复杂程度不同,产生的Gas成本也不同,Gas用完时,矿工将停止执行,使用的Gas会作为奖励,奖励给挖矿的矿工,矿工会优先选择Gas价格出的高的交易者。
⑦ 以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
以太坊是什么丨以太坊开发入门指南
很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来,可是又感觉无从下手,本文将基于以太坊平台,以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念,轻松带大家入门。
以太坊是什么
以太坊(Ethereum)是一个建立在区块链技术之上, 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。
对这句话不理解的同学,姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android,它是一个开发平台,让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。
在没有以太坊之前,写区块链应用是这样的:拷贝一份比特币代码,然后去改底层代码如加密算法,共识机制,网络协议等等(很多山寨币就是这样,改改就出来一个新币)。
以太坊平台对底层区块链技术进行了封装,让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发,开发者只要专注于应用本身的开发,从而大大降低了难度。
目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈:有社区的支持,有很多开发框架、工具可以选择。
智能合约
什么是智能合约
以太坊上的程序称之为智能合约, 它是代码和数据(状态)的集合。
智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的(由事件驱动的)、以代码形式编写的合同(特殊的交易)。
在比特币脚本中,我们讲到过比特币的交易是可以编程的,但是比特币脚本有很多的限制,能够编写的程序也有限,而以太坊则更加完备(在计算机科学术语中,称它为是“图灵完备的”),让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序(智能合约)。
智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景,比如:数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。
目前除数字货币之外,真正落地的应用还不多(就像移动平台刚开始出来一样),相信1到3年内,各种杀手级会慢慢出现。
编程语言:Solidity
智能合约的默认的编程语言是Solidity,文件扩展名以.sol结尾。
Solidity是和JavaScript相似的语言,用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。
还有长像Python的智能合约开发语言:Serpent,不过建议大家还是使用Solidity。
Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看,以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。
运行环境:EVM
EVM(Ethereum Virtual Machine)以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。
Solidity之于EVM,就像之于跟JVM的关系一样,这样大家就容易理解了。
以太坊虚拟机是一个隔离的环境,在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。
而EVM运行在以太坊节点上,当我们把合约部署到以太坊网络上之后,合约就可以在以太坊网络中运行了。
合约的编译
以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式,需要我们在部署之前先对合约进行编译,可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。
合约的部署
在以太坊上开发应用时,常常要使用到以太坊客户端(钱包)。平时我们在开发中,一般不接触到客户端或钱包的概念,它是什么呢?
以太坊客户端(钱包)
以太坊客户端,其实我们可以把它理解为一个开发者工具,它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。
EVM是由以太坊客户端提供的。
Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端,基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台,通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能(API)。Geth的使用我们之后会有文章介绍,这里大家先有个概念。
Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似,不过是跑在终端里。
相对于Geth,Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。
如何部署
智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上,并使用一个特定的地址来标示这个合约,这个地址称为合约账户。
以太坊中有两类账户:
· 外部账户
该类账户被私钥控制(由人控制),没有关联任何代码。
· 合约账户
该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。
和比特币使用UTXO的设计不一样,以太坊使用更为简单的账户概念。
两类账户对于EVM来说是一样的。
外部账户与合约账户的区别和关系是这样的:一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名,来发送消息给另一个外部账户或合约账户。
在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码,允许它执行各种动作(比如转移代币,写入内部存储,挖出一个新代币,执行一些运算,创建一个新的合约等等)。
只有当外部账户发出指令时,合同账户才会执行相应的操作。
合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上(由实际矿工出块之后,才真正部署成功)。
运行
合约部署之后,当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息(交易)即可,通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。
Gas
和云计算相似,占用区块链的资源(不管是简单的转账交易,还是合约的部署和执行)同样需要付出相应的费用(天下没有免费的午餐对不对!)。
以太坊上用Gas机制来计费,Gas也可以认为是一个工作量单位,智能合约越复杂(计算步骤的数量和类型,占用的内存等),用来完成运行就需要越多Gas。
任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的,由合约的复杂度决定。
而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定,以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用:Gas价格(用以太币计价) * Gas数量。
Gas的目的是限制执行交易所需的工作量,同时为执行支付费用。当EVM执行交易时,Gas将按照特定规则被逐渐消耗,无论执行到什么位置,一旦Gas被耗尽,将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚, 如果执行结束还有Gas剩余,这些Gas将被返还给发送账户。
如果没有这个限制,就会有人写出无法停止(如:死循环)的合约来阻塞网络。
因此实际上(把前面的内容串起来),我们需要一个有以太币余额的外部账户,来发起一个交易(普通交易或部署、运行一个合约),运行时,矿工收取相应的工作量费用。
以太坊网络
有些着急的同学要问了,没有以太币,要怎么进行智能合约的开发?可以选择以下方式:
选择以太坊官网测试网络Testnet
测试网络中,我们可以很容易获得免费的以太币,缺点是需要发很长时间初始化节点。
使用私有链
创建自己的以太币私有测试网络,通常也称为私有链,我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。
通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络,以太币想挖多少挖多少,也免去了同步正式网络的整个区块链数据。
使用开发者网络(模式)
相比私有链,开发者网络(模式)下,会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。
使用模拟环境
另一个创建测试网络的方法是使用testrpc,testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境,对于开发调试来说,更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。
进行合约开发时,可以在testrpc中测试通过后,再部署到Geth节点中去。
更新:testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中,现在名字是Ganache CLI。
Dapp:去中心化的应用程序
以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库,智能合约理解为和数据库打交道的程序,那就很容易理解Dapp了,一个Dapp不单单有智能合约,比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。
Truffle
Truffle是Dapp开发框架,他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情,让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。
总结
我们现在来总结一下,以太坊是平台,它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用,在这个应用中,使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约,合约编写好后之后,我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约(使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了)。为了开发方便,我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。
注:本文中为了方便大家理解,对一些概念做了类比,有些严格来不是准确,不过我也认为对于初学者,也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确,学习是一个逐步深入的过程,很多时候我们会发现,过一段后,我们会对同一个东西有不一样的理解。
⑧ 怎么安装EVM(以太坊虚拟机)
就按说明书上的要求接,先测量一下红绿线是不是对应接口的L1;黄黑线是不是对应L2,如果是,则肯定是正确的接线。电话线虽然有正负极之分,但接线端上可以随便接入,因此电话机内部有个整流定向电路。 即使将L1、L2线接错,也不会烧坏设备,所以可以放心大胆的测试。