以太坊的发展历程及其广泛应用

1.以太坊的概念

以太坊是一个可编程、可视化、更容易应用的区块链。

比特币开创了去中心化加密货币的先河，五年多的时间充分检验了区块链技术的可行性和安全性。比特币的区块链事实上是一套分布式的数据库，再在其中加进一个符号——比特币，并规定一套协议使得这个符号可以在数据库上安全地转移，并且无须信任第三方，这些特征的组合完美地构造了一个货币传输体系——比特币网络。

然而比特币并不完美，那就是协议的扩展性不足，例如，比特币网络里只有一种符号——比特币，用户无法自定义另外的符号，这些符号可以代表公司股票或者债务凭证等，这就损失了一些功能。另外，比特币协议里使用了一套基于堆栈的脚本语言，这种语言虽然具有一定灵活性，使得像多重签名这样的功能得以实现，然而不足以构建更高级的应用，例如去中心化交易所等。

而以太坊从设计上就是为了解决比特币扩展性不足的问题。以太坊实现了一些比特币没有的新功能，它允许任何人编写智能合约和发行代币。就像比特币一样，以太坊是去中心化的，由全网共同记账，账本公开透明并且不可以篡改。但与比特币不同的是，以太坊是可以编程的区块链，它提供了一套完备的脚本语言，因此开发人员可以直接用C语言等高级语言编程，转换成汇编语言，大大降低了区块链应用的开发难度。

以太坊除了用于转账，还用于支付智能合约的费用，为了避免以太坊的区块链上充斥垃圾合约和垃圾应用，要求在以太坊上建立和运行智能合约时，必须用ETH支付智能合约费用。也就是说，在以太坊区块链上用新创造的数字资产转账时，需要用ETH支付手续费，而不是新创造的数字资产。

2.以太坊的创造历程

以太坊的创始人是Vitalik（见图10-10）。以太坊的概念首次在2013至2014年间由程序员Vitalik受比特币启发后提出。Vitalik对区块链的最大贡献，就是在数字货币之外，实现了区块链更广泛的应用可能——智能合约。

早在20世纪90年代，尼克·萨博就提出了智能合约的概念。智能合约的本质是一个可以自动执行的计算机程序，不需要任何人监督执行，只要开始启动，就必然产生固定的结果，然而它一直未被实践。Vitalik在区块链上看到了实现智能合约的机会，并把它变成了现实。

图10-10　以太坊创始人

比特币只是在数据上达成共识，而以太坊在数据和程序上都能达成共识。以太坊提出的智能合约，意味着每个人都可以在上面写一些代码去实现一些功能，任何人们能够想象的可以在互联网上发生的事情，很快都会通过以太坊实现，比如一个音乐产业平台、一个电影产业平台、一个广告科技平台、一个健康医疗平台，都可以通过以太坊实现强大的功能。

以太坊自问世以来的发展历程如下。

2013年11月，Vitalik起草了以太坊初版白皮书。

2014年1月，Vitalik在迈阿密比特币会议上第一次公布了以太坊项目，Gavin Wood和Jeffrey Wilcke加入以太坊项目。

2014年7月，以太坊基金会成立。

2014年7月22日到9月2日，以太坊进行了为期42天的以太币预售众筹，共募集31591比特币，总价值在当时达到1840万美元。

2014年11月，第一次小型开发者会议（DEVCON 0）在柏林举办。

2015年7月，以太坊网络正式发布。

2015年以太坊主网发布后，迅速成为行业的新星，2017和2018年更是跟随币价上涨成了圈内圈外的焦点。在这两年时间里，Ethereum一词的谷歌搜索量超过1.1亿次，推特上每天发布标签含“以太坊”的推文平均达2万条。

据统计，目前以太坊社区的开发者数量已经超过25万人，在前100强区块链项目中，有94个都是基于以太坊网络建立的。但随着以太坊的蓬勃发展，也遇到了一些问题。那就是以太坊网络的拥堵问题。(www.xing528.com)

以太坊最初的设计是基于加密货币的理念，是要建立一个对等的网络，也就是一个点对点的网络。对等网络是一个信息对称的网络，在这样的网络中，通过任何一个节点都可以获知这个网络所有的信息，这与中心化的网络是不一样的。比如，在中心化的网络中，人们不可能知道百度掌握的所有信息，百度只会推送给人们它想给的或者人们想知道的一部分信息，人们是不可能通过百度知道整个互联网的信息的。

而信息对等的网络，会通过冗余技术，通过全世界上万个节点的互相备份来保证这个网络是绝对安全的，让网络的公平和对等实现最大化。但是会造成效率低下，也就会造成去中心化网络的拥堵。

提示：早在2014年1月，Vitalik就开始研究权益证明机制，但直到2017年10月底，以太坊才发布POS系统的首份技术文件，至今还未能正式实施。

因此，通过权益证明机制对以太坊扩容——权益证明机制是让区块链达成共识的一种方式，不需要像工作量证明机制那样耗费大量的能源。

权益证明机制也称股权证明机制，是工作量证明机制的一种升级。比特币的工作量证明机制需要消耗大量的能源，这就限制了技术的可扩展性和效率；而权益证明机制类似于把资产存在银行里，银行会通过人们持有数字资产的数量和时间分配相应的收益。权益证明机制通过评估人们持有代币的数量和时长来决定获得记账权的概率，这就类似于股票的分红制度，持有股权相对多的人能够获得更多的分红。这种机制消除了对能耗的需求，从而使得区块链技术摆脱了与工作量证明机制相关的效率和可扩性的限制。以太坊的创始人目前也正在研究如何提升以太坊的性能，如何更容易地实施权益证明机制。

3.以太坊的应用举例

以太坊是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币以太币提供去中心化的虚拟机来处理点对点合约。以太坊的应用举例如图10-11所示。

图10-11　以太坊的应用举例

1）支付系统领域

以太币是以太坊网络的加密货币，目前被积极用作价值转移、价值存储。使用以太币的支付交易账单可以通过节点进行验证，并写入不可变更的账本。

提示：未来以太坊等技术趋于成熟，涉及自动化系统的商业份额明显增长，智能合约技术有望得到更广泛的应用。

2）众筹领域

互联网众筹时代让众多小企业得以发展，如果一家公司有了新想法、新项目并有了众筹意愿，在中介众筹机构获得成功后，就需支付一定比例的手续费。而在以太坊网络，一旦众筹成功，合约达成，募集资金会在某个时刻自动分发到企业账户上，且不收取手续费，便捷而快速。

3）物联网领域

物联网可能成为数万亿美元的大市场，无数公司都在抢占这个市场，以Slock为例，这家创业公司正在建设连接区块链与现实世界的桥梁，通过使用以太坊区块链，所有资产例如公寓、自行车、汽车等都能被数字化锁定或者解锁，然后通过出租，将这些资产变成收入。

4）数字身份领域

数字身份认证现在已经在众多场景中得到广泛应用，但因具有碎片化、分散化等特点，不利于用户管理，且经常面临身份泄露、盗用等问题。区块链的分布式数据存储、点对点传输、加密算法等技术特性为数字身份的实现提供了一种可信的解决方案，可以有效解决身份验证和操作授权问题。

5）法律领域

如何在买卖双方之间建立充分的信任，使贸易成为可能？智能合约提供了一个可行的方案。智能合约的不可改变性以及自动执行的性质可以保证合同的实施，在一定程度上解决信任问题，目前，已有多家律所及法律机构加入了企业以太坊联盟（EEA）。