以太坊的诞生

Frontier：以太坊的初始阶段以太坊通俗解释，从 2015 年 7 月持续到 2016 年 3 月。

冰河时代：引入硬分叉，增加直接转账的难度，以激励准备就绪后过渡到权益证明 (POS)

Homestead：以太坊的第二阶段，于 2016 年 3 月发布。

DAO：一种硬分叉，用于补偿受损 DAO 合约的受害者，并导致“以太坊”和“以太坊经典”分裂成两个相互竞争的系统。

Tangerine Whistle：用于更改某些 I/O 密集型操作的 gas 计算并消除可利用这些操作的低 gas 拒绝服务 (DoS) 攻击的硬分叉。

Spurious Dragon：解决更多 DoS 攻击向量的硬分叉，以及另一个状态清理。它还提供针对重放攻击的保护。

Metropolis Byzantium（Metropolis Phase）：这是以太坊的第三阶段，于 2017 年 10 月推出。拜占庭是 Metropolis 计划的两个硬分叉中的第一个。

君士坦丁堡：这是 Metropolis 计划的两个硬分叉中的第二个。

Metropolis 阶段之后将是以太坊部署的最后阶段，代号为 Serenity

以太坊：通用区块链

原始区块链是指比特币背后的区块链，用于追踪比特币及其所有权状态。

比特币可以被认为是一种分布式共识状态机，其中的交易会导致全球范围内的状态转换，从而改变比特币的所有权。

状态转换受共识规则的限制。在挖出几个区块后，所有参与者都可以就系统的状态达成共识。

以太坊也是一个分布式状态机。但是，以太坊不是跟踪数字货币所有权的状态，而是跟踪通用数据存储的状态转换。

通用是指可以表示为键值元组的任何数据。

以太坊有一个存储代码和数据的商店。

以太坊可以将代码加载到状态机中，运行该代码，并将状态转换的结果存储在区块链上。

以太坊和通用计算机之间的两个主要区别是状态转换受共识规则的约束。状态在共享账本上全球分布。

以太坊的组成部分

以太坊在以太坊主网络上运行，该网络通过 TCP 端口 30303 寻址。

以太坊共识规则

以太坊交易是一种网络消息，主要包括交易的发送方、接收方、价值和数据载荷。

以太坊的状态转换由以太坊虚拟机 EVM 处理，这是一个执行字节码的基于堆栈的虚拟机。被称为“智能合约”的 EVM 程序是用高级语言编写的，并编译成由 EVM 执行的字节码。

以太坊的区块链以数据库（通常是谷歌的LevelDB）的形式存储在每个节点上。区块链包含交易和系统状态。哈希后的数据存储在数据结构内的默克尔帕特里夏树（Merkel Parker Ridge Tree）中。

以太坊使用比特币的共识模型，中本聪共识，它使用顺序单签名块，通过 PoW 重要性加权来确定最长的链来确定当前状态。至此，共识算法已经转向代号为 Casper 的 PoS 加权投票系统。

算法已被废弃，转用 PoS。

以太坊有多个可以相互交互的客户端软件实现，其中使用最广泛的是 GO-Ethereum (Geth) 和 Parity。

LevelDB：一个轻量级的开源键值存储库，它是一个单一用途的数据库以太坊通俗解释，可以绑定到许多平台。

Merkle Patricia 树：以太坊协议中用于有效存储键值对的数据结构。

POS机制及其优势：了解POS机制​​​​​

以太坊和图灵完备性

以太坊执行存储在区块链上的程序的能力是通过EVM（以太坊虚拟机）的状态机来完成的，从存储中读写数据的能力使得这个状态机图灵一个完整的系统是一个满足定义的系统通用图灵机。在给定无限内存的情况下，以太坊可以计算图灵机可以计算的任何算法。

以太坊的突破性创新在于它将存储程序计算机等通用计算架构与去中心化区块链相结合，从而创建了分布式单态世界计算机。以太坊程序无论在哪里运行，都能生成一致的公式状态，通过共识规则保证安全。

图灵完备：在可计算性理论中，如果可以用一系列操作数据的规则（如指令集、编程语言、元胞自动机）来模拟单波段图灵机，那么它就是图灵完备的。

具有图灵完备指令集的设备被定义为通用计算机。如果它是图灵完备的，它（计算机设备）就具有执行条件跳转（if、while、goto 语句）和更改内存数据的能力，如果某些东西出现图灵完备，它就有能力出现模拟原始计算机。

作为“函数”的图灵完备性

图灵完备的语言或系统理论上可以解决任何算法。但有可能陷入死循环。

以太坊是图灵完备的事实意味着任何复杂的程序都可以由以太坊计算，但这种灵活性带来了一些安全和资源管理问题。

图灵完备性的含义

由于以太坊是图灵完备的，为了防止恶意合约造成资源浪费、内存消耗、CPU过载等，以太坊引入了一种称为gas的计量机制。

以太坊使用gas机制来限制程序可以使用的资源量，同时确保图灵完备的计算。

从通用区块链到DAPP

以太坊为通用区块链用于构建各种应用程序开辟了道路。以太坊的愿景扩展为去中心化应用程序（DAPP）的编程平台。 DAPP 代表更广泛的“智能合约”。一个 DAPP 只需要包含一个智能合约和一个 Web 用户界面。此外，还可以包含其他去中心化组件，例如：P2P形式的存储协议和平台，P2P形式的消息协议和平台。

DApp 是建立在开放、去中心化、点对点基础架构上的应用程序。

Web3

Web3 代表了 Web 应用程序的新愿景和重点：从集中式统一管理应用程序到基于分散式协议的应用程序。