以太坊智能合约开发第二篇：理解以太坊相关概念

yibinnn 发布于2019-06-27 18:20 / 1381人阅读

摘要：原文发表于以太坊智能合约开发第二篇理解以太坊相关概念很多人都说比特币是区块链，以太坊是区块链。它是以太坊智能合约的运行环境。是由以太坊节点提供。以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用。

原文发表于：以太坊智能合约开发第二篇：理解以太坊相关概念

很多人都说比特币是区块链1.0，以太坊是区块链2.0。在以太坊平台上，可以开发各种各样的去中心化应用，这些应用构成了以太坊的整个生态。目前，以太坊是区块链世界里生态建设最好的底层公链。本篇将以通俗易懂的方式介绍以太坊开发中涉及到的相关概念，带领大家轻松入门。

以太坊

以太坊（Ethereum）是一个建立在区块链技术之上的、图灵完备的去中心化应用平台。它允许任何人在平台中通过智能合约技术开发、部署和使用去中心化应用。

>  有没有感到和ios、Android平台有点类似？

在以太坊未问世之前，写区块链的应用是这样的：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。2013、2014年那时候的很多山寨币就是这样，改改比特币代码就造出来一个新币。

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：社区支持、开发框架、开发工具等等。

智能合约

网络上关于智能合约的解释都很晦涩。我们可以简单的理解为在区块链上，由事件驱动、以代码形式存在、可执行的特殊交易合同。它是代码、数据的集合。

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。和移动互联网刚兴起之时各种各样、各行各业的APP推陈出新一样，去中心化应用的市场在初期肯定有一个红利期。对此有兴趣的开发者，可抓住机会。

Solidity

Solidity是一门和JavaScript类似的编程语言，文件扩展名以 .sol 结尾。它用于智能合约的开发，并能编译成以太坊虚拟机字节码，部署到以太坊底层区块链网络上。

EVM

EVM即以太坊虚拟机，全称是Ethereum Virtual Machine。它是以太坊智能合约的运行环境。

> EVM是由以太坊节点提供。每个以太坊节点中都包含EVM
> Solidity之于EVM，就像Java跟JVM的关系一样
> 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

EVM运行在以太坊节点上，当我们把合约部署到以太坊区块链网络上之后，合约就可以在以太坊网络中运行了。

合约编译

以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码。这就需要我们在部署之前先对合约进行编译。

> 推荐使用solc编译器。

以太坊客户端（节点）

一个以太坊客户端就是一个以太坊节点。它提供账户管理、数字资产管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。对于我们开发者来说，它就是一个开发者工具。

Geth是典型的以太坊客户端。Geth这个名字是Go Ethereum开源项目的简称。它是基于Go语言开发且实现了Ethereum协议的客户端软件。 Geth提供了一个交互式命令控制台，通过命令来操作以太坊的各种功能（API）。

> Geth是全节点客户端，会一直同步以太坊区块链上的所有数据。目前数据量已经几十G，不久就会上百G。
> 在开发过程中，我们推荐使用以太坊区块链的私有链Ganache，免去同步以太坊全部区块数据的麻烦。在后续的文章中会介绍Ganache。

账户

以太坊中账户分为两类：

外部账户(EOA)

该类账户被公钥-私钥对控制(用户)，没有关联任何代码
外部账户的地址由公钥衍生而来

合约账户(CA)

该类账户为智能合约分配的账户，被合约代码控制且有代码与之关联
智能合约的部署会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，这个地址就是为合约账户

合约账户存储了代码，外部账户则没有。除了这点之外，这两类账户对于EVM来说都是一样的。

合约部署就是将编译好的合约字节码，通过外部账号以发送交易的形式部署到以太坊区块链网络上（由实际矿工出块之后，才会真正部署成功）。

外部账户与外部账户之间交易仅仅是转账。但是外部账户到合约账户，是可以激活各种操作的。

运行

合约部署后，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

Gas即矿工费。以太坊上每笔交易的执行（被矿工打包）都会被收取一定数量的gas。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，将会触发一个 out of gas 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将会返还给发送账户。因此，我们需要一个有以太币余额的外部账户，来为发起的交易支付gas。

如果没有这个限制，就会出现无法停止（如：死循环）的合约来阻塞以太坊区块链网络

gas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、类型、占用的内存等等），所需的gas就越多。gas的最小单位是wei，1eth=10^18wei=10^9gwei

GasLimit: 愿意支付矿工费的上限

GasPrice: 矿工费单价

gas = GasLimit * GasPrice

去中心化应用(Dapp)

Dapp全称是Decentralized App。以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的分布式账本数据库，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，还需要有一个友好的用户界面和其他的业务程序。

Truffle

Truffle是目前最流行的Dapp开发框架，它可以帮我们处理掉很多繁琐的事情，让我们更专注于智能合约的开发，迅速开始编码-编译-部署-测试-打包Dapp的流程。

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。应用中，我们可以使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约，合约编写好后之后，我们通过一个有余额的账户将合约部署到以太坊节点上，并运行合约（使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情）。为了开发方便，我们可以用以太坊私有链Ganache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，有些严格来说不是准确。不过我认为对于初学者，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。

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