以太坊原理
以太坊通过建立终极的抽象的基础层-内置有图灵完备编程语言的区块链-使得任何人都能够创建合约和去中心化应用，并在其中设立他们自由定义的所有权规则、交易方式和状态转换函数。
图灵完备：能够运行非常复杂的运算，最简单的理解是它支持循环的操作，而比特币的验证是不支持循环的。
以太坊虚拟机（EVM）是以太坊中智能合约的运行环境。它不仅被沙箱封装起来，事实上它被完全隔离，也就是说运行在EVM内部的代码不能接触到网络、文件系统或者其它进程。甚至智能合约与其它智能合约只有有限的接触。
对比比特币
外部账户：可用私钥控制的
合约账户：一旦创建，只能是合约里面的代码控制，不能人为控制，但可以人为触发
有向无环图DAG ( Directed Acyclic Graph)
因为以太坊是12s出一个块，所以在12s内可能出现上图的状况，其实在实际情况中，高度2的两个块后面可能还有很多其他块，我们选择最长的当做主链，如果是比特币的话，未做主链的块不会得到任何奖励，如下图
而以太坊的话，会给未做主链的块适当奖励，如下图
状态转移
以太坊区块链
临时分叉
区块头
ommerHash：包含叔区块的Hash
beneficiary：挖洞矿后奖励的存放地址
logsBloom：日志过滤器
number：交易数量
gasLimit：要运行以太坊付出的花费限制
gasUsed：运行以太坊的花费
mixHash：和nonce结合起来做挖矿运算
stateRoot：账户所有信息会生成一个Merkle patricia tree，把树根存储在其中
transactionsRoot：所有的transaction形成Merkle patricia tree，把树根存储集中
receiptsRoot：为每一个transaction做了一个收据，把收据集合起来形成Merkle patricia tree
以太坊账户
包含四个部分：
- 序号，用于确定每笔交易只能被处理一次的计数器，参与生成交易的id
- 账户目前的以太币余额，以太币（Ether）是以太坊内部的主要加密燃料，用于支付交易费用。 以太币的最小单位为Wei， 最大单位为以太，1 Ether=10^18Wei
- 账户的合约代码，如果有的话
- 账户的存储（32byte to 32byte key-value map）
账户信息被称为world state，放在db上管理
外部账户：用户用公钥、私钥控制
合约账户：由合约编译后的code控制
tips：外部账户和内部账户，是在相同的地址空间，相同的数据结构有不同的功能
重放攻击
Gas
什么是Gas（气）？
由以太坊网络上的交易而产生的每一次计算，都会产生费用，这个费用是以称之为”gas”的来支付，gas就是用来衡量在一个具体计算中要求的费用单位，智能合约最原子运算所需花费的单位。
例如 ：一个位移运算需要1气，一个相加运算需要3气；
gasPrice
1气和以太币(wei)的兑换价格
一次Transaction的所有花费
Total_fee= value (转移给对方账户的以太币数量）
- transaction fee
- gas* gasPrice (执行智能合约的花费，此为上限，以实际执行步数为准，gasReal*gasPrice)
Gas Limit
允许的最大花费：以太坊中有循环操作和一些其他复杂的操作，限制最大花费。
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交易
智能合约（Smart contract）
- 智能合约概念于1995年由Nick Szabo首次提出。
- 是一种旨在以信息化方式传播、验证或执行合同的计算机协议。智能合约允许在没有第三方的情况下进行可信交易，这些交易可追踪且不可逆转。
- 智能合约的目的是提供优于传统合约的安全方法，并减少与合约相关的其他交易成本。
- 一个智能合约是一套以数字形式定义的承诺，包括合约参与方可以在上面执行这些承诺的协议。
智能合约的定义
“智能合约”- 根据事先任意制订的规则来自动转移数字资产的系统。
Smart contracts are pieces of code that live on the blockchain
and execute commands exactly how the were told to.
智能合约就是存储在区块链上的代码，用以实现执行特定的功能。
例子：
if HAS_EVENT_X_HAPPENED() is true:
send(party_A,10000)
else:
send(party_B,10000)
一个运行在安全环境下的计算机程序，可以直接控制数字资产.
安全环境：
- 由可信的人，组织运行的服务器(公有云).
- 准去中心化的计算机网络(私有链).
- 去中性化的计算机网络(公有链).
法律合约:”我承诺如果X发生的话，则给你发送10000元”.
智能合约：”我将10000元发送给一个计算机程序，如果X发生了，这个程序会把10000元发送给你，否则将返还给我”.
tips：法律合约可能会出现耍赖的情况
一个运行在安全环境下的计算机程序，可以直接控制数字资产.
- 域名
- 房地产权
- 证券
- 票据
- 专利许可证
- 游戏装备
- 数字货币...
为什么要用智能合约:
- 自动处理
- 减少依靠信任的程度。信任依赖集中在数量很少的数据源，而不是大量的合约执行机制。
智能合约 VS 法律合约
| 法律合约 | 智能合约 |
|---|---|
| 适合主观性佳（如需人类的判断）的请求 | 适合于客观性佳（可用数学去衡量价值) |
| 高成本 | 低成本 |
| 事后执行 | 事前预防 |
| 依赖于处罚 | 依赖于抵押品或者保证金 |
| 受限于具体的地理范围 | 全球性的 |
