什么是以太坊？以太坊区块链架构介绍

1 什么是以太坊

区块链实际上是由一个个带有时间戳的区块串联起来构成的链，区块中存放了一系列交易记录，还记录了链接到上一个区块的哈希值，因为区块的顺序以时间戳的先后顺序进行排列，且每一个区块都是可追溯的，因此区块链具有不可篡改性，一旦新产生的区块链接到了区块链中，即不可修改与扩展。目前最受欢迎的区块链为比特币和以太坊区块链，比特币是一个以发行加密货币为核心的区块链，无法基于比特币区块链实现更多的应用。以太坊是一个可编程的区块链，它通过支持智能合约实现区块链的可编程能力，用户使用智能合约可以执行任何计算机可以实现的计算，因此基于以太坊区块链可以开发许多不同功能的区块链应用。

以太坊也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(简称“ETH")提供去中心化的以太虚拟机( Ethereum Virtual Machine)来处理点对点合约，允许任何人在平台中建立与使用通过区块链技术运行的去中心化应用。截至目前，以太币是市值第二的加密货币，仅次于比特币。

2013年以太坊创始人Vitalik 首次发布以太坊白皮书。2015年诞生的ERC20在2017年9月被正式标准化, ERC20表示的是一个合约接口标准，设计初衷是为以太坊中的Token 合约提供一套常见的功能与接口，任何基于ERC20标准的Token都能立即兼容以太坊钱包，同时支持共享与交换。

2 以太坊区块链的架构

以太坊的整体架构如图所示，按从下到上顺序分别由网络层、数据层、共识层、合约层和应用层五个层次组成。

(1)网络层：以太坊网络即由以太坊节点组成的P2P网络，节点间可以进行点对点的通信，每个节点都实现了相同的规范和标准化通信协议，共享同样的数据传播机制及验证机制。每个节点的地位对等。

(2)数据层：数据层中定义了以太坊的基础数据结构，包括区块、账户、交易等数据结构，存放着区块链上所有的数据信息。

(3)共识层：区块链的每个节点共享相同数据的过程叫做共识，共识层描述了以太坊节点达成共识的共识机制，以太坊使用的是POW共识算法，即工作量证明，最快解出数学难题的节点具有生产区块的权利，并可以获取相应的奖励。生产区块的过程被形象的描述为挖矿。

(4)合约层：合约层中实现了以太坊中智能合约的设计，智能合约是一种可以在区块链上自动执行的程序代码，在虚拟机这样的隔离环境中进行执行。以太坊的合约执行环境称为以太坊虚拟机，它可以获取到合约层、共识层、数据层中的信息，同时也为这3个层级提供服务。

(5)应用层：用户基于智能合约可以构建区块链应用，应用层上包括了DApp(去中心化应用)、交易市场和钱包等区块链应用，它们通过智能合约实现与以太坊区块链的信息交互。

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