以太坊的原理.ppt

区块链金融第五章区块链的应用技术

一、本讲导读02熟悉本讲结构与主要内容6

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第二节以太坊的原理以太坊整体架构01以太坊网络概述02以太坊区块结构概述03以太坊共识机制04以太坊账户05以太币06交易07以太坊客户端08

01以太坊整体架构以太坊的原理底层服务：P2P网络、levelDB数据库、密码学(椭圆曲线算法等)及分片优化等。核心层：区块链的核心组件，包括以太坊区块链、共识算法和以太坊虚拟机三个部分。顶层应用：API接口、智能合约语言等内容。

02以太坊网络概述以太坊的原理以太坊网路分类公有链：能够带来数据易于公开、维护成本低等效益。私有链：能够带来交易速度快、用户隐私保障强、交易成本低等效益。联盟链：能够带来数据易于公开、交易速度快用户隐私保障强堆护戎本低等效益。

03以太坊区块结构概述以太坊的原理区块元数据父哈希(parentHash):通过Keccak-256算法对上一区块头哈希运算后的结果。注意此后提到关于以太坊的哈希运算都为Keccak-256算法。时间戳(timeStamp):系统时间。计数(number):现有区块的区块号。受益人(beneficiary):负责创建当前块的用户账户的160位地址,成功挖矿的所有费用都转入该地址。

03以太坊区块结构概述以太坊的原理数据参考交易根((transactionsroo)：本区块所有交易的交易树的根节点的哈希值。OmmerHash:ommer同样叫作叔区块,具体看即ommer是一个区块的父区块和当前区块的父区块的父区块是同一区块,就像我们实际关系中的叔叔一样。这里是叔区块列表的哈希值。附加信息(exadaTa):与此区块相关的附加数据,限定为32字节(256位)

03以太坊区块结构概述以太坊的原理状态根：帮助维护所有状态交易根：跟踪和确认所有交易，与比特币梅克尔树类似收据根：与区块中交易树对应的收据查找树的根哈希

03以太坊区块结构概述以太坊的原理交易执行信息状态根(stateroom)：确认和执行本区块所有交易后本区块所有交易状态树的根点的哈希。收据根(receiptsRoot):在本区块所有交易执行后，本区块所有交易数据的树的根节点日志信息((logBloom):由日志信息组成的一个Boom过滤器。消耗燃料(gasSed):本区块总计消耗的燃料总数燃料限制(gasLit):此区块可消耗的燃料的最大值(根据网络状况动态变化)

03以太坊区块结构概述以太坊的原理一致性子系统信息难度系数(difficulty):从上一个区块难度和时间戳计算而来的本区块的难度系数。混合哈希(mixHash)：一个256位的哈希值,当与随机数组合时,证明此区块进行了足够的计算

04以太坊共识机制以太坊的原理以太坊目前仍采用通过挖矿寻找随机数的工作量证明机制Trash算法的特点是,挖矿效率与网络和内存相关,与CPU的处理能力无关。这样大算力的专用设备就会丧失优势。虽然以太坊目前仍采用工作量证明机制,但是其路线图中明确了未来将切换到权益证明机制,权益证明机制较工作量证明机制在去中心化方面更优秀,且更为环保.

05以太坊账户以太坊的原理相比于比特币的UTXO模式，以太坊账户的模式主要有以下三个优势：节约空间，以太坊的账户模式中，仅仅引用了一个地址，在复杂交易中节约了更多的存储。容易编码，以太坊支持图灵完备语言，可实现账户系统的复杂编码。轻量级的客户端，以太坊客户端可以通过扫描状态树轻松地获得账户状态信息。

05以太坊账户以太坊的原理以太坊账户加密技术类似比特币，以太坊也采用公私钥的加密机制以太坊账户所有权的确立依赖于地址（公钥）、私钥和签名公钥是这个体系的核心，地址来源于公钥，即一个公钥产生唯一一个地址以太坊的私钥在以太坊中从来不直接使用