以太坊 白皮书

Ethereum:下一代智能合约和去中心化应用程序平台

Ethereum白皮书由 Vitalik Buterin 于 2013 年末起草,并于 2014 年初正式对外发布。此举旨在比特币问世之后,探索并实现一个通用可编程区块链的全新范式。


该白皮书以“以太坊:下一代智能合约和去中心化应用平台”为主题。Ethereum 的核心创新在于提出了集“智能合约、图灵完备的以太坊虚拟机(EVM)以及 Gas 计量机制”于一体的通用执行环境,这使得区块链技术不再局限于价值转移,而是能够自动运行复杂的逻辑和程序。其意义在于,它将货币、规则和程序统一到开放的公共账本上,从而奠定了去中心化应用(DApp)生态系统发展的基础。


Ethereum 的初衷是构建一个开放、中立的“世界计算机”。白皮书中阐述的核心观点是:通过在公有链上提供一个可编程的状态机,并通过 Gas 机制对计算与存储资源进行定价,便能够实现在无需任何中心化中介的情况下,可靠地运行全球可验证的应用程序。

感兴趣的研究者可访问原版 以太坊 白皮书。以太坊 白皮书链接:https://ethereum.org/en/whitepaper/

以太坊 白皮书摘要

作者:Lars Holmstrom
最近更新时间:2025-09-29 04:41
以下内容是对 以太坊 白皮书的简明摘要,旨在帮助您快速了解 以太坊 白皮书,并对 以太坊 本身有更清晰的认识。

朋友你好!很高兴能向你介绍一个在区块链世界里非常重要的项目——以太坊(Ethereum),简称ETH。你可以把它想象成区块链世界的“超级计算机”或者“公共账本”,但它比普通账本强大得多,因为它不仅能记录交易,还能运行各种复杂的程序和应用。

Ethereum是什么

以太坊不仅仅是一种数字货币,它是一个去中心化的开放源代码区块链平台。 你可以把它理解成一个“世界电脑”,一个全球性的、大家都能使用的、去中心化的平台,开发者可以在上面构建各种应用,而不需要任何中心化机构的许可。

在以太坊上,最核心的功能之一就是智能合约(Smart Contracts)。你可以把智能合约想象成一种“自动执行的协议”,它的条款直接写在代码里,一旦预设的条件满足,它就会自动执行,不需要任何中间人。 比如,你和朋友打个赌,约定如果某个足球队赢了,你的钱就自动转给朋友。这个“约定”就可以写成智能合约,省去了信任的烦恼。

以太坊的目标用户非常广泛,包括想要发行自己的数字资产(比如ERC-20代币,你可以理解为以太坊上的“数字股票”或“积分”)、创建去中心化金融(DeFi)应用(比如借贷、交易平台)、开发不可替代代币(NFT)艺术品和收藏品,以及构建其他各类去中心化应用(DApps)的开发者和用户。

典型使用流程就像这样:

  1. 获取以太币(ETH):首先,你需要有以太坊的“燃料”——以太币,用来支付网络上的各种操作费用(我们称之为“Gas费”)。
  2. 选择一个钱包:你需要一个数字钱包来存储你的ETH和在以太坊上创建的数字资产,并与去中心化应用进行交互。
  3. 与DApp交互:你可以通过钱包连接到各种DApp,例如去中心化交易所进行交易,或者在NFT市场上购买数字艺术品。当你进行操作时,ETH会作为Gas费被扣除,确保你的操作能在网络上被处理。

项目愿景与价值主张

以太坊的创始人Vitalik Buterin在2013年提出以太坊时,就有一个非常清晰的愿景:它不仅仅是数字货币,而是一个开放的软件平台,利用区块链技术,让开发者能够轻松地构建去中心化应用。 他希望以太坊能成为一个“终极抽象基础层”——一个拥有图灵完备编程语言(你可以理解为能运行任何程序的语言)的区块链,让任何人都可以编写智能合约和去中心化应用,并自定义它们的规则。

以太坊希望解决的核心问题是传统互联网的中心化弊端,比如数据被少数公司控制、审查制度、隐私泄露等。它通过去中心化抗审查性开放性数据所有权来解决这些问题。

相较于比特币,比特币更像是一个“只能进行加减钱的计算器”,专注于数字黄金的功能;而以太坊则像一台“完整的电脑”,能够运行各种程序和应用,它的“智能合约”功能是其与比特币最大的不同。

以太坊的长期愿景是成为一个更具可扩展性、更安全,同时保持去中心化的平台。 它致力于从一个仅为加密应用提供动力的平台,发展成为全球关键的基础设施,支持金融、治理甚至数字身份等多种功能。

技术特点

以太坊的技术架构是一个复杂但又精巧的系统。 它的核心组件包括:

  • 区块链(Blockchain):这是一条分布式账本,记录所有交易和智能合约的交互。它由网络中的节点共同维护,确保数据的透明性和安全性,并且是不可篡改的。
  • 以太坊虚拟机(EVM - Ethereum Virtual Machine):你可以把它看作是以太坊的“大脑”或者“全球计算机”。 EVM负责执行智能合约的代码,确保所有在以太坊上运行的程序都能在网络中的每个节点上以相同的方式执行,保证了运行的确定性。
  • 智能合约(Smart Contracts):前面提过,是自动执行的协议。
  • 账户(Accounts):以太坊有两类账户,一种是外部账户(由用户私钥控制),另一种是合约账户(由部署在EVM上的智能合约控制)。
  • Gas机制:为了防止无限循环和网络资源耗尽,以太坊引入了Gas机制。你可以把Gas看作是执行操作所需支付的“燃料”,每一步计算都需要消耗Gas,而Gas的价格用ETH来支付。

以太坊的共识机制(Consensus Mechanism)也经历了重要演变。

  • 工作量证明(PoW - Proof of Work):在2022年9月之前,以太坊和比特币一样,采用PoW机制。简单来说,就是矿工通过解决复杂的计算难题来验证交易、打包区块,并获得奖励。这需要消耗大量的电力。
  • 权益证明(PoS - Proof of Stake):2022年9月,以太坊通过“The Merge”(合并)事件,从PoW成功过渡到PoS机制。 采用PoS后,不再需要矿工进行耗能计算,而是由“验证者”锁定(质押)一定数量的ETH,然后被随机选中来验证交易和创建新区块,并获得奖励。 这大大降低了能源消耗,并提高了网络的安全性。

代币经济学

以太坊的原生代币是以太币(Ether),简称ETH。 它是以太坊生态系统的“燃料”,扮演着多种角色:

  • 数字货币:ETH本身就是一种可以在加密货币交易所交易的数字资产。
  • 交易和计算费用(Gas):在以太坊网络上进行任何操作,例如发送代币、执行智能合约等,都需要支付Gas费用,这些费用用ETH支付。
  • 网络安全质押资产:在PoS机制下,验证者需要质押ETH来参与网络的安全维护,并以此获得奖励。

关于ETH的供应和发行机制:

  • 无固定总量:与比特币2100万枚的固定上限不同,ETH没有一个硬性总量上限。
  • 发行机制:在PoW时期,ETH的发行量是恒定的,每天大约发行13,000枚ETH。 在过渡到PoS后,ETH的每日发行量大幅下降,大约为1,700枚ETH,下降了约88%。
  • 销毁机制(EIP-1559):2021年8月,以太坊引入了EIP-1559改进提案。这项提案改变了Gas费的运作方式,将一部分基础交易费用进行“销毁”(即永久移除出流通),而不是全部支付给验证者。 这使得ETH在网络繁忙时可能出现通缩(deflationary)现象,即销毁的ETH量超过新发行的量,从而减少了总供应量。

初始分配:在以太坊启动时,约有6000万枚ETH通过众筹销售分配给参与者。另有1200万枚ETH预留给以太坊基金会、早期贡献者和开发者,用于启动网络。

代币的分配和解锁信息主要与PoS质押相关,验证者质押的ETH在一段时间内是锁定的,但“The Merge”后的上海升级已允许验证者提取质押的ETH。

团队、治理与资金

以太坊是由程序开发者Vitalik Buterin在2013年构思的。 其他创始人还包括Gavin Wood、Charles Hoskinson、Anthony Di Iorio和Joseph Lubin。 以太坊的开发工作始于2014年,并通过众筹获得资金,并于2015年7月30日正式上线。

以太坊的治理模式是去中心化的,没有一个单一的个人或组织拥有或控制以太坊协议。 这意味着对协议的更改需要通过社区的广泛协调来完成。

治理过程:以太坊的治理主要通过“以太坊改进提案”(EIPs - Ethereum Improvement Proposals)来实现。 任何人都可以提出EIP,然后经过核心开发者、验证者、节点运营商、应用开发者和ETH持有者等多个利益相关方的讨论、审核和测试,最终形成社区共识。 这种“链下”的软性治理方式,需要很高的协调门槛,以确保对以太坊的任何改变都是安全且被社区接受的。

以太坊基金会(Ethereum Foundation):这是一个非营利组织,在以太坊生态系统中扮演着重要角色,主要负责资助协议开发、研究、教育和赠款,以促进以太坊的发展。 但需要注意的是,基金会不直接“控制”以太坊,而是引导和支持其发展。

路线图

以太坊的路线图是一个动态的、不断演进的计划,旨在提高网络的安全性、可扩展性和效率。 它经历了多个重要的历史节点和事件,并对未来有明确的规划:

历史重要节点:

  • 2015年7月30日:创世区块(Frontier)上线,以太坊网络正式启动。
  • 2016年:The DAO事件与硬分叉。一个大型VC基金(The DAO)被黑客攻击,导致社区进行了有争议的硬分叉,分成了以太坊(ETH)和以太坊经典(ETC)。
  • 2017年10月:拜占庭(Byzantium)硬分叉。减少了区块挖矿奖励,并推迟了难度炸弹。
  • 2019年:伊斯坦布尔(Istanbul)硬分叉。优化了交易费用,提高了网络抵御拒绝服务攻击的能力,并更好地支持了Layer 2网络。
  • 2020年12月:信标链(Beacon Chain)上线。这是以太坊向PoS过渡的第一步,引入了PoS共识机制,并允许ETH进行质押。
  • 2022年9月:The Merge(合并)。以太坊成功从PoW共识机制过渡到PoS共识机制,这是一个历史性的里程碑,大幅降低了能源消耗。
  • 2023年4月:上海升级(Shanghai Upgrade)。使得信标链上的质押ETH可以提取,完成了向PoS的过渡。
  • 2024年3月:坎昆-德内布(Dencun)升级。此次升级标志着“The Surge”阶段的开始,通过引入“proto-danksharding”等技术,旨在降低Layer 2交易成本并提高数据可用性。

未来重要规划:

以太坊的未来路线图由Vitalik Buterin提出了六个主要阶段,统称为“The Surge”、“The Scourge”、“The Verge”、“The Purge”和“The Splurge”,这些升级并不是严格按顺序进行的。

  • The Surge(涌现):目标是通过分片技术(Sharding,你可以理解为将区块链分成多个小块,并行处理交易)和Layer 2解决方案,将以太坊的可扩展性提高到每秒10万笔交易以上。
  • The Scourge(清除):旨在解决以太坊PoS设计中的中心化问题,特别是与MEV(最大可提取价值)和流动性质押相关的风险。
  • The Verge(边缘):侧重于引入更先进的数据存储方案,例如Verkle Trees,以简化区块验证过程,提高网络的效率和可扩展性。
  • The Purge(清除):目标是简化协议,消除技术债务,并通过清除历史数据来降低参与网络的成本。
  • The Splurge(挥霍):这个阶段是“修复所有其他问题”的广义目标,涵盖各种改进和优化。

常见风险提醒

投资任何加密项目都伴随着风险,以太坊也不例外。以下是一些常见的风险提醒:

  • 技术与安全风险
    • 协议复杂性:以太坊协议非常复杂,任何代码错误或漏洞都可能导致安全问题。
    • 智能合约漏洞:虽然智能合约是自动执行的,但如果代码本身存在漏洞,可能会导致资金损失,历史上也曾发生过类似事件(如The DAO事件)。
    • 中心化担忧:尽管以太坊致力于去中心化,但仍有一些关于验证者中心化(特别是流动性质押协议)和开发权力集中(以太坊基金会和核心开发者)的担忧。
  • 经济风险
    • 高昂的Gas费:在网络繁忙时,Gas费用可能会非常高,这可能会限制普通用户的参与,并可能将一些活动推向Layer 2解决方案或其他区块链。
    • 市场波动性:ETH作为一种加密资产,其价格受市场供需、宏观经济、监管政策等多种因素影响,波动性较大,可能导致投资损失。
    • 质押提款拥堵:目前,以太坊的验证者提款队列可能很长,导致质押的ETH需要等待较长时间才能提取,存在一定的流动性风险。
  • 合规与运营风险
    • 监管不确定性:全球各国对加密货币的监管政策仍在不断演变,未来的监管变化可能对以太坊的运作和采用产生影响。
    • 竞争加剧:随着其他区块链平台和Layer 2解决方案的不断发展,以太坊面临来自竞争对手的压力,需要不断创新以保持领先地位。

验证清单

  • 区块浏览器(Etherscan)etherscan.io (你可以把它理解为以太坊的“搜索引擎”,可以查询所有交易、区块、智能合约等信息。)
  • GitHub活跃度:以太坊是一个开源项目,其核心代码库可以在GitHub上找到。活跃的代码更新和社区贡献是项目健康发展的重要指标。
  • 官方网站ethereum.org (了解项目最新动态和官方信息的重要来源。)

项目总结

以太坊是一个具有开创性意义的区块链项目,它将区块链技术从单纯的数字货币拓展到了可编程的“世界计算机”领域。 通过引入智能合约,它为去中心化应用(DApps)、去中心化金融(DeFi)和非同质化代币(NFT)等Web3创新奠定了基础。 经过“The Merge”向权益证明(PoS)的转变,以太坊在能耗和安全性方面取得了显著进步。

尽管以太坊拥有强大的社区支持和持续的创新能力,但它也面临着可扩展性挑战、潜在的中心化风险以及复杂的监管环境等问题。 其未来的发展路线图,如“The Surge”等,旨在通过分片和Layer 2解决方案等技术来解决这些挑战。 对于任何对以太坊感兴趣的朋友,建议深入研究其技术细节、社区治理和未来规划,并始终牢记,加密资产投资存在固有风险。本介绍不构成任何投资建议,更多详情请用户自行研究。

免责声明:以上解读仅为作者个人观点,请您自行核实所有信息的准确性。相关内容不代表平台立场,亦不构成投资建议。关于该项目的更多信息,请查阅其白皮书。

您对 以太坊 项目有何看法?

良好糟糕
YesNo