比特坊研究报告之——以太坊白皮书解读

wang1122

比特坊研究报告之——以太坊白皮书解读
作者：比特币咕噜
比特坊数字资产研究俱乐部 出品（www.bitfarm.io）

虽然以太坊白皮书的中文版已经面世几个月了，但由于其中涉及了很多技术细节，阅读白皮书要求读者本身掌握一定的计算机编程知识，这样的门槛不可避免地将一部分读者拒之门外。介于此，本文将先从非技术的角度，带读者一起走进以太坊的世界，之后再举两个例子，对以太坊中的合约的运行进行解析，对于不想细究技术原理的读者，此处可跳过 。

背景
比特币开创了去中心化密码货币的先河，五年多的时间充分检验了区块链技术的可行性和安全性。比特币的区块链事实上是一套分布式的数据库，如果再在其中加进一个符号——比特币，并规定一套协议使得这个符号可以在数据库上安全地转移，并且无需信任第三方，这些特征的组合完美地构造了一个货币传输体系——比特币网络。然而比特币作为一次密码货币的伟大尝试，她并不完美，其中，协议的扩展性是一项不足，例如比特币网络里只有一种符号——比特币，用户无法自定义另外的符号，这些符号可以是代表公司的股票，或者是债务凭证等，这就损失了一些功能。另外，比特币协议里使用了一套基于堆栈的脚本语言，这语言虽然具有一定灵活性，使得像多重签名这样的功能得以实现，然而却不足以构建更高级的应用，例如去中心化交易所等。

为了解决这个问题，社区的Mastercoin团队和Countparty团队都试图在比特币之上创建另外一套协议，同时也创建一种新币，这些币可以统称为Metacoin。具体的方式是通过在比特币的交易里添加额外的信息，再用另外的客户端来解析这些信息，他们把Meatcoin这种方式自比“在TCP/IP协议之上构建HTTP协议”。但问题来了，首先，这种方式的效率不高，例如在利用Metacoin系统构建的去中心化交易所里，当用户发出指令要买入某种资产时候，挟带这条指令的那笔比特币交易必须要被加入到区块之后，指令才能生效。高效的做法应该是这条指令直接保存在矿工的内存里，如果买入指令跟已有的卖单匹配，矿工则撮合交易，并写入下一个区块。而现在的情况是，比特币矿工根本不知道交易中嵌入的额外信息是什么意思，这样看起来“TCP/IP协议”和“HTTP协议”之间其实并不怎么配合，正如以太坊白皮书里所说，这倒更像是在SMTP协议上建立HTTP协议。以太坊的白皮书还指出，Metacoin不可能实现完全安全的轻钱包，也就是说客户端需要保留Metacoin创世区块后的所有比特币区块，这对用户来说是一件多么头大的事情啊！

以太坊是什么？
以太坊从设计上就是为了解决比特币扩展性不足的问题。总的来说，以太坊是一个平台，她上面提供各种模块让用户来搭建应用，如果将搭建应用比作造房子，那么以太坊就提供了墙面、屋顶、地板等模块，用户只需像搭积木一样把房子搭起来，因此在以太坊上建立应用的成本和速度都大大改善。具体来说，以太坊通过一套图灵完备的脚本语言（Ethereum Virtual Machine code，简称EVM语言）来建立应用，它类似于汇编语言，我们知道，直接用汇编语言编程是非常痛苦的，但以太坊里的编程并不需要直接使用EVM语言，而是类似C语言、Python、Lisp等高级语言，再通过编译器转成EVM语言。

上面所说的平台之上的应用，其实就是合约，这是以太坊的核心。合约是一个活在以太坊系统里的自动代理人，他有一个自己的以太币地址，当用户向合约的地址里发送一笔交易后，该合约就被激活，然后根据交易中的额外信息，合约会运行自身的代码，最后返回一个结果，这个结果可能是从合约的地址发出另外一笔交易。需要指出的是，以太坊中的交易，不单只是发送以太币而已，它还可以嵌入相当多的额外信息。如果一笔交易是发送给合约的，那么这些信息就非常重要，因为合约将根据这些信息来完成自身的业务逻辑。

合约所能提供的业务，几乎是无穷无尽的，它的边界就是你的想象力，因为图灵完备的语言提供了完整的自由度，让用户搭建各种应用。白皮书举了几个例子，如储蓄账户、用户自定义的子货币等，这里再列举几个笔者想到的例子：1）去中心化交易所，2）各种金融衍生合约，3）彩票，4）基于预测未来事件的打赌，5）投票/仲裁系统，6）去中心化自治组织（DAO），例如基金。这些合约之间可以互动，例如4）打赌合约可以访问5）仲裁合约，而仲裁合约可能是一个基于POS的投票系统，投票的结果作为外部事件的结果返回给打赌合约，作为最后的裁定。

合约示例
对于希望了解如何建立合约、以及合约如何运转的读者，以下两个例子应该能提供一些帮助，但最好结合白皮书中的交易格式、费用组成、数据存储结构等知识进行理解。以下的例子采用类似C的语言编写。

Name Registration
[1] if tx.value < block.basefee * 200:
[2] stop
[3] if contract.storage[tx.data[0]] or tx.data[0] < 100:
[4] stop
[5] contract.storage[tx.data[0]] = tx.data[1]

第1行：如果手续费不够，退出。
第3行：contract.storage[tx.data[0]] 是为了检查tx.data[0]所代表的名称是不是已经被注册了，例如www.bitfarm.io。因为所有contract.storage的项的初始值都是0，所以如果contract.storage[tx.data[0]]不为0，说明之前已经注册过了，而如果if从句返回一个非0的值，则执行stop。tx.data[0]