一、以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来，可是又感觉无从下手，本文将基于以太坊平台，以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念，轻松带大家入门。

以太坊是什么

以太坊（Ethereum）是一个建立在区块链技术之上，去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。

对这句话不理解的同学，姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android，它是一个开发平台，让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。

在没有以太坊之前，写区块链应用是这样的：拷贝一份比特币代码，然后去改底层代码如加密算法，共识机制，网络协议等等（很多山寨币就是这样，改改就出来一个新币）。

以太坊平台对底层区块链技术进行了封装，让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发，开发者只要专注于应用本身的开发，从而大大降低了难度。

目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈：有社区的支持，有很多开发框架、工具可以选择。

智能合约

什么是智能合约

以太坊上的程序称之为智能合约，它是代码和数据(状态)的集合。

智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的（由事件驱动的）、以代码形式编写的合同（特殊的交易）。

在比特币脚本中，我们讲到过比特币的交易是可以编程的，但是比特币脚本有很多的限制，能够编写的程序也有限，而以太坊则更加完备（在计算机科学术语中，称它为是“图灵完备的”），让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序（智能合约）。

智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如：数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。

目前除数字货币之外，真正落地的应用还不多（就像移动平台刚开始出来一样），相信1到3年内，各种杀手级会慢慢出现。

编程语言：Solidity

智能合约的默认的编程语言是Solidity，文件扩展名以.sol结尾。

Solidity是和JavaScript相似的语言，用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。

还有长像Python的智能合约开发语言：Serpent，不过建议大家还是使用Solidity。

Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE,大家可以点进去看看，以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。

运行环境：EVM

EVM（Ethereum Virtual Machine）以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。

Solidity之于EVM，就像之于跟JVM的关系一样，这样大家就容易理解了。

以太坊虚拟机是一个隔离的环境，在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。

而EVM运行在以太坊节点上，当我们把合约部署到以太坊网络上之后，合约就可以在以太坊网络中运行了。

合约的编译

以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式，需要我们在部署之前先对合约进行编译，可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。

合约的部署

在以太坊上开发应用时，常常要使用到以太坊客户端（钱包）。平时我们在开发中，一般不接触到客户端或钱包的概念，它是什么呢？

以太坊客户端（钱包）

以太坊客户端，其实我们可以把它理解为一个开发者工具，它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。

EVM是由以太坊客户端提供的。

Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端，基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台，通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能（API）。Geth的使用我们之后会有文章介绍，这里大家先有个概念。

Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似，不过是跑在终端里。

相对于Geth，Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。

如何部署

智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上，并使用一个特定的地址来标示这个合约，这个地址称为合约账户。

以太坊中有两类账户：

·外部账户

该类账户被私钥控制（由人控制），没有关联任何代码。

·合约账户

该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。

和比特币使用UTXO的设计不一样，以太坊使用更为简单的账户概念。

两类账户对于EVM来说是一样的。

外部账户与合约账户的区别和关系是这样的：一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名，来发送消息给另一个外部账户或合约账户。

在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码，允许它执行各种动作（比如转移代币，写入内部存储，挖出一个新代币，执行一些运算，创建一个新的合约等等）。

只有当外部账户发出指令时，合同账户才会执行相应的操作。

合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上（由实际矿工出块之后，才真正部署成功）。

运行

合约部署之后，当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息（交易）即可，通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。

Gas

和云计算相似，占用区块链的资源（不管是简单的转账交易，还是合约的部署和执行）同样需要付出相应的费用（天下没有免费的午餐对不对!）。

以太坊上用Gas机制来计费，Gas也可以认为是一个工作量单位，智能合约越复杂（计算步骤的数量和类型，占用的内存等），用来完成运行就需要越多Gas。

任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的，由合约的复杂度决定。

而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定，以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用：Gas价格（用以太币计价）* Gas数量。

Gas的目的是限制执行交易所需的工作量，同时为执行支付费用。当EVM执行交易时，Gas将按照特定规则被逐渐消耗，无论执行到什么位置，一旦Gas被耗尽，将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚，如果执行结束还有Gas剩余，这些Gas将被返还给发送账户。

如果没有这个限制，就会有人写出无法停止（如：死循环）的合约来阻塞网络。

因此实际上（把前面的内容串起来），我们需要一个有以太币余额的外部账户，来发起一个交易（普通交易或部署、运行一个合约），运行时，矿工收取相应的工作量费用。

以太坊网络

有些着急的同学要问了，没有以太币，要怎么进行智能合约的开发？可以选择以下方式：

选择以太坊官网测试网络Testnet

测试网络中，我们可以很容易获得免费的以太币，缺点是需要发很长时间初始化节点。

使用私有链

创建自己的以太币私有测试网络，通常也称为私有链，我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。

通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络，以太币想挖多少挖多少，也免去了同步正式网络的整个区块链数据。

使用开发者网络(模式)

相比私有链，开发者网络(模式)下，会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。

使用模拟环境

另一个创建测试网络的方法是使用testrpc，testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境，对于开发调试来说，更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。

进行合约开发时，可以在testrpc中测试通过后，再部署到Geth节点中去。

更新：testrpc现在已经并入到Truffle开发框架中，现在名字是Ganache CLI。

Dapp：去中心化的应用程序

以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库，智能合约理解为和数据库打交道的程序，那就很容易理解Dapp了，一个Dapp不单单有智能合约，比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。

Truffle

Truffle是Dapp开发框架，他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情，让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。

总结

我们现在来总结一下，以太坊是平台，它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用，在这个应用中，使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约，合约编写好后之后，我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约（使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了）。为了开发方便，我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。

注：本文中为了方便大家理解，对一些概念做了类比，有些严格来不是准确，不过我也认为对于初学者，也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确，学习是一个逐步深入的过程，很多时候我们会发现，过一段后，我们会对同一个东西有不一样的理解。

二、区块链公链开发很难吗国内有几家企业可以做

如果是说底层公链开发的话，是很难的。

底层公链其实就是区块链世界的基础设施，相当于我们现在的手机系统。而一个个商业化的区块链项目（Dapp）就类似于跑在手机上的APP，可以说一切的Dapp都要基于底层公链运行，就像玩手机游戏需要在安卓系统或者IOS系统上一样，而现在的主流手机系统也只有这两个，这就已经证明了开发一个区块链底层公链的难度了。

现在的区块链的“基础设施”还不够发达。典型的例子就是去年一个基于以太坊的应用「CryptoKitties」。这是一个通过区块链进行云养猫的游戏应用，一上线就十分火爆，也直接导致以太坊几乎崩溃。CryptoKitties上线短短几天，发生了45000多次交易，近600万美元的交易额，而以太坊的每秒处理交易量（TPS）只有30-40，导致以太坊网络严重拥堵，再一次证明了区块链的不可能三角：去中心化、安全性、效率。

区块链的核心是技术。在基础设施没有搭建好之前，所有的花团锦簇的区块链项目都是空中楼阁。目前区块链底层公链比较突出的是北京的Conflux项目，姚期智院士作为首席科学家，来自清华姚班、多伦多大学等世界级高校的大牛技术团队，在不牺牲去中心化和安全性的条件下，将TPS提高到3000次。就在1周前，Conflux项目组在一周年的测试实验上，用25分36秒跑完了以太坊7个月的交易数据，这在世界上都是顶尖的水平。

三、区块链应用开发找哪家好

区块链技术是通过2008年由中本聪编写的题为“比特币：对等电子现金系统”的论文宣布的。有趣的是，本文没有专门使用“区块链”这个词。

本文讨论的是“纯粹的电子现金版本”，其中“网络通过将交易哈希到持续的基于散列的工作证明链中来标记交易时间，创建一条无需重做证明即可更改的记录”工作的”。

开源的PT-BSC（区块链安全控制）将区块链定义为点对点网络，通过将它们散列到正在进行的基于散列的工作量证明链中来记录时间戳记，形成不能成为记录的记录改变而不重做工作证明。区块链可以被授权，无权限或混合使用。

另一方面，分布式账本被定义为对等网络，该网络使用定义的共识机制来防止修改有序的时间戳记录序列。共识机制包括证明利益，联合拜占庭协议等。

最流行的区块链平台

1.以太坊

以太坊是一个开源的Blockchain平台，运行智能合约并为其创建提供编程工具。在2013年由Vitalik Buterin提出后，该平台简化了下一代分散式应用程序（DApps）和在线合同协议的开发。

以太坊允许设计和发行加密货币和可交易的数字令牌。更重要的是，您可以创建自己的DAO（民主自治组织），例如，一个虚拟组织，通过成员投票解决各种问题。

该平台提供了许多有用的功能，包括图灵完整语言，命令行工具（内置于Go，C++，Python，Java等）以及Ethereum钱包，这是最后一个支持和保护加密资产并简化智能合约的开发者发展。

2. BigChainDB

BigChainDB是一个开源的分布式账本系统，专为存储大量数据而设计，并支持开发人员部署区块链概念验证和应用程序。

该数据库提供分散控制，低延迟，不变性，强大的查询功能以及高速的事务处理。

该系统没有自己的货币，但允许发行和转让任何资产，代币和加密货币。BigChainDB支持自定义数字资产并在事务级别建立访问权限。

BigChainDB基于联邦共识模型，一个拥有投票权限的节点联盟。BigChainDB支持公共和私人网络，有许多用例，包括知识产权，人力资源，政府和土地登记等领域。

此外，深入了解比特币，以太坊和BigchainDB的比较。

3.Blockchain Hyperledger Fabric

Blockchain Hyperledger Fabric是由The Linux Foundation主办并于2016年发布的最受欢迎的Hyperledger项目之一。Hyperledger Fabric是Go编写的，使用Docker容器实现智能合约。

该平台是基于模块化架构构建基于区块链的解决方案的基础，并支持使用一个或多个网络。为了确保高水平的灵活性，可靠性和可扩展性，Hyperledger Fabric最适合开发企业解决方案。

考虑到有用的功能，它包含共享机密信息和交易背书政策的渠道。此外，交易还包括所有签署同行的签名，并提交给订购服务。Hyperledger Fabric是创建授权区块链的最佳平台之一。

4.Hyperledger Cello

Hyperledger Cello是一个区块链平台和操作系统，也是Linux基金会托管的Hyperledger项目之一。Hyperledger Cello的目标是通过向Blockchain生态系统提供按需“即服务”部署模式，最大限度地减少设计和管理区块链的工作量。

Hyperledger Cello使开发人员能够从头创建区块链即服务（BaaS）平台，并管理区块链的生命周期。更重要的是，通过Cello，他们可以在裸机，虚拟云和容器集群之上维护一组网络（大提琴支持Docker，Swarm和Kubernetes）。

5. Hyperledger锯齿湖

Hyperledger Sawtooth Lake是一个区块链平台，代表支持许可和无许可开发的企业解决方案。该平台帮助软件工程师更轻松地创建，部署和运行分布式账本系统和应用程序。

Sawtooth Lake是一个用Python编写的模块化套件，提供智能合同抽象，允许开发人员以他们想要的编程语言编写合同逻辑。Hyperledger Sawtooth中的交易业务逻辑与共识层分离。

共识机制称为经过时间证明（PoET），并使用内置于最新一代英特尔处理器中的SGX可信计算模块。

对于锯齿湖有很多有用的应用。例如，在供应链管理和海鲜配送中，它可以解决诸如食物储存条件不当，非法捕捞行为和海鲜欺诈等问题。

此外，Hyperledger Sawtooth可以确保创建和交换数字资产的安全基础设施。了解一下，锯齿湖及其解决方案如何在不同领域发挥作用。

6. Hydrachain

HydraChain是Ethereum Blockchain平台的开源扩展，为开发和部署许可的分布式分类帐提供支持。

HydraChain完全兼容以太坊协议，并提供了一个基础设施来创建Python中的智能合约。Hydrachain有许多工具可以缩短开发时间并提高调试功能。

重要的是，HydraChain可以确保高水平的定制：系统的各个方面可以轻松配置以满足客户的需求。例如，在创建智能合约时，交易费用，天然气限额，创世分配和封锁时间等事项可以轻松定制。

7. Corda

Corda是一个开源的Blockchain平台，用于构建许可的分布式账本系统。该项目由R3联盟创建，结合了大型银行并允许管理各方之间的法律协议。

像其他分布式分类帐一样，R3 Corda提供安全的数据存储和不可变的数据记录。值得注意的是，只有Corda才能开发交互操作的区块链网络，这些网络在严格的隐私中进行交易。目前，它可能是唯一一个有可插拔共识的分布式账本平台。

8. Multichain

Multichain是一个开源分布式账本系统，基于比特币区块链，专为处理多币种金融交易而设计。

该平台提供各种级别的访问控制和权限，并实现快速解决方案部署。在Multichain中，各种网络可以同时在一台服务器上。

9.开链

作为一个开源的区块链平台，Openchain以强大，安全和可扩展的方式为数字资产的发布和管理而设计。该技术包括智能合约模块，统一的API，以及由于分级账户系统的多级控制和访问权限。

在Openchain中，每笔交易都进行了数字签名（就像比特币一样），共识机制由分部共识引入。你应该注意到Openchain是免费的，所以你不需要花钱加密货币来使用它。

10.链核心

Chain Core是一个企业级的区块链平台，由Chain Protocol和链接协议设计，用于在许可的区块链网络上发布，传输和管理数字资产。此外，该平台还使开发人员能够从头开始创建金融服务。

在连锁核心中，本地数字资产涉及货币，证券，衍生品，礼品卡和忠诚点。该平台提供基于角色的权限访问管理，以便在网络中运行。Chain Core具有联合共识，并提供智能合同支持，交易隐私和多重签名帐户支持。