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以太坊（ETH）是什麼？

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關於以太坊（Ethereum）

以太坊是一個去中心化的開源區塊鏈系統，由 Vitalik Buterin 於 2013 年提出，它使用以太幣（ETH）支付該網路上的交易手續費。這個開源系統允許建立和管理去中心化應用程式（ DApp ），並促進新加密貨幣（稱為以太坊代幣）的發行，進而推動數位金融和區塊鏈技術的未來。

以太坊（ETH）透過首次代幣發行（ICO）推出。以太坊的 ICO 於 2014 年 7 月 22 日至 9 月 2 日進行。在此期間，參與者可用比特幣（BTC）購買以太幣（ETH），價格為每 1 BTC 兌換 2,000 ETH，而當時 1 ETH 約為 0.31 美元。ICO 取得了巨大成功，募集超過 1,800 萬美元，成為加密貨幣領域最成功的群眾募資項目之一。

什麼是以太坊（ETH）？

以太坊（ ETH ）是一個去中心化、開源的區塊鏈平台，由俄羅斯裔加拿大程式設計師 Vitalik Buterin 開發，並於 2015 年 7 月 30 日正式上線。它是第二大的區塊鏈生態系，市值僅次於比特幣。有別於比特幣，以太坊除了作為數位貨幣，還具有更廣泛的用途。

以太坊的基礎設施

● 以太坊區塊鏈：該網路的基礎，記錄了交易和數據的完整歷史。

● 以太坊虛擬主機（EVM）：EVM 是執行智能合約和 DApp 的引擎，在以太坊生態系中發揮著至關重要的作用。

● 以太幣（ETH）：作為該網路的原生加密貨幣，以太幣可促進交易並激勵網路參與。

以太坊區塊鏈的結構包括了包含交易和數據集合的區塊。該網路以 12 秒的間隔運行，稱為「Slots（時隙）」，每個時隙會選一個驗證器來提出一個區塊，以確保高效和安全的交易處理。

網路升級

自推出以來，以太坊經歷了幾次重大升級，以提高功能和效率。主要升級包括：

1. 前沿（Frontier）：2015 年 7 月，以太坊網路的首次發布。

2. 家園（Homestead）：2016 年 3 月的第一次重大升級，其中包括多項協議變更和網路改進。

3. DAO 分叉（DAO Fork）：2016 年 7 月發生的一次有爭議的硬分叉，旨在解決 DAO 駭客攻擊問題，導致以太坊（ETH）和以太坊經典（ETC）分裂。

4. 大都會 - 拜占庭（Metropolis - Byzantium）：於 2017 年 10 月發布，此升級引入了多項改進，包括增強的安全性和隱私功能。

5. 大都會 - 君士坦丁堡（Metropolis - Constantinople）：於 2019 年 2 月實施，為網路帶來了多項優化，也包括降低了交易成本。

6. 伊斯坦堡（Istanbul）：此升級於 2019 年 12 月部署，提高了以太坊的效能和安全性。

7. 繆爾冰川（Muir Glacier）：2020 年 1 月啟動，延遲了難度炸彈（difficulty bomb），以保持網路平穩運行。

8. 柏林（Berlin）：於 2021 年 4 月推出，引進了多項燃料效率優化。

9. 倫敦（London）：這項重大升級於 2021 年 8 月實施，其中包括 EIP-1559，它改變了費用結構並引入了通貨緊縮機制。

10. 合併（The Merge）：為一次重大升級，將以太坊從工作證明（PoW）轉變為權益證明（PoS），大大降低了能耗。

11. 上海（Shanghai）：本次升級於 2023 年 3 月發布，包含對以太坊網路的增強，使其更加高效和安全。

12. 坎昆（Dencun）：於 2024 年 3 月 13 日上線，由九個以太坊改進提案（EIP）組成。EIP-4844（Proto-Danksharding）是旨在降低 Layer 2 解決方案的燃料費的重大升級，而 EIP-4788 和 EIP-6780 也因其重要性而備受關注。

以太坊的願景

以太坊的目標是成為去中心化應用程式的全球平台，提供抗審查、抗停機和抗詐欺的環境。這個願景不僅將以太坊定位為加密貨幣平台，更成為去中心化數位創新和應用的全面生態系。

以太坊的發展歷史

以太坊的誕生於 2013 年，由 19 歲的程式設計師 Vitalik Buterin 提出，他同時也是比特幣雜誌的共同創辦人。Buterin 設想了一個與比特幣相比更為靈活的區塊鏈平台，且能夠支援多種交易。這個想法在一份白皮書中具體化，為以太坊奠定了基礎。Buterin 與 Gavin Wood 等其他聯合創始人一起為該項目贏得了大力支持，透過 2014 年推出前的代幣銷售，募集了 1,800 萬美元。這筆資金也成功將以太坊從概念變為現實。

關鍵里程碑

1. 以太坊推出（2015 年）：2015 年 7 月，以太坊首個公開版本「前沿（Frontier）」的推出，象徵著一個重要的里程碑。此版本引入了智能合約功能，允許在區塊鏈上進行自動化和複雜的交易。這項功能使以太坊脫穎而出，並為去中心化應用程式（DApp）開闢了新的可能性。

2. DAO 事件與硬分叉（2016 年）：2016 年，建立在以太坊上的去中心化自治組織 DAO 遭到駭客攻擊，導致重大資金損失。為了減輕損害，以太坊社群決定實施硬分叉，進而建立了兩個獨立的區塊鏈：以太坊（ETH）和以太坊經典（ETC）。

3. 大都會升級（2017 - 2019 年）：以太坊在大都會階段經歷了以下幾次重大升級：

● 拜占庭升級（2017 年 10 月）：引入了多項改進，包括增強的安全和隱私功能。

● 君士坦丁堡升級（2019 年 2 月）：進行了最佳化，以提高效率並降低交易成本。

%1. 向權益證明（PoS）的過渡 - 合併升級（2022 年）：其中最重要的升級發生在 2022 年，當時以太坊從工作量證明（PoW）過渡到權益證明（PoS）共識機制，稱為「合併（The Merge）」。這項改變代表了朝向更節能、更安全的區塊鏈的進行轉變。它降低了平台的能耗，並提高了交易處理能力。

%1. 以太坊 2.0 和可擴展性改進（2023 年）：合併升級之後，以太坊繼續向以太坊 2.0 發展，重點關注可擴展性和能源效率。其中一項改進為「分片」，它將網路分成較小部分，以提高交易吞吐量。

%1. 坎昆升級（2024 年）：最新的重大升級為「坎昆升級」，計劃於 2024 年 3 月 13 日發布。此次升級包括九項以太坊改進提案（EIP），其中 EIP-4844（Proto-Danksharding）旨在降低 Layer 2 解決方案的燃料費。此外，EIP-4788 和 EIP-6780 也是重點提案，用以進一步強化網路功能。

以太坊是如何運作的？

以太坊的架構

以太坊區塊鏈由眾多節點組成，每個節點都儲存在整個區塊鏈的副本中。本質上，節點是一台的電腦，透過維護所有交易的最新記錄來參與以太坊網路。該鏈中的每個區塊都包含一個交易列表、一個複雜的數學難題以及前一個區塊難題的解決方案，最終形成一個稱為「區塊鏈」的互相連結的鏈。

智能合約

以太坊創新功能的核心是智能合約，也就是自動執行的代碼，一旦滿足特定的預設條件就會觸發。作為去中心化應用程式（DApp）的基礎，智能合約消除了對中介機構的需求。我們可以將智能合約想像成一台自動販賣機，投入適量的金額，做出選擇，物件就會在沒有任何人為干預的情況下進行分配。

以太坊虛擬主機（EVM）

以太坊虛擬主機（EVM）是以太坊生態系的另一個關鍵組成。EVM 作為一台去中心化的全球電腦，執行用以太坊原生程式語言 Solidity 編寫的智能合約。網路中的每個節點都運行自己的 EVM，在交易啟動後集體執行智能合約。EVM 在隔離環境中執行這些智能合約，確保穩健的安全措施。

燃料費與以太幣（ETH）

以太坊上的每項操作，無論是執行交易還是智能合約，都會消耗運算資源。為了在網路上公平地分配這些資源，以太坊採用了「燃料費」的概念。這是一個量化不同操作所需計算量的單位。燃料費是用 ETH（以太坊的原生加密貨幣）支付的。用戶透過指定燃料費限額和燃料費價格來發起交易：分別為他們願意使用的最大燃料量和他們願意為每單位燃料費支付的以太幣。以太坊的總交易費用計算為消耗的燃料和燃料費價格的乘積。這可以為驗證交易的礦工提供回報，並保護網路免受濫發的侵害。

以太坊交易的多功能性

除了簡單的金融交易，以太坊還支援多種應用程式，包含了去中心化金融（DeFi）、去中心化自治組織（DAO）和虛擬市場。這些應用程式的核心都是以太坊的智能合約。這些存在於區塊鏈上的自動程式，會在滿足預定義條件時自動執行，無需中介機構。智能合約一旦部署就不可變更，確保了交易的可靠性和信任度。

可擴展性挑戰和解決方案

隨著以太坊的熱門程度飆升，它也面臨了可擴展性挑戰：尖峰時段的交易速度變慢和較高的手續費。2017 年的 CryptoKitties 現象就是一個典型的例子，鏈上活動的激增導致了網路壅塞。為了解決這些問題，以太坊開發者正在專注於分片和 Rollups 等解決方案。

分片（Sharding）：可擴展性的解決方案

分片是一種將網路數據庫劃分為更小的片段（或分片）的技術。每個分片代表整個數據庫的一部分，並儲存在不同的伺服器上。這種方法大幅減輕了單一節點的數據儲存負擔，使更多人可以作為節點營運者參與其中。分片技術不僅可以提高交易速度，還可以增強網路的整體安全性。

Rollups：提高交易效率

Rollups 是另一種創新解決方案，其中大量交易被捆綁在一起並作為一筆交易進行處理。這種方式有效降低了每筆交易的燃料費用，讓用戶能夠更經濟高效地進行鏈上活動。

權益證明（PoS）

在 2022 年 9 月 15 日的「The Merge （合併）」升級中，以太坊從工作量證明（ PoW ）共識機制過渡到權益證明（ PoS ）模式。此次升級是以太坊 2.0 的關鍵，旨在提升網路的速度、安全性和能源效率。

PoS 如何運作？

在 PoS 模型中，驗證者會根據其持有且願意作為抵押品進行「質押」的以太幣（ETH）數量來選出，以建立新區塊。這與 PoW 模型形成了鮮明對比，在 PoW 模型中，礦工需解決複雜的數學問題，以驗證交易並建立新區塊。

1. 成為驗證者：要成為驗證者，參與者必須在以太坊的官方充值合約中質押 32 枚 ETH。

2. 質押流程：在質押 ETH 後，參與者即成為驗證者，負責提出新區塊並驗證交易。

3. 區塊提議和驗證：協議隨機選擇一個驗證者來提議新區塊。然後由其他驗證者檢查被提出的區塊。如果大多數驗證者同意該區塊的有效性，那麼該區塊就會被新增到區塊鏈中。

4. 激勵與懲罰：透過 ETH 形式的額外獎勵，激勵驗證者誠實執行任務。這些獎勵來自網路的通貨膨脹，以及來自它們被驗證區塊的交易費用。惡意行為或未能維護節點的驗證者可能會面臨懲罰，例如：罰沒（Slashing），即部分或所有質押的 ETH 被沒收。

PoS 的好處

● 能源效率：與 PoW 相比，PoS 大幅降低了能源消耗，使網路更加環保。

● 可擴展性：PoS 模型透過允許每秒處理更多交易來增強網路的可擴展性。

● 安全性：透過要求驗證者質押他們的 ETH，PoS 對惡意行為產生了經濟抑制作用，進而增強了網路安全性。

以太坊的潛在使用案例有哪些？

以太坊作為一個開創性的區塊鏈平台，釋放了多種可能性，遠遠超出單純的貨幣交易。其強大的架構支援在其安全透明的區塊鏈網路上建立去中心化應用程式（DApp）。這些 DApp 則會利用以太坊的功能提供多樣化服務，鞏固了其作為區塊鏈和加密貨幣領域多功能平台的地位。

去中心化金融（DeFi）和金融工具

以太坊最突出的應用之一是去中心化金融（DeFi）領域。DeFi 使用智能合約（一種自動執行的合約，直接將協議條款寫入代碼）來建立複雜的金融工具，而不需要傳統的金融中介機構。當中包括借貸平台、流動性挖礦和去中心化交易所（DEX）等服務，使用戶能夠在不依賴中心化機構的情況下交易資產。透過利用以太坊的智能合約，DeFi 平台提供了更開放、可使用和高度透明的金融系統。

諸如 MakerDAO 等 DeFi 平台，就是利用以太坊智能合約所提供的去中心化借貸等服務。用戶可以借出其以太坊代幣並賺取利息，或是以持有的代幣來進行借款。

數位身分和安全交易

在開發數位身分解決方案上，以太坊也具有關鍵作用。透過創造去中心化身分，用戶可以更好地控制個人資訊。這類應用程式在必須進行身分驗證的線上交易和服務中特別有價值。以太坊的區塊鏈可確保個人資訊保持安全且防止篡改，進而提高數位領域的隱私和安全性。

供應鏈管理

在供應鏈管理領域，以太坊的區塊鏈提供了前所未有的透明度和可追溯性。透過在區塊鏈上記錄產品旅程的每一步，可以追蹤貨品從製造到最終運輸的來源和處理過程。對嚴格要求真實性和道德採購的產業（如食品業和製藥業等）來說，此類應用特別有益。

非同質化代幣（NFT）

非同質化代幣（NFT）的建立和交易已成為以太坊的一個重要應用。NFT 是獨特的數位資產，可以代表各種物品的所有權和真實性，包括藝術品、音樂和收藏品。以太坊的區塊鏈確保了每個 NFT 都獨一無二且無法複製，為創作者和收藏者在數位世界中的互動提供了一種新方式。

CryptoKitties 是第一批出現的 NFT 項目之一，用戶可以購買、收集和培育獨特的數位貓咪，而每隻貓咪都在以太坊區塊鏈上以 NFT 的形式存在。同樣地，像 OpenSea 這樣的平台已經成為交易各種 NFT 的市場，從數位藝術到虛擬房地產，一切都建立在以太坊的技術上。

什麼是以太幣（ETH）？

以太幣（ ETH ）是以太坊區塊鏈的主要加密貨幣，通常被比作網路的數位燃料。它用於處理以太坊內的各種任務，例如：運行智能合約和去中心化應用程式（DApp）、儲存價值以及進行點對點支付。以太幣可在 Bitget 等許多加密貨幣交易所上進行交易。

以太坊網路的運行需要運算資源。每當有人要進行交易或啟動智能合約時，都必須支付以太幣費用，稱為「燃料（Gas）」。此燃料費補償了網路節點所使用的運算能力，確保網路平穩運行並防止濫用或濫發。該系統使以太幣成為以太坊功能和安全性的重要組成。

什麼是以太坊 2.0？

以太坊 2.0 代表著原始以太坊區塊鏈的重大演變，旨在大幅改進網路的三個關鍵層面：可擴展性、安全性和能源效率。此次升級從 2020 年 12 月 1 日開始分階段啟動，推出了信標鏈，也象徵著以太坊的關鍵轉型。

以太坊 2.0 最明顯的變化之一是從工作量證明（PoW）共識機制轉向權益證明（PoS）共識機制。這個轉變非常重要，因為它大大減少了網路的能源使用，使其更加環保，並增強了針對各種類型網路攻擊的安全性。

以太坊 2.0 的核心要素是引入「分片」技術。分片技術涉及將以太坊區塊鏈分成幾個較小的部分，稱為「分片（Shards）」。每個分片都可以獨立處理交易和智能合約。這與原始以太坊設定有很大不同，在原始以太坊設定中，每筆交易都需要在整個網路上進行驗證。分片可以更快地處理交易，進而提高網路的速度和效率。

此外，以太坊 2.0 計劃引入 eWASM（Ethereum WebAssembly），它將取代以太坊虛擬主機（EVM）。eWASM 能夠更有效率、更快速地執行程式碼，進而優化網路效能。此次升級還整合了交聯（Crosslink），這有助於有效管理這些分片鏈。

以太坊的價值是由什麼決定？

憑藉其獨特而強大的功能，以太坊得以從廣闊的加密貨幣世界中脫穎而出。從本質上來說，以太坊的設計不只是一種數位貨幣。正如其白皮書所述，其主要目標是建立一個用於建立去中心化應用程式（DApp）的新協議。這些應用程式不受任何單一實體的控制，提供高水準的安全性和可擴展性的潛力。

以太坊與眾不同的關鍵要素之一是智能合約的使用。智能合約是自動執行的合約，其條款直接寫入程式代碼中，它們會自動化並執行合約條款，最大程度地減少詐欺或第三方干預的風險。這項技術為開發者打開了一個充滿可能性的世界，使其能夠建立各種具有實際應用的去中心化應用程式。

以太坊的另一項重要特點，是無需精深的區塊鏈知識，即可在其網路上輕鬆建立數位貨幣（稱為「代幣（Token）」）。許多知名代幣，例如 ChainLink（LINK）、Basic Attention Token（BAT）和 VeChain（VET）都來自以太坊，然後才將代幣轉移到自己的區塊鏈。以太坊的 ERC-20 和 ERC-721 標準使開發者可以輕鬆地建立同質化和非同質化的代幣，進而推動各個領域的創新。