以太坊和比特幣區塊鏈的異同（一些QA）

1.比特幣區塊鏈和以太坊區塊鏈有何區別？

比特幣區塊鏈與以太坊在設計和功能上有顯著的不同。下面是關於比特幣的主要點：

1. 沒有智慧合約功能（按照以太坊的定義）：比特幣是為了作為一個去中心化的數字貨幣而建立的，而不是為了支援複雜的智慧合約。雖然比特幣有一個叫做 "Script" 的程式語言，但它的功能遠不及以太坊。

2. 代幣概念：在比特幣網路上，沒有原生的代幣概念（如以太坊的ERC-20或ERC-721代幣）。但是，有些第三方解決方案（如 Counterparty）允許在比特幣區塊鏈上建立代幣，但這些方法不如在以太坊上直接和原生地建立代幣那樣流行或普及。

3. 交易模型：比特幣的交易模型是基於UTXO（未消費的交易輸出）的，這與以太坊的賬戶模型是不同的。在比特幣中，每筆交易都消費一個或多個UTXO，並生成新的UTXO。

4. 功能焦點：比特幣主要關注作為去中心化貨幣的功能，而不是支援去中心化應用或智慧合約。

5. 共識機制：至今，比特幣仍然使用工作證明 (PoW) 作為其共識機制，而以太坊正在向權益證明 (PoS) 過渡。

6. 指令碼功能：雖然比特幣的Script語言不像以太坊的Solidity那樣功能強大，但它仍然允許一些基本的邏輯，如多重簽名交易、時間鎖定等。

7. 安全與去中心化：比特幣經常被譽為是最安全、最去中心化的區塊鏈，這主要是由於其廣泛的節點分佈和巨大的雜湊率。

總的來說，比特幣和以太坊有不同的設計目標和功能集。比特幣旨在成為一個去中心化的數字貨幣，而以太坊旨在成為一個去中心化的世界計算機，支援智慧合約和去中心化應用。

2.以太坊發行代幣需要編寫一個智慧合約，這是為什麼？

在以太坊和其他支援智慧合約的區塊鏈平臺上，代幣不是一個單獨的“物體”或“資產”，而是智慧合約中定義的狀態和函式的集合。為了更清楚地解釋，我們可以詳細地探討以下幾點：

1. 智慧合約是程式碼和資料的結合：在以太坊上，一個智慧合約實際上就是一組程式碼（函式）和資料（狀態變數）的結合。這些函式和狀態變數共同定義了合約的行為和資料。

2. 代幣的屬性和行為都在合約中定義：當我們談論“代幣”，實際上我們是指在智慧合約中定義的一些特定的狀態和函式。例如，一個基本的ERC-20代幣合約通常會有以下狀態和函式：

   • 狀態：
     • totalSupply：代幣的總供應量
     • balanceOf：每個地址的代幣餘額
     • allowance：一方允許另一方轉移的代幣數量
   • 函式：
     • transfer：轉移代幣
     • approve：批准其他地址轉移一定數量的代幣
     • transferFrom：從一個地址轉移代幣到另一個地址（需要預先獲得批准）

3. 代幣的狀態儲存在區塊鏈上：當你在智慧合約中定義了一個狀態變數（如balanceOf），它實際上儲存在以太坊區塊鏈的全球狀態中。每次與合約互動時，都可以更改這些狀態。

4. 智慧合約使代幣邏輯成為可能：智慧合約的存在使得代幣能夠有複雜的邏輯和功能，例如凍結某些代幣、進行分紅或建立具有特殊屬性的代幣（如NFT）。

總之，當我們在以太坊上談論“代幣”時，我們實際上是指一個特定的智慧合約，它定義了代幣的所有屬性和行為。沒有智慧合約，代幣在以太坊上就不存在。這是為什麼當你想要在以太坊上建立或釋出代幣時，你需要編寫一個智慧合約。

3.以太坊區塊鏈記錄的鏈上資料是什麼？是如何組織並儲存不同智慧合約的互動資料的？

以太坊的資料結構和儲存方式確實是一個複雜的話題，但我會盡量簡潔地給你一個概述。

以太坊區塊鏈中的資料主要分為兩部分：區塊資料 和 狀態資料。

1. 區塊資料:

每一個區塊都包含了以下主要資訊：

• 區塊頭：這包括了許多後設資料，如前一個區塊的雜湊值、時間戳、難度、Nonce、Merkle tree的根雜湊值等。

• 交易列表：每個區塊都會包括一系列的交易。這些交易可以是標準的Ether轉賬，或者是與智慧合約的互動。

• 叔塊：為了獎勵那些因為網路延遲而未能被主連結受的區塊，以太坊有一個“叔塊”機制。

2. 狀態資料:

這是以太坊與比特幣的主要區別之一。以太坊維護了一個全球狀態，其中包括所有賬戶的資訊。

• 賬戶：在以太坊上有兩種型別的賬戶：Externally Owned Accounts (EOAs) 和 Contract Accounts。EOAs由私鑰控制，通常用於普通的交易，而Contract Accounts是智慧合約的賬戶，它包含了合約的程式碼和資料。

• 儲存：每個智慧合約都有與之相關聯的儲存空間，用於儲存其狀態變數。例如，一個ERC-20代幣合約可能會在其儲存中有一個對映，表示每個地址的代幣餘額。

這些狀態資料是使用Merkle Patricia Trie（一種資料結構）組織的，允許快速的查詢和更新，同時提供了資料完整性的證明。

如何組織並儲存不同智慧合約的互動資料？

每次與智慧合約互動（例如，呼叫其函式）時，會產生一個交易。這個交易在被挖礦並加入到一個區塊後，會執行合約的程式碼並可能更改合約的狀態。這些狀態更改會更新在全球狀態中，並永久儲存在區塊鏈上。

例如，如果你傳送一個交易來呼叫ERC-20代幣合約的transfer函式，這個函式的執行會更改儲存中的兩個地址的餘額：一個地址的餘額減少，另一個地址的餘額增加。這兩個狀態更改會被儲存在全球狀態中。

總之，以太坊使用其全球狀態和Merkle Patricia Trie資料結構來組織和儲存所有智慧合約和賬戶的資料。每個區塊都會包含一系列的交易，這些交易會更改這個全球狀態。

4.以太坊這個幣（ETH）本身也只是一個智慧合約嗎，然後可以作為全網的gas？

不完全是。以太坊的原生貨幣 ETH 並不是透過智慧合約實現的，而是直接嵌入在以太坊的協議層中的。這意味著 ETH 的處理方式和邏輯都是在以太坊協議的核心程式碼中定義的，而不是透過一個智慧合約來定義。

以下是一些關於 ETH 的要點：

1. 原生貨幣：ETH 是以太坊的原生貨幣，它存在於以太坊的每一個版本中，從最初的 Frontier 到現在。

2. Gas 和手續費：在以太坊上，執行智慧合約和進行交易都需要消耗計算資源。為了衡量這些資源的使用，以太坊引入了“gas”這個概念。交易的傳送者為其交易提供 gas，併為每個 gas 單位支付一定數量的 ETH 作為手續費。這既是為了防止網路濫用，也是為了獎勵那些驗證和執行交易的礦工。

3. 不是智慧合約：儘管 ETH 用於與智慧合約互動（例如支付 gas 費用或作為智慧合約邏輯的一部分），但 ETH 本身不是透過智慧合約定義的。

4. ETH 和 ERC-20：雖然 ETH 本身不是一個 ERC-20 代幣，但以太坊的社群為了方便與其他智慧合約的互動，建立了一個稱為 WETH（Wrapped ETH）的包裝代幣，它是一個標準的 ERC-20 代幣，代表同等數量的 ETH。

總的來說，ETH 是以太坊網路的基礎，它在協議層面提供了激勵機制（為礦工支付獎勵）和網路安全性（透過支付 gas 手續費來防止濫用）。與此同時，智慧合約和由它們定義的代幣（如 ERC-20 或 ERC-721 代幣）都執行在這個基礎之上。