Arkitektoniska komponenter i Ethereum-blockkedjan:Vad är de?

Ethereum ( ETH) har gått från bara en vitbok 2013 till en miljarddollar blockchain som många projekt har byggt på. Blockkedjan kom till ur medskaparen Vitalik Buterins strävan efter mer funktionalitet än vad Bitcoin (BTC) hade att erbjuda när det gäller att bygga ut ett omgivande ekosystem.

Vad är Ethereum-blockkedjan egentligen? Ethereum blockchain är ett djupt hav av komponenter och kvaliteter, vilket gör ett ekosystem av omgivande lösningar, såsom decentraliserade börser (DEX) och andra decentraliserade finansprodukter (DeFi) möjligt. Den här artikeln syftar till att hjälpa människor att förstå Ethereums grunder - dess ins och outs, vad som får blockchain att ticka och potentialen som finns inom.

För att jämföra och kontrastera ETH och BTC, läs — Bitcoin vs. Ethereum:Viktiga skillnader mellan BTC och ETH

En bred översikt över Ethereum-blockkedjan och dess komponenter

För det första, vad är Ethereum? Har Ethereum en egen blockchain? Ja. Ethereum är en blockkedja som fungerar helt separat från andra inhemska blockkedjor, såsom Bitcoins kedja. Ethereum har ett eget mynt som handlas på kryptobörser under tickern ETH, som ibland kallas Ether, som används på olika sätt i hela kryptorymden.

Kort sagt, Ethereum fungerar som en sorts plattform — ett tekniskt ramverk som utvecklare kan använda för att bygga produkter som körs på Ethereum blockchain, med hjälp av dess decentraliserade sammansättning.

DeFi-låne- och utlåningsprotokoll låter till exempel kryptoinnehavare låna och låna ut kryptotillgångar, samtidigt som de betalar eller tjänar ränta (beroende på åtgärden) allt utan en centraliserad mellanenhet. Istället för en mellanhand förlitar sig sådana protokoll på datorkod som är programmerad för att slutföra vissa åtgärder på Ethereum-blockkedjan, om protokollet är byggt på Ethereum. Andra blockkedjor finns också som utvecklare kan bygga på.

För mer allmän information om Ethereum, läs— Vad är Ethereum:En nybörjarguide till ETHs kryptovaluta

Ether

Som nämnts ovan är ETH, även kallad Ether, Ethereum-blockkedjans ursprungliga mynt. ETH har flera användningsområden i Ethereums ekosystem, såsom avgiftsbetalning för aktiviteter på Ethereum blockchain.

Att skicka ETH från en person till en annan, till exempel, kräver att avsändaren spenderar ett belopp av ETH på att skicka igenom transaktionen i blockkedjan - i huvudsak en betalning till de som lägger resurser på att driva blockkedjan. Mer om avgifter och transaktioner i nästa avsnitt.

Varje ETH-mynt är delbart med ett visst antal decimaler. Det minsta måttet på ETH, 0,0000000000000000001 ETH, kallas Wei. Vid 0,000000001 ETH (10^-9 ETH) är en Gwei (gasenhet) en något större mängd ETH. Istället för att nämna att din gas kostar 0,000000001 Ether, kan du säga att den kostar 1 Gwei. Termen "Gwei" är en förkortning för "giga-Wei", och den syftar på en enhet på 1 000 000 000 Wei.

Detta koncept liknar Bitcoin. Varje BTC består av 100 miljoner Satoshis, vilket betyder att 0,00000001 BTC är lika med en Satoshi.

ETH är också en välkänd kryptotillgång som handlas på kryptobörser, känd för att upprätthålla betydande prisfluktuationer.

Gas, avgifter och transaktioner

Är Ethereum blockchain gratis? Inte riktigt. Gas är det som får Ethereum-världen att gå runt. Kort sagt, gas är termen som används för att beskriva kostnaden i ETH som det tar att skicka en given transaktion på Ethereum blockchain. På Ethereum-nätverket är gas en måttenhet för den datorkraft som används för att utföra ett smart kontrakt eller en transaktion.

I grund och botten representerar denna kostnad det nödvändiga arbetet som utförs av blockchain-gruvarbetare för att reflektera och bekräfta sådana förändringar på nätverket. Dessutom måste en kund först göra en betalning (dvs skicka ut ETH) för att slutföra varje transaktion på Ethereum-nätverket, och det mellanliggande monetära värdet är känt som gas. Enkla överföringstransaktioner kräver totalt 21 000 gasenheter. Höga avgifter på Ethereum dök upp som ett problem under 2020 och 2021 i linje med ökningar av DeFi och nonfungible token (NFT) aktivitet.

Att interagera med Ethereum-blockkedjan kräver en transaktion, vilket i huvudsak är en riktning som ges för att ändra något på Ethereum-blockkedjan – som inträffar när en person som kontrollerar ett externt ägt konto (mer om det nedan) signerar med sin privata nycklar för att diktera den transaktionen. (Privata nycklar tillåter kryptoinnehavare att kontrollera sina tillgångar)

Att skicka ETH till någon fungerar som ett exempel på en transaktion. Det ändrar nätverket för att återspegla ETH-ägaröverföring, vilket kräver deltagande av gruvarbetare i blockkedjan, som får en avgift för sitt arbete. Denna avgift kallas gasavgiften. De som initierar transaktioner är de som betalar avgifterna för dessa transaktioner. Ethereum-nätverkstransaktioner är offentligt synliga på Ethereums blockkedjeutforskare.

Följande information ingår i en skickad transaktion:

Efter London-uppgraderingen

Ethereum genomgick en gaffel som heter London 2021 som ändrade sin avgiftsstruktur, bland andra förändringar. Istället för en rak avgift som betalades till gruvarbetare vid varje transaktion, som i huvudsak var fallet tidigare, inkluderade transaktioner efter London-gaffeln en grundavgift, en dricks- eller prioritetsavgift och en maxavgift.

Grundavgift: Grundavgiften bestäms genom att jämföra föregående blocks storlek (den totala mängden gas som förbrukas för alla transaktioner) med målstorleken. Om målblockstorleken överskrids höjs grundavgiften med maximalt 12,5 % per block. På grund av denna exponentiella tillväxt är det ekonomiskt olönsamt att behålla en stor blockstorlek på obestämd tid.

Grundavgiften skulle förbrännas, vilket skulle minska det cirkulerande utbudet av ETH, och dricksen skulle gå till gruvarbetare som betalning.

Prioritetsavgift (eller tips): Gruvarbetare skulle finna det ekonomiskt fördelaktigt att bryta tomma block utan dricks eftersom de skulle få samma blockbelöning. Ett litet tips ger gruvarbetare ett minimalt incitament att inkludera en transaktion under normala omständigheter.

En högre dricks kommer att krävas för transaktioner som måste prioriteras framför andra transaktioner i samma block för att bjuda över konkurrerande transaktioner.

Högsta avgift: Användare kan välja ett maximalt belopp som de är beredda att betala för att deras transaktion ska utföras på Ethereum-nätverket, känd som parametern maxFeePerGas (som är valfri).

Maximalavgiften måste vara mer än summan av grundavgiften och dricks för att en transaktion ska slutföras. Skillnaden mellan maxavgiften och summan av grundavgiften och dricks återbetalas till transaktionsavsändaren.

Gaffeln förde också in möjligheten för Ethereum-block att expandera och dra ihop sig baserat på trafik, med grundavgiften anpassad därefter. Dessutom förhindrar Ethereum dåliga aktörer från att spamma nätverket genom att ta ut en gasavgift för varje beräkning som utförs på det.

Vet du inte vad ett block är? För en allmän förståelse av blockchain-teknik, läs — Hur fungerar blockchain? En nybörjarguide till blockchain-teknik

Noder

Blockkedjenoder fungerar i allmänhet som interaktiva informationslagringspunkter på en given blockkedja. Blockchain-teknologin är beroende av många deltagare över hela världen, som håller varandra ansvariga för transaktioner och nätverkskonsensus.

En trio av distinkta nodtyper finns på Ethereum-blockkedjan – lätta, fulla och arkivnoder – beroende på nodlöparens mål, datorkraft och tillgänglighet för hårdvarulagring.

Lätta noder använder bara en begränsad, förkortad mängd data från block i kedjan, och de måste synkroniseras med andra fullständiga noder på nätverket för att säkerställa noggrannhet.

Fullständiga noder har betydligt mer blockkedjedata och historik och kan sätta ihop historisk data på kommando.

Sistligen innehåller arkivnoder hela historien om Ethereum-blockkedjan – alla tidigare block fyllda med transaktioner och data. Storleken på Ethereum-blockkedjan är ganska stor och tar upp avsevärd lagring, vilket gör frågan "hur stor är Ethereum-blockkedjan" till en logisk fråga för personer som är intresserade av att köra en arkivnod på Ethereum.

De andra två noderna är Ethereum Virtual Machine (EVM) och gruvnoder. EVM:er är huvudsakligen ansvariga för att tillhandahålla en körtid som kan exekvera smart kontraktskod. De noder som tillhör gruvarbetare kallas gruvnoder. Dessa noder är anslutna till samma nätverk som EVM.

Konton

Konton på Ethereum blockchain tjänar många syften och finns i två former. Det första kallas ett externt ägt konto (EOA). Denna typ av konto är en punkt på Ethereum blockchain som vem som helst kan skapa gratis för att lagra, ta emot och skicka ETH eller tokens byggda på Ethereum blockchain, som ERC-20 tokens. Att skicka eller ta emot tillgångar via EOA kräver åtgärder från en extern källa.

Den andra typen av konto på Ethereum-blockkedjan är känd som ett kontraktskonto. Kontraktskonton är kodade inställningar på Ethereum blockchain som slutför åtgärder om vissa villkor är uppfyllda.

Entiteter programmerar kontrakt för att slutföra de åtgärder de vill ska utföras baserat på en utlösare. Till exempel kan ett smart kontrakt programmeras för att skicka en viss mängd ETH till ett företag som betalning den tredje varje månad, med tiden för att utlösa åtgärden. Med kontoägaren som skickar ETH från sin EOA till kontraktet att hålla för när betalningstiden kommer. Till skillnad från EOA kostar kontraktskonton ETH att upprätta.

Ethereums blockchain inkluderar också konceptet Nonces. En nonce är i huvudsak ett unikt nummer som är en del av data för en given transaktion eller block. PoW-nonces på Ethereum är distinkta nummer som kommer med varje nyminerat block. Kontoavvikelser på Ethereums blockchain säkerställer att dubbla utgifter undviks genom att hålla reda på transaktionsbelopp.

EOA kan interagera med varandra och med kontrakt. Kontrakt kan också kommunicera med andra kontrakt och EOAs, men kan inte agera utan en trigger.

Ämnet EOA överlappar med användning av kryptoplånbok. För en förklaring av hur kryptoplånböcker fungerar, ta en titt på — Ethereum-plånböcker:En nybörjarguide för att lagra ETH.

Ethereum Virtual Machine (EVM)

EVM är en beräkningsmotor som fungerar som en decentraliserad dator med miljontals applikationer som kan köras. EVM är kärnan i Ethereum blockchain. Det dikterar i huvudsak hur det övergripande systemet fungerar och underhåller sig självt, med hänsyn tagen till förändringar.

EVM:s uppgift är att lägga till nya funktioner i blockkedjan för att minska problem med den distribuerade huvudboken. EVM används av varje Ethereum-nod för att upprätthålla blockchain-konsensus.

Ethereum tillåter smarta kontrakt, som är kodbitar som körs på plattformen. Koden inuti EVM är helt isolerad, vilket innebär att den inte har tillgång till nätverket, filsystemet eller andra processer.

Ett kontrakt skrivet i smart-kontraktskodning omvandlas till vad som kallas bytekod. Majoriteten av källkoden som används i smarta kontrakt är skriven i programmeringsspråket Solidity. Datan översätts sedan till opkoder som EVM kan förstå. Operationskoderna används sedan av EVM för att utföra specifika uppgifter.

Därför är EVM:s uppgift att hålla Ethereum-blockkedjan i linje, liknande en människokropps skelettsystem.

Smarta kontrakt

Smarta kontrakt är distinkta blockkedjeadresser på kompatibla nätverk som åtföljs av specifika koder. Utvecklare konstruerar dessa kodade adresser för att slutföra en funktion som utvecklaren väljer, i väntan på en extern transaktion utlöser det smarta kontraktet. Smarta kontrakt behandlas på Ethereum Virtual Machine (EVM) i fallet med Ethereum blockchain.

Dessutom är ett Ethereum smart kontrakt i huvudsak ett konto på Ethereum blockchain, dikterat av kod för att slutföra en åtgärd automatiskt om en användare skickar en transaktion till det kontot. Kodningen och lanseringen av ett smart kontrakt på Ethereum blockchain kräver att användaren spenderar ETH som gasavgifter för att interagera med Ethereum blockchain.

Att skapa ett smart kontrakt debiterar initiativtagaren en större mängd ETH än att skicka ETH från en plånbok till nästa. När de väl har implementerats är smarta kontrakt omodifierbara och slutgiltiga, medan transaktioner som skickas till smarta kontrakt också är permanenta (dvs. hindrar retroaktiv ändring).

Smarta kontrakt är en stor sak i kryptoindustrin eftersom de inleder betydande potential och är grunden för decentraliserade applikationer (DApps), såsom DEX. En DApp är en tjänst eller lösning som presenterar ett gränssnitt som människor kan interagera med, medan operationen på backend drivs av smarta kontrakt på en kompatibel distribuerad reskontra, som Ethereum. Alla blockkedjor är dock inte smarta kontraktkompatibla. Dessutom kan smarta kontrakt skapas och köras utan distribuerad reskontrateknologi.

Ethereumbrytning, block och konsensus

Ethereum är en blockkedja som körs enligt en proof-of-work (PoW) konsensusalgoritm. Många delar av datorhårdvara dedikerade till gruvdrift av Ethereum körs kontinuerligt över hela världen, vilket hjälper till att driva och säkra Ethereum blockchain. Varje datorhårdvaruinstallation kallas en miner.

Dessa gruvarbetare springer ständigt och försöker hitta svaren på komplicerade pussel. Att hitta en lösning på ett pussel kallas att validera ett block. Varje block innehåller ett visst antal transaktioner och en gruvbelöning.

Den vinnande gruvarbetaren får den belöningen, såväl som de avgifter som är associerade med transaktionerna som ingår i det blocket. Ethereum-blockkedjan består av ett kontinuerligt antal av dessa block, vart och ett inkluderar data som knyter den till tidigare och efterföljande block.

En av gruvarbetarna kommer så småningom att lösa problemet och sända det till resten av nätverket. De andra gruvarbetarna kommer att kontrollera svaret och, om det är korrekt, kommer de att dubbelkolla varje transaktion innan de accepterar blockeringen och lägger till den i sin reskontrainstans och betalar ut belöningarna.

För mer information om konsensus, block och hur blockchains fungerar, läs — Hur fungerar blockchain? Allt som finns att veta

Ethereum 2.0 — Blockchains framtid

Ethereum är mitt uppe i en övergång till Ethereum 2.0 (Eth2), en lösning för att skala blockkedjan och omvandla dess konsensusmekanism från proof-of-work till proof-of-stake (PoS). Skalning har varit ett problem för Ethereum, med tanke på de höga avgifter som blockkedjan ibland har krävt för de som deltar i vissa Ethereum-baserade DeFi-lösningar.

PoS i allmänhet sägs vara mindre energikrävande än PoW och förlitar sig på innehavare av PoS blockchains inhemska tillgång – kallade stakers, i motsats till gruvarbetare på PoW – för att driva nätverket. Ethereums PoS blockchain kommer att förlita sig på validatorer – innehavare som har satsat 32 ETH – för att driva Ethereum 2.0 blockchain. Övergången till Eth2 startade i december 2020, med lanseringen av Eth2 Beacon Chain, även om övergången som helhet förväntas ta lite tid.

Läs mer om Eth2 här — Ethereum-uppgraderingar:En nybörjarguide till ETH 2.0


Ethereum
  1. Blockchain
  2.   
  3. Bitcoin
  4.   
  5. Ethereum
  6.   
  7. Digital valutaväxling
  8.   
  9. Brytning