A tour of ethereum ecosystem
•
2 likes•762 views
Taipei Ethereum Meetup https://www.meetup.com/Taipei-Ethereum-Meetup/events/235265976/
More Related Content
What's hot
Viewers also liked
Viewers also liked (20)
Similar to A tour of ethereum ecosystem
Similar to A tour of ethereum ecosystem (20)
A tour of ethereum ecosystem
- 2. ⽐特幣起源 • 2008 年 10 ⽉ – Satoshi Nakamoto (中本聰) 提出⽐特幣設計⽩⽪書 • 2009 年 – 公開程式碼 – 開源⽐特幣客⼾端程式 – 以 10,000 ⽐特幣兌換⼀個披薩 • 2010 年 – 開始流⾏ – https://bitcoin.org/ 2
- 3. 數字貨幣 • ⽣成貨幣 • 錢幣無法被冒⽤ • 錢幣無法重複消費 • 不需要銀⾏ (第三⽅管理) 3
- 4. 設計難點 • 想像要以數字貨幣進⾏交易 – 如何避免數字貨幣被複製？ – 如何避免數字貨幣被偽造？ 4
- 5. 加密算法 ─ 對稱密鑰 5 明⽂ 密⽂
- 6. 加密算法 ─ ⾮對稱公私鑰 6 明⽂ 密⽂ 私鑰簽名 公鑰加密 公鑰驗證 私鑰解密 Secp256k1
- 7. 我, Alice, 要給 Bob ⼀個硬幣 7 Alice Bob 數字貨幣可能會被複製 如何證明發錢的是 Alice
- 8. 我, Alice, 要給 Bob ⼀個硬幣 8 Alice Bob Alice 以私鑰對數位貨幣進⾏簽名 Bob 以公鑰解開密⽂ 數字貨幣可能會被複製 如何證明發錢的是 Alice 密文
- 9. 我, Alice, 要給 Bob ⼀個硬幣 9 Alice Bob Alice 無法否認要給 Bob ⼀個硬幣的事實 數字貨幣還是會被複製 密文
- 10. 需要硬幣流⽔號 10 Alice Bob 1. Bob 無法辨識拿到的硬幣有何不同 2. 如何管理 Alice 帳⼾餘額？ 3. 如何確認這個硬幣沒有被重複消費？
- 12. 驗證交易是否合法 12 Alice Bob #12345 1. 這筆錢是不是 Alice 的？ 2. Alice 有沒花過這筆錢？ #12345 Alice: 100 -> 99 Bob: 100 -> 101
- 13. Recap • 公私鑰 – 錢幣無法偽造 – 交易的不可否認性 (⾝分性) • 可信任第三⽅ – 管理資產，追蹤錢幣流向，避免雙花 13
- 14. 去中⼼化 • 公私鑰 – 錢幣無法偽造 – 交易的不可否認性 (⾝分性) • 可信任第三⽅ 每個⼈都是銀⾏ – 管理資產，追蹤錢幣流向，避免雙花 14 銀⾏帳本 公開共享的帳本 區塊鏈 (Blochchain)
- 15. 我, Alice, 要給 Bob ⼀個硬幣 15 Alice Bob #12345 Alice: 100 -> 99 Bob: 100 -> 101 廣播
- 16. 雙花攻擊 (Double-spending) 16 Alice Bob #12345 廣播 #12345 Charlie 其他⼈如何更新帳本？
- 18. 18 Alice Bob #12345 廣播 #12345 Charlie 所有⼈都收到交易並作驗證，如果 Alice 送出同樣的貨幣 給 Bob 和 Charlie，問題就會產⽣
- 19. 19 Alice Bob #12345 廣播 #12345 Charlie Alice 確實擁有貨幣 #12345，現在屬於 Bob 了
- 20. Recap • 如何避免雙花攻擊？ • 帳本更新的時間間隔？ • 多少⼈驗證交易才更新帳本？ 20 Alice Alice 控制網路 Sybil aGack
- 21. 需要共識算法 • 共識算法是為讓⼤家取得共識 • 共識算法不是讓⼤家互相溝通形成共識 • 共識算法是選出⼀個代表⼈來描述現狀 – 寫帳 – 選出代表⼈的⽅式要公平 21
- 22. Proof of Work • 網路⽤⼾驗證交易計算成本⾼ • 交易驗證無法被網路單元數⺫控制 (Sybil attack) • 提供獎勵(誘因)讓他們願意幫忙驗證交易 • 解題困難 (解題時間⻑) • 避免帳本遭受竄改 (解題時間短) 22 區塊產⽣時間 T
- 23. PoW 設計原則 • 每個⼈都能參與解題 (Puzzle) – ⼀般主機都能參與 • 不會有⼈掌控寫帳權 (寫區塊的權⼒) – 概率相同 23 擲到數字 n <= 3 的⼈可以寫帳本
- 28. 區塊鏈 (Blockchain) 28 Block 4 ... Block 5 ... Block 6 ... Block 7 ... Block 8 ... Block 9 ... mean: ~10分鐘 (Poisson distribution) Block N ... ……… 困難度 (Difficulty) 區塊高度 (Block height) 區塊深度 (Block depth) 區塊越深表⽰重新打造⼀條區塊鏈難度越⾼
- 29. Recap • 如何避免雙花攻擊？ – PoW 降低雙花攻擊概率 – 交易驗證分散到各個節點 – 控制算⼒或網絡仍存在，但成本⾼ • 帳本更新的時間間隔？ • 多少⼈驗證交易才更新帳本？ 29 Alice Alice 控制網路
- 30. What is Ethereum? • Vitalik Buterin wrote “Bitcoin was designed to be a SMTP. It’s a protocol that is very good at one par`cular task. It is good for transferring money, but it was not designed as a founda`onal layer for any kind of protocols to be built on top.” 30
- 31. What is Ethereum? • Vitalik Buterin wrote The need for a technology that was more expansive, and that replicated the func`onality of Turing- complete programming languages in a way that would be so powerful as to describe any blockchain applica`on. 31
- 32. Bitcoin Ethereum Creator Satoshi Nakamoto Ethereum Player type cryptocurrency Smart contract platform with own cryptocurrency Liquidity decent decent currency code Bitcoin/฿/BTC Ether/Ξ/ETH Public/Private blockchain public public User identity pseudonymous pseudonymous Consensus algorithm PoW PoW/PoS/Casper Scripting language Bitcoin Script Language Solidity Smart contracts yes (limited) yes Turing completeness no yes Governance (development decisions, etc) Core team Ethereum Foundation Transaction speed >10.0m 14s Rapid payments Lightning Network Raiden Network Processing cost (CPU,GPU,ASIC) high high Other features UTXO GHOST 32
- 33. Components • A cryptographic token • An address system • A network of validators (miners) • A consensus algorithm • A blockchain ledger • The Ethereum Virtual Machine • A set of programing languages • Complex economic structures 33
- 35. Ethereum Clients • 底層 (fullnode) – go-ethereum (Golang) – cpp-ethereum (C++) – EthereumJ (Java) – pyethereum (Python) – Parity (Rust) – ruby-ethereum (Ruby) 35
- 36. High Level Language (HLL) • 撰寫合約的語⾔ – Solidity (JavaScript-like) – Serpent (Python-like) – LLL (Lisp-like) – Viper – Bamboo 36
- 37. 與⽐特幣相似處 • Ethereum has a blockchain • Ethereum is public and permissionless • Ethereum has Proof-of-Work (PoW) mining – Ethash • Ethereum has an inbuilt cryptocurrency 37
- 38. 與⽐特幣相異處 • Ethereum’s block `me is shorter • Ethereum has smaller blocks – 2,000,000 Gas per block – Limited by the gas à (2,000,000/x) transac`ons • The Ethereum Virtual Machine can run smart contracts • ETH token issuance 38
- 39. ETH token issuance Total ETH = Pre-mine + Block rewards + Uncle rewards + Uncle referencing rewards • Pre-mine: 以太坊正式運營之間，預先產出7200萬個以太幣，之後限制每年的⽣成以 不超過四分之⼀的預先發⾏量，即1800萬個以太幣 • Block reward: ⺫前每⼀個區塊獎勵是5個以太幣，⼀個區塊的⽣成速度約14秒，換⾔ 之，⼀年相當於有225萬個區塊 (365x24x60x60/14)，1125萬個以太幣⽣成 • Uncle reward: 在以太坊中，有些區塊在同⼀時間被其他礦⼯所發現，但卻不是接在 主鏈上，稱之為Uncle區塊，相當於⽐特幣中的孤兒區塊(Orphan block)。這類區塊 可能被之後的區塊所參照，此外這類區塊的獎勵為正常獎勵的⼋分之七，即 5x(7/8)=4.375個以太幣。依據Uncle區塊的產⽣速率，⼀年約有接近700萬個以太幣⽣ 成 • Uncle referencing reward: 接在Uncle區塊之後的區塊，可得0.15以太幣(三⼗⼆分之 ⼀)。 • 這種獎勵⽅式，為以太坊的Ghost protocol (Greedy Heaviest-Observed Sub-Tree) 39
- 41. ETH 地址 1. 產⽣私鑰 (64 字元 / 32 bytes) 2. 私鑰推導公鑰, 使⽤ ECDSA 算法 (128 字元 / 64 bytes) 3. 公鑰推導地址 (40 字元/20 bytes) – 公鑰 64 bytes – 對公鑰進⾏ hash, hash 的演算法為 Keccak-256 hash, hash 後變為 32 bytes – 將 32 bytes 前⾯的 12 bytes 移除, 剩下的 20 bytes 就是地址 (40 字元) • 帳⼾地址 • 合約地址 41
- 42. Timeline 42
- 43. 什麼是智能合約 • 由程式碼直接控制數字資產或業務流程 – 程式碼對合約具有相同理解 – 不因合約多次更迭而有所混淆 – 對外部資料看法一致 (油價或股價等) • 智能不是指人工智能 • 智能合約(目前)不是法律合約 • 程式碼僅執行復雜的規則和條件，不具有學習能力 – 電梯 – 販賣機 43 圖片來自 https://bitsonblocks.net
- 44. 與⾃動⽀付銀⾏有何不同 • 去中心化 – 銀行沒有絕對控制權 • 程式碼 – 都有程式碼，但只有傳統銀行有控制和對帳的能力，用戶無法從外部檢驗 • 透明度 – 優點：利益關系者(參與方)彼此透明可見 – 缺點：合約需要有隱私保護 • 彈性 – 可客制各式合約 44
- 46. Gas • ⽤來衡量交易 (transaction) 或合約 (contract) 在 Ethereum 上被執 ⾏的⼯作量，即多少個指令或多少個動作所需要耗費的單位；由於每 ⼀個操作都會消耗某些數量的 gas，越複雜的操作需要消耗較多的計 算資源，從⽽所需的 gas 也越⾼ • 之所以設計 gas 這個機制，是因為要確保合約能夠被停⽌，不會永無 ⽌盡的消耗資源 46
- 47. Gas • 在 Bitcoin 中，每⼀筆交易需要⼿續費，衡量標准是看交易的⼤⼩ (transaction size)；但站在 Ethereum 的⾓度則認為，⼿續費的計算 應該取決於在區塊鏈平台上所需要的⼯作量 • 舉例來說，在 Ethereum 當中，兩個合約，程式碼⼤⼩不同，有可能 短的程式碼，耗費的 gas ⾼，因為裡⾯執⾏的動作很多牽涉到 sha3； 但在 Bitcoin 世界，交易包含的資料越多，占的⼤⼩越⼤，⼿續費較 ⾼ 47
- 49. Gas price • gas price 決定 1 個 gas 價值多少 ether，⽽ gas price 會隨市場需求波動 • gas price 的單位是 wei ，1 wei = 10^(-18) ether • gas price 的歷史資料 49
- 50. 50
- 51. 合約開發⼯具介紹 • ⼀般開發 – 安裝 Ethereum-client – ⽤ solidity 撰寫合約 – 透過 solidity compiler 進⾏編譯 – 以 web3.js 將合約送出佈署 • 需要有測試鏈或以太鏈(測試昂貴) • 步驟繁雜 51
- 52. Truffle + Testrpc • Truffle – hGps://github.com/ConsenSys/truffle • Testrpc – hGps://github.com/ethereumjs/testrpc • hGps://cl.ly/i7Sd/truffle.html • 不需要佈建完整節點 • 可直接在本機測試與執⾏合約 • 無法理解完整運作 52
- 53. INFURA • INFURA Ethereum token JSON-RPC hGp MainNet TestNet – hGps://infura.io – hGps://infura.io/register.html – hGps://cl.ly/i7PG/INFURA.html 53
- 54. 54
- 56. Ethereum Alarm Clock • Schedule transac`ons to be executed at a later `me. • En`re service operates as smart contracts on the Ethereum blockchain, with no priviledged access given to any party. – hGp://www.ethereum-alarm-clock.com 56
- 58. zeppelin-solidity • A Framework to Build Secure Smart Contracts – Common contract security paGerns – In the Solidity language – hGps://openzeppelin.org 58
- 59. Ethereum Dev 1. 搭建 Ethereum 私有鏈 2. 運⾏兩個 node 讓彼此互連 3. 熟悉 geth JavaScript Console 4. 建⽴其他帳號, 建⽴交易, 觀察 block 5. 運⾏私有鏈的 miner 6. RPC protocol 使⽤與串接 7. Ethereum Block explorer 8. Smart Contract on Ethereum 9. Mist 10. Solidity 11. DApp programming 59
- 60. 參考資料 • ⿈⽪書 – hGp://gavwood.com/Paper.pdf • 學習資源 – hGps://github.com/EtherTW/Taipei-Ethereum-Wiki/wiki/Learning-Resources • 演講影⽚ – hGps://www.youtube.com/channel/UC8CB0ZkvogP7tnCTDR-zV7g/videos 60
- 61. Taipei Ethereum Meetup • 2016 區塊鏈愛好者⼤會 – http://lovechain.tw – 智能合約⼯作坊 • ⾹港商翱鶚股份有限公司 • http://cepave.com/blockchain-job-description/ 61