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Ethereum(以太坊)是什么?智能合约、Gas 费与 ETH 详解

Ethereum 是一条可编程的区块链,可以运行智能合约,而以太币(ETH)用于支付 Gas 费。了解 Ethereum 如何运作、权益证明以及 Gas 费的计算。

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Ethereum(以太坊)是一条可以运行智能合约(Smart Contract)的可编程区块链,以太币(Ether,ETH)是它的原生货币,用于支付被称为 Gas 费的交易手续费。Bitcoin 专注于成为数字货币,而 Ethereum 更像是一台任何人都可以在上面构建应用的全球共享计算机。大多数稳定币、许多代币以及去中心化金融(DeFi)的很大一部分,最初都是在 Ethereum 上诞生的。

核心要点

  • Ethereum 于 2015 年上线,由 Vitalik Buterin 等人共同创立。
  • 智能合约是存储在区块链上、严格按照代码执行的程序。
  • 每一个操作都要消耗 Gas:手续费 = 消耗的 Gas × Gas 价格,以 ETH 支付。
  • Ethereum 在 2022 年 9 月转向了权益证明(Proof of Stake),这次升级被称为 “合并”(the Merge)。
  • ETH 没有固定的供应量上限;每笔手续费中的一部分会被销毁(Burn)。
  • Layer 2 网络(Rollup)以更低的成本处理交易,并最终在 Ethereum 上结算。

Ethereum 如何运作

和 Bitcoin 一样,Ethereum 也是一本由许多独立节点保持同步的公共账本。区别在于账本里存储的内容。除了账户余额,Ethereum 还存储代码和数据。部署到 Ethereum 上的程序被称为智能合约,它运行在 以太坊虚拟机(Ethereum Virtual Machine,EVM) 上,这是一个每个节点都以完全相同方式运行的标准执行环境。

由于每个节点都会得到相同的结果,智能合约可以在没有任何公司掌控的情况下托管资金并执行规则。例如,一份合约可以按照公式计算出的价格兑换两种代币,可以以抵押品为担保出借资产,也可以记录某个代币的所有权。这些基础模块正是 DeFi 的基础。

许多其他区块链都兼容 EVM(EVM-Compatible),这意味着同样的合约和钱包几乎不需要修改就能在这些链上使用。

权益证明与验证者

Ethereum 最初和 Bitcoin 一样使用工作量证明。自“合并”以来,它改用权益证明:不再由矿工消耗电力,而是由验证者(Validator)锁定 ETH 作为抵押品(即质押,Stake),以换取提议区块和为区块作证的权利。单独运行一个验证者需要 32 ETH。

验证者诚实工作可以获得新发行的 ETH 以及一部分手续费。如果他们违反规则,例如对两个相互冲突的区块进行签名,他们质押的一部分 ETH 就可能被销毁。这种惩罚被称为罚没(Slashing)。Ethereum 每 12 秒产生一个区块槽位(Slot),区块在经过几个检查点之后就会达到最终确定性(Finality),也就是实际上不可逆转。关于其中的基本原理,请参见什么是区块链?

Gas 与交易手续费

交易执行的每一个操作都有固定的 Gas 成本。一笔普通的 ETH 转账消耗 21,000 Gas。代币兑换或 DeFi 交互会消耗更多,因为它们需要运行更多的代码。

你需要支付:手续费 = 消耗的 Gas × Gas 价格。Gas 价格以 gwei 报价,1 gwei = 0.000000001 ETH(十亿分之一)。自 2021 年的一次升级以来,Gas 价格由两部分组成:

  • 基础费用(Base Fee):由协议根据需求设定。这部分会被销毁,从供应量中移除。
  • 优先费用(Priority Fee,即小费):支付给验证者,让你的交易更快被打包。

计算实例:假设基础费用为 18 gwei,小费为 2 gwei。

交易 消耗的 Gas Gas 价格 以 ETH 计的手续费 按假设价格 $3,000/ETH 计算的手续费
ETH 转账 21,000 20 gwei 21,000 × 20 = 420,000 gwei = 0.00042 ETH $1.26
代币兑换(假设) 150,000 20 gwei 150,000 × 20 = 3,000,000 gwei = 0.003 ETH $9.00

如果网络需求让基础费用翻倍,同样一笔兑换的成本也会大约翻倍。对交易者来说,Gas 费是每笔交易的固定成本,所以它对小额交易的影响远远大于对大额交易的影响。

ETH 的供应量

ETH 不像 Bitcoin 那样有 2,100 万枚的硬性上限。新的 ETH 会发放给验证者,而基础费用会被销毁。网络活跃时,被销毁的 ETH 更多;网络冷清时,发行量可能超过销毁量。因此,净供应量取决于网络的使用程度。

例如,假设在某一天里,验证者获得了 2,700 枚新 ETH,同时有 1,500 枚 ETH 作为基础费用被销毁。净变化 = 2,700 − 1,500 = +1,200 ETH,供应量增加。如果在同样的发行量下,某个繁忙的日子销毁了 3,000 枚 ETH,净变化 = 2,700 − 3,000 = −300 ETH,供应量就会减少。关于供应量如何影响估值,请参见什么是市值?

Layer 2 网络

Ethereum 的基础层每个区块只能处理有限数量的交易,所以需求旺盛时手续费会被推高。Layer 2 网络(二层网络)主要是 Rollup,它们在主链之外执行交易,把交易打包后再把结果提交回 Ethereum。用户通常支付更低的手续费,同时依靠 Ethereum 完成最终结算。代价是复杂度增加:在 Ethereum 和 Rollup 之间转移资金需要使用跨链桥,而且有些提现可能需要一段时间才能完成。

ETH 如何交易

ETH 在中心化交易所和去中心化交易所的现货市场上交易,也在永续合约等衍生品上交易。许多交易所都上线了以 USDT 作保证金的 U 本位(线性)ETH 永续合约,而且和 BTC 一样,ETH 的资金费率在不同平台之间往往存在差异。

在 DEX 上,ETH 通常以 WETH(包装以太币,Wrapped Ether)的形式交易。它是 ETH 的代币化版本,遵循与其他代币相同的标准,方便智能合约处理。

风险

  • 价格波动:ETH 的价格可能剧烈波动,而杠杆会放大亏损。
  • 智能合约风险:即使 Ethereum 本身运行正常,某个应用代码中的漏洞(Bug)也可能导致资金损失。
  • Gas 费飙升:在网络繁忙时期,手续费可能让小额交易变得不划算。
  • 网络选错:在错误的链上发送 ETH 或代币,例如发送到一个不受支持的 Layer 2 上的地址,可能导致资金很难甚至无法找回。

本文仅供学习参考,不构成投资建议。

ArbTide 能帮你做什么

ArbTide 在实时资金费率页面上比较 ETH 及其他币种在各中心化交易所和永续合约 DEX 上的永续合约资金费率。要查看中心化交易平台与链上市场之间的价格差,请阅读 CEX-DEX 套利策略。

常见问题

用最简单的话说,Ethereum 是什么?
Ethereum 是一条不仅能记录付款、还能运行被称为智能合约的程序的区块链。它的原生货币以太币(ETH)用于支付维持网络运行的手续费。
Ethereum 和以太币有什么区别?
Ethereum 是指这个网络及其软件。以太币(代码为 ETH)是这个网络的原生加密货币,用于支付 Gas 费,以及作为验证者进行质押。
Ethereum 上的 Gas 是什么?
Gas 是衡量一笔交易消耗多少计算量的单位。你支付的手续费等于消耗的 Gas 乘以 Gas 价格,而 Gas 价格以 gwei 报价,1 gwei 等于十亿分之一 ETH。
Ethereum 使用工作量证明还是权益证明?
Ethereum 使用权益证明。它在 2022 年 9 月通过一次被称为“合并”(the Merge)的升级从工作量证明切换过来,现在由验证者锁定 ETH 来提议和确认区块。
Ethereum 有供应量上限吗?
没有。与 Bitcoin 不同,以太币没有固定的最大供应量。新的 ETH 会发放给验证者,而每笔交易手续费中的一部分会被销毁,所以净供应量会随着网络活跃度的变化而增加或减少。

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