區塊鍊本質上是一個去中心化的分布式賬本數據庫，由多個服務器組成，不可更改和僞造，類似于銀行系統，不同的是區塊鍊可以使每個人手上都有這個賬本，賬本公開所有人都可以查看；

• 防篡改——密碼學
• 分布式、去中心化——共識算法
• 匿名、隐私性——私鑰
• 可溯源——區塊的鍊式結構

區塊鍊中，交易信息以一個個信息塊的形式記錄，這些塊以鍊條方式，按時間順序連接起來。新生成的交易信息記錄塊，不斷地被加到區塊鍊中，交易一旦寫入區塊鍊中就不能被修改；

公有鍊（Public Blockchain）通常也稱為非許可鍊（Permissionless Blockchain），公有鍊是區塊鍊的一種，無官方組織及管理機構，無中心服務器，參與的節點按照系統規格自由接入網路、不受控制，節點間基于共識機制開展工作。

公有鍊一般适合于虛拟貨币、面向大衆的電子商務、互聯網金融等 B2C、C2C 或 C2B 等應用場景，比特币和以太坊等就是典型的公有鍊。

區塊鍊的應用發展，大緻可分為 3 個階段：

• 區塊鍊 1.0：虛拟币
• 區塊鍊 2.0: 智能合約
• 區塊鍊 3.0: DApp

虛拟貨币是指非真實的貨币。在國内比較有代表性的虛拟貨币有騰訊 Q 币、新浪 U 币、百度币、盛大元寶等。比特币就屬于虛拟貨币，是區塊鍊技術的産物。比特币不依靠特定貨币機構發行，它依據特定算法，通過大量的計算産生，比特币經濟使用整個 P2P 網絡中衆多節點構成的分布式數據庫來确認并記錄所有的交易行為，并使用密碼學的設計來确保貨币流通各個環節安全性。

比特币帶來的主要問題是浪費計算資源，以及缺乏網絡可擴展性。為了克服這些問題，區塊鍊 2.0 階段引入了智能合約，将比特币的概念擴展到了貨币之外。

智能合約是在區塊鍊中“實時”運行的小型程序，它使得區塊鍊是可編程的。智能合約最突出的例子是**以太坊(Ethereum)**虛拟币，它提供了一個平台，開發人員可以在這個平台上，為區塊鍊網絡創建分布式應用程序。

以太坊的智能合約就是一段由 EVM 虛拟機執行的字節碼，常都是由編譯器負責把高級語言編譯為字節碼。當智能合約被編譯成二進制文件後，被部署到區塊鍊上。用戶通過調用智能合約的接口，來觸發智能合約的執行操作。EVM 執行智能合約的代碼，修改當前區塊鍊上的數據（狀态），被修改的數據，會被共識，确保一緻性。

智能合約主要是為了解決信任問題而産生的，由于智能合約存放在區塊鍊，并且區塊鍊不可抵賴，不能篡改，因此智能合約比現實中任何一個機構的公信力都強，而區塊鍊的去中心化思想的最大優勢就是解決了信任問題。

但是如果智能合約出錯後，可能會造成代币被盜或者消耗大量的 gas，必須去修複錯誤，而修複 bug 隻能重新部署合約，就會産生一個問題：原來的合約已經有很多人在使用，如果部署新的合約，老合約的數據就丢失。

去中心化（Decentralized）的意思就是用戶可以不通過 Google、Facebook、微博等中介的服務訪問互聯網上的數據和信息，而是由個人自己擁有和控制互聯網的各個部分。也就是說，在 Web3 上，開發者不需要在一個單獨的服務器上建立和部署應用，也不用在一個單獨的數據庫中儲存數據，極大降低了單點故障的風險。

區塊鍊是真正去中心化互聯網的核心，它改變了數據存儲和管理的方式，其獨特的架構允許多個節點在沒有一個集中的事實來源的情況下就數據集的當前狀态保持一緻。作為用戶為去中心化執行而激活的自動執行代碼，智能合約是加密難題的重要組成部分，這允許兩方在彼此不知情的情況下進行價值轉移。

以太坊中交易需要手續費，手續費被稱為 gas(汽油)，gas 是用于評估在以太坊區塊鍊上執行特定操作所需的計算工作量的單位。

gas 隻是一個抽象單位，它僅存在于以太坊虛拟機中，用戶實際上總是在以太坊網絡中使用 ETH（以太币）進行交易。

為什麼要引入 gas 呢？

以太坊虛拟機可以執行任意代碼，但它也更容易受到 halting problem 的影響。halting problem 是指從一個任意計算機程序的代碼和輸入來确定該程序是會結束運行，還是會永遠繼續運行。如果沒有 gas，用戶就可以執行一個永遠不會停止的程序，為了防止這種情況發生，以太坊引入了與每個操作相關的 gas 成本，這将防止程序處于永遠運行的狀态，最終使整個網絡陷入停滞狀态。

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