以太坊虚拟机安装 光速虚拟机

一、以太坊虚拟机(EVM)是什么

以太坊是一个可编程的区块链。与比特币不同，以太坊并没有给用户提供一组预定义的操作（比如比特币交易），而是允许用户创建他们自己的操作，这些操作可以任意复杂。这样，以太坊成为了多种不同类型去中心化区块链的平台，包括但是不限于密码学货币。

EVM为以太坊虚拟机。以太坊底层通过EVM模块支持智能合约的执行和调用，调用时根据合约的地址获取到代码，生成具体的执行环境，然后将代码载入到EVM虚拟机中运行。通常目前开发智能合约的高级语言为Solidity,在利用solidity实现智能合约逻辑后，通过编译器编译成元数据（字节码）最后发布到以坊上。

EVM架构概述

EVM本质上是一个堆栈机器，它最直接的的功能是执行智能合约，根据官方给出的设计原理，EVM的主要的设计目标为如下几点：

简单性

确定性

空间节省

为区块链服务

安全性保证

便于优化

针对以上几点通过对EVM源代码的阅读来了解其具体的设计思想和工程实用性。

EVM存储系统机器位宽

EVM机器位宽为256位，即32个字节，256位机器字宽不同于我们经常见到主流的64位的机器字宽，这就标明EVM设计上将考虑一套自己的关于操作，数据，逻辑控制的指令编码。目前主流的处理器原生的支持的计算数据类型有：8bits整数，16bits整数，32bits整数，64bits整数。一般情况下宽字节的计算将更加的快一些，因为它可能包含更多的指令被一次性加载到pc寄存器中，同时伴有内存访问次数的减少。目前在X86的架构中8bits的计算并不是完全的支持（除法和乘法），但基本的数学运算大概在几个时钟周期内就能完成，也就是说主流的字节宽度基本上处理器能够原生的支持，那为什么EVM要采用256位的字宽。主要从以下两个方面考虑：

时间，智能合约是否能执行得更快

空间，这样是否整体字节码的大小会有所减少

gas成本

时间上主要体现在执行的效率上，我们以两个整型数相加来对比具体的操作时间消耗。32bits相加的X86

的汇编代码

mov eax, dword [9876ABCD]//将地址9876ABCD中的32位数据放入eax数据寄存器

add eax, dword [1234DCBA]//将1234DCBA地址指向32位数和eax相加,结果保存在eax中

64bits相加的X86汇编代码

mov rax, qword [123456789ABCDEF1]//将地址指向的64位数据放入64位寄存器

add rax, qword [1020304050607080]//计算相加的结果并将结果放入到64位寄存器中

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二、以太坊虚拟机是以太坊开发框架吗

以太坊是一种区块链的实现。在以太坊网络中，众多的节点彼此连接，构成了以太坊网络：

以太坊节点软件提供两个核心功能：数据存储、合约代码执行。

在每个以太坊全节点中，都保存有完整的区块链数据。以太坊不仅将交易数据保存在链上，编译后的合约代码同样也保存在链上。

以太坊全节点中，同时还提供了一个虚拟机来执行合约代码。

以太坊虚拟机

以太坊区块链不仅存储数据和代码，每个节点中还包含一个虚拟机（EVM：Ethereum Virtual Machine）来执行合约代码——听起来就像计算机操作系统。

事实上，这一点是以太坊区别于比特币（Bitcoin）的最核心的一点：虚拟机的存在使区块链迈入了2.0时代，也让区块链第一次成为应用开发者友好的平台。

以上内容来自：以太坊DApp开发入门教程

三、以太坊如何挖矿

以太坊ETH是一个开源的有智能合约功能的公共区块链平台，通过其专用加密货币ETH提供去中心化的以太虚拟机来处理点对点合约。目前ETH的挖矿主要是通过显卡矿机，所谓显卡矿机，其实就是类似家用台式机，只不过每台机器里面有6-10张显卡，并且没有显示器（如图）。

图：显卡矿机

之所以以太坊没有发展出类似于BTC一样的ASIC矿机，主要是由于ETH的特殊挖矿机制决定的。

在ETH挖矿过程中，会产生一个DAG文件，该文件需要一直被调用，因此必须有专门的存储空间放置。这个对于存储空间的硬性需求会导致即使生产出来了ASIC芯片，也并不能大幅度降低单位算力的成本。简单来说，就是性价比很差。

以太坊的DAG大小自2016年6月份引入Dagger-Hashimoto算法时的1GB开始，以每年约520MB的速度增大到了现在的 3.7G，预计2020年底以太坊的DAG大小将增加至4G。

届时，显存小于4G的显卡都将被陆续淘汰。

还需要介绍一点的是，由于显卡矿机的体积通常是比特币矿机的2-4倍，而消耗的电力却只有比特币矿机的1/2甚至更低，这就导致一般人不愿意修建专门的显卡矿机矿场（因为矿场主要赚取的是电费差价，同样面积的场地，可以放置的显卡数量少，消耗的电量更少）。即使有少量的显卡矿场，收取的电费成本通常也比比特币矿机矿场的高。

现在流行云算力挖矿是不需要购买矿机的，运算力就是把矿机中的算力拆分来出售给客户，门槛会比较第一点操作简单灵活，直接在APP上面就可以买到矿机中的算力，算力就是用来挖比特币的挖到的比特币是直接可以提币到交易所交易

四、走进以太坊网络

目录

术语“以太坊节点”是指以某种方式与以太坊网络交互的程序。从简单的手机钱包应用程序到存储整个区块链副本的计算机，任何设备均可扮演以太坊节点。

所有节点都以某种方式充当通信点，但以太坊网络中的节点分为多种类型。

与比特币不同，以太坊找不到任何程序作为参考实施方案。在比特币生态系统中，比特币核心是主要节点软件，以太坊黄皮书则提出了一系列独立（但兼容）的程序。目前最流行的是Geth和Parity。

若要以允许独立验证区块链数据的方式连接以太坊网络，则应使用之前提到的软件运行全节点。

该软件将从其他节点下载区块，并验证其所含交易的正确性。软件还将运行调用的所有智能合约，确保接收的信息与其他节点相同。如果一切按计划运行，我们可以认为所有节点设备均存储相同的区块链副本。

全节点对于以太坊的运行至关重要。如果没有遍布全球的众多节点，网络将丧失其抗审查性与去中心化特性。

通过运行全节点，您可以直接为网络的健康和安全发展贡献一份力量。然而，全节点通常需要使用独立的机器完成运行和维护。对于无法（或单纯不愿）运行全节点的用户，轻节点是更好的选择。

顾名思义，轻节点均为轻量级设备，可显著降低资源和空间占用率。手机或笔记本电脑等便携式设备均可作为轻节点。然而，降低开销也要付出代价：轻节点无法完全实现自给自足。它们无法与整条区块链同步，需要全节点提供相关信息。

轻节点备受商户、服务供应商和用户的青睐。在不必使用全节点并且运行成本过高的情况下，它们广泛应用于支收付款。

挖矿节点既可以是全节点客户端，也可以是轻节点客户端。“挖矿节点”这个术语的使用方式与比特币生态系统不同，但依然应用于识别参与者。

如需参与以太坊挖矿，必须使用一些附加硬件。最常见的做法是构建矿机。用户通过矿机将多个GPU（图形处理器）连接起来，高速计算哈希数据。

矿工可以选择两种挖矿方案：单独挖矿或加入矿池。单独挖矿表示矿工独自创建区块。如果成功，则独享挖矿奖励。如果加入矿池，众多矿工的哈希算力会结合起来。出块速度得以提升，但挖矿奖励将由众多矿工共享。

区块链最重要的特性之一就是“开放访问”。这表明任何人均可运行以太坊节点，并通过验证交易和区块强化网络。

与比特币相似，许多企业都提供即插即用的以太坊节点。如果只想启动并运行单一节点，这种设备无疑是最佳选择，缺点是必须为便捷性额外付费。

如前文所述，以太坊中存在众多不同类型的节点软件实施方案，例如Geth和Parity。若要运行个人节点，必须掌握所选实施方案的安装流程。

除非运行名为归档节点的特殊节点，否则消费级笔记本电脑足以支持以太坊全节点正常运行。不过，最好不要使用日常工作设备，因为节点会严重拖慢运行速度。

运行个人节点时，建议设备始终在线。倘若节点离线，再次联网时可能耗费大量的时间进行同步。因此，最好选择造价低廉并且易于维护的设备。您甚至可以通过Raspberry Pi运行轻节点。

随着网络即将过渡到权益证明机制，以太坊挖矿不再是最安全的长期投资方式。过渡成功后，以太坊矿工只能将挖矿设备转入其他网络或直接变卖。

鉴于过渡尚未完成，参与以太坊挖矿仍需使用特殊硬件（例如GPU或ASIC）。若要获得可观收益，则必须定制矿机并寻找电价低廉的矿场。此外，还需创建以太坊钱包并配置相应的挖矿软件。这一切都会耗费大量的时间和资金。在参与挖矿前，请认真考量自己能否应对各种挑战。（国内严禁挖矿，切勿以身试法）

ProgPow代表程序化工作量证明。这是以太坊挖矿算法Ethash的扩展方案，旨在提升GPU的竞争力，使其超过ASIC。

在比特币和以太坊社区，抗ASIC多年来一直是饱受争议的话题。在比特币网络中，ASIC已经成为主要的挖矿力量。

在以太坊中，ASIC并不是主流，相当一部分矿工仍然使用GPU。然而，随着越来越多的公司将以太坊ASIC矿机引入市场，这种情况很快就会改变。然而，ASIC到底存在什么问题呢？

一方面，ASIC明显削弱网络的去中心化。如果GPU矿工无法盈利，不得不停止挖矿，哈希率最终就会集中在少数矿工手中。此外，ASIC芯片的开发成本相当昂贵，坐拥开发能力与资源的公司屈指可数。这种现状有可能导致以太坊挖矿产业集中在少数公司手中，形成一定程度的行业垄断。

自2018年以来，ProgPow的集成一直饱受争议。有些人认为，它有益于以太坊生态系统的健康发展。另一些人则持反对态度，认为它可能导致硬分叉。随着权益证明机制的到来，ProgPoW能否应用于网络仍然有待观察。

以太坊与比特币是一样，均为开源平台。所有人都可以参与协议开发，或基于协议构建应用程序。事实上，以太坊也是区块链领域目前最大的开发者社区。

Andreas Antonopoulos和Gavin Wood出品的 Mastering Ethereum，以及Ethereum.org推出的开发者资源等都是新晋开发者理想的入门之选。

智能合约的概念于20世纪90年代首次提出。其在区块链中的应用带来了一系列全新挑战。2014年由Gavin Wood提出的Solidity已经成为开发以太坊智能合约的主要编程语言，其语法与Java、JavaScript以及C++类似。

从本质上讲，使用Solidity语言，开发者可以编写在分解后可由以太坊虚拟机(EVM)解析的指令。您可以通过Solidity GitHub详细了解其工作原理。

其实，Solidity语言并非以太坊开发者的唯一选择。Vyper也是一种热门的开发语言，其语法更接近Python。