以太币激励

以太坊作为一个运行智能合约的去中心化区块链应用平台,实现了内置编程语言的区块链协议,并且支持任何区块链分布式应用在此协议基础上运行,允许用户按照自己的意图创建复杂的操作。以太坊也使用激励驱动的安全模式,通过挖矿来获得以太币、保护网络和验证计算。与比特币不同的是,以太坊的密码学货币——以太币(Ether)主要不是用于支付,而是作为以太坊的内置数字资产,支付运行各种智能商业逻辑程序所需的交易费用,以激励矿工和保护以太坊良性运转。以太坊的挖矿也不需要过度依靠昂贵的专业挖矿设备积累挖矿算力来运行,而是通过可负担的挖矿实现以太币的发行与支付所需计算费用之间的平衡。

1.以太坊的燃料激励

以太坊是一个运行智能合约的去中心化平台,提供了以太虚拟机(Ethereum Virtual Machine,EVM)。EVM是图灵完备的,可以实现循环语句;而在图灵完备的系统中,为了防止代码的指数级激增、无限循环或遭DDoS攻击,以太坊引入了“燃料”的概念——Gas。当EVM执行交易时,每条指令都要消耗Gas资源。越复杂的运算,消耗Gas越多。只要给每个程序设定一个可消耗Gas的上限,就可以防止程序出现死循环而无法停止的情况。

Gas是以太坊的成本计量单位,表示智能合约中具体操作的经济开销。Gas本身有自身的价格gasprice,与以太币有汇率换算的关系,从而保证以太坊基本计算成本的稳定性,不会受以太币市场价格的波动影响。以Gas为单位的计算成本和真实价值稳定不变,gasprice价格是以另一货币(比如以太币)为单位的Gas成本。为了保持Gas的价值稳定,gasprice是浮动值,如果货币成本波动,gasprice也会变化以保持同样的真实价值。gasprice代表交易发送者愿意为单位Gas支付的费用,可以由每个用户自行设置,并受市场供求关系影响(由矿工和交易发起者的博弈来进行调控,根据多少用户愿意花费和多少进程节点愿意接受,形成一个平衡价格)。

每笔交易需要支付的交易费用Fee=gasused*gasprice。gasused是所有被执行的命令的Gas消耗值总和。同时,每笔交易都被要求包含一个gaslimit(又称作startgas,是指这笔交易所允许的Gas最大消耗量,代表每笔交易最多被允许使用的计算步骤)。如果执行交易的过程中,“用完了燃料”,所有的状态改变都将恢复原状,但是己经支付的交易费用不可收回。如果执行交易中止时还剩余“燃料”,那么这些“燃料”将被退还给发送者。交易费用将加至矿工账户,作为对执行代码的矿工的报酬。

矿工可以根据gasprice,在区块startgas范围内,有选择地打包交易并收取费用。用户所选择支付的交易费用多少会影响到该交易被打包所需等待的时长。显然,gasprice越高,其交易就会越快被矿工打包。

燃料激励机制是确保以太坊中复杂计算安全的关键机制,它给任何失控或恶意的程序设定了一个安全阀,程序中的错误不会使网络的其他部分出现性能问题,只有发起方会受到影响。这可以避免系统遭受DDoS攻击,因为攻击者也需要支付交易费用。以太坊通过燃料激励机制可以鼓励更加高效的合约代码、减少不必要的计算和防止作恶。经济激励机制同时因为合约代码的执行要根据执行指令数计费,所消耗的费用超过设定上限时会被取消,从而能避免合约代码逻辑中出现死循环对矿工的影响。

2.以太坊的矿前激励

为整合所需资源,使以太坊这个集开发者、矿工和其他权益人的巨大网络持续运转,以太坊宣布了对其基础货币单位——以太币的预售计划。根据以太坊发布的文件显示,募集资金的76.5%将用于以太坊平台和工具的开发和拓展,13.5%的资金将用于社区服务,而剩余的10%资金将会用于支持加密货币研究小组(CCRC)的研究。

2014年6月,以太坊基金会Stiftung Ethereum在瑞士设立,用于管理预售资金所带来的法律和财务上的复杂事务,以更好支持以太坊和去中心化技术生态系统。其中一项重要任务就是对以太坊协议及相关技术发展的推进,以及对使用以太坊技术和协议的应用进行支持。

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