背景与发展

由于比特币的设计只适合加密数字货币场景，不具备图灵完备性，也缺乏保存实时状态的账户概念，而且存在工作量证明PoW机制带来的效率和资源浪费的问题。因此，Vitalik Buterin于2013年提出了以太坊系统，旨在创建一个不仅仅是用于交易的区块链平台，更是一个可以支持去中心化应用（DApps）和智能合约的生态系统。

与所有基于区块链技术的去中心化系统一样，以太坊也有一套激励机制，以鼓励矿工花费计算资源进行挖矿，从而维持以太坊的运行，这一机制就是以太币。以太坊的最小货币单位是1wei，它和以太币的兑换关系为：1ETH=1018wei。

以太坊上所有的账户管理操作和智能合约的部署都需要支付以太币才能正常运行，因此每个以太坊用户都需要获得并花费以太币，以促使矿工愿意挖矿。每当矿工挖出一个区块，就将获得一定数量的奖励。奖励由静态奖励和动态奖励两部分组成。静态奖励是指该矿工可以获得5个以太币；动态奖励是指挖出的区块中所有交易的费用归该矿工所有，如果该区块中包括叔区块，那么矿工还可以从每个叔区块中获得额外的1/32以太币作为奖励，但每个区块中最多只能包含2个叔区块。

2014年，通过首次以太币发行，以太坊筹集了开发资金，并于2016年初得到市场认可，价格开始暴涨，吸引了大量非开发者进入以太坊市场。

技术基础

智能合约层：智能合约赋予账本可编程的特性，区块链2.0通过虚拟机的方式运行代码实现智能合约的功能，比如以太币的以太坊虚拟机（EVM）。同时，这一层通过在智能合约上添加能够与用户交互的前台界面，形成去中心化的应用。

激励层：以太币不仅是一种加密货币，还可用作网络交易的燃料（gas），用于支付矿工执行交易和智能合约的费用。运行智能合约和发送交易都需要向矿工支付一定的以太币。因此以太币的价值不仅体现在其货币属性上，还在于其在整个以太坊网络中的应用。

共识层：之前的以太坊使用PoW机制，通过矿工解决复杂的数学问题来验证交易并获得奖励。然而，以太坊已经过渡到权益证明（PoS）机制，通过质押以太币来获得验证交易的机会。这一转换旨在提高网络效率和安全性，减少能源消耗，从而有效地避免了纯PoS机制导致的初期权益分配不公平的情况。

网络层：网络层主要实现网络节点的连接和通信，又称“点对点技术”，是没有中心服务器、依靠用户群交换信息的互联网体系。与有中心服务器的中央网络系统不同，对等网络的每个用户端既是一个节点，也有服务器的功能，其具有去中心化与健壮性等特点。

数据层：数据层主要实现了两个功能，一个是相关数据的存储，另一个是账户和交易的实现与安全。数据存储主要基于Merkle树，通过区块的方式和链式结构实现，大多以键-值数据库的方式实现持久化，如以太坊采用的数据库是LevelDB。

以太币获取和使用

用户和以太坊区块链的交互需要通过对账户的交易来实现。以太坊有两种类型的账户：一种是外部账户（EOA），另一种是合约账户。外部账户就是一般意义上的账户，由公钥-私钥对控制。合约是一种特殊的可编程账户，合约存在以太坊区块链上，是代码（合约的功能）和数据（合约的状态）的集合。

外部账户的地址是由公钥决定的，合约账户的地址是在创建合约时由合约创建者的地址和该地址发出过的交易数量计算得到。外部账户没有代码，人们可以通过创建和签名一笔交易从一个外部账户发送消息。每当合约账户收到一条消息，合约内部的代码就会被激活，允许它对内部存储进行读取、写入、发送其他消息和创建合约。

以太坊的账户包含4个部分：（1）随机数，用于确定每笔交易只能被处理一次的计数器，（2）账户目前的以太币余额，（3）账户的合约代码（如果有的话），（4）账户的存储（默认为空）。

每个以太坊的外部所有账户由一对密钥定义，一个是私钥，一个是公钥。每个公私钥对被编码存放在一个密钥文件中。密钥文件采用JSON格式，密钥文件的私钥都是用在建立账户时输入的口令来加密的。密钥文件存在以太坊节点的数据目录的keystore子目录中。密钥文件需要经常备份，否则如果失掉密钥文件，账户里的以太币也就无法找回了。

以太币获取和使用

目前有4种语言编写的以太坊客户端，分别是用Go语言实现的客户端Geth，用C++实现的客户端Eth，用Python语言实现的客户端Pyethapp和用Java实现的客户端EthereumJ。其中，Go语言版是以太坊官方一直维护并推荐使用的客户端。

以太坊包括一个专用的客户端浏览器，使得用户可以运行各种各样的去中心化应用（DApp），发布智能合约。这一浏览器被称为Mist，它易于使用，降低了用户使用门槛，从而使得DApp和智能合约能够被大量用户使用。从用户体验角度而言，可以在Mist中使用DApp，就像通过常规浏览器与网站进行交互一样。

以太币获取和使用

最常见的获取方式是在加密货币交易所购买。目前全球有许多加密货币交易所，其中一些最受欢迎的包括Binance、Coinbase、Kraken和Bitfinex等。在这些交易所，可以使用当地货币购买以太币。

另一种获取以太币的方式是通过挖矿。在挖坑之前，需要先创建账户，以Linux系统和go-ethereum为例，创建一个账户需要以下几个步骤：

1）安装好以太坊和go-ethereum，在客户端执行命令。

2）执行geth account new命令创建账户，并设置密码。

设置好密码之后，客户端会显示所创建的新账户地址，供以后使用。

3）之后执行geth命令，同步已有的所有区块。

当区块链全部同步好之后，就可以进行挖坑并部署智能合约了。

除上述命令行方式外，以太坊的开发者也开发了拥有图形界面的以太坊钱包，以方便用户更容易地管理账户和部署智能合约。用以太坊钱包创建账户十分简单，首先从以太坊在github上的官方网页上下载相对应的操作系统的钱包程序压缩包，并解压程序，运行钱包即可。

用户可以选择同步以太坊的主链还是其他公共的测试链（testnet）。在测试链上，用户不需要长时间地挖坑就可以很快地获得大量测试用的以太币，并运行测试自己的智能合约。在主链上，用户就需要花费大量计算资源挖矿才能获得标准的以太币。

以太币获取和使用

下面给出了以太币最常见的场景—转账的实际例子，该例子通过Geth平台实现账户A到账户B的转账，转账金额为100000wei。

命令：eth.sendTransaction({from: eth.accounts[0], to:"接受交易的地址”, value: 100000})

#发起交易(发起方需要是自己管理的账户，其次需要先解锁账户) , from: 发起交易的地址; to: 接受交易的地址

在转账操作之前需要解锁用户的账号，类似于输入密码开启转账功能：

在解锁后，即可实现转账：

上图中Subnitted transaction即为成功转账的提示，其中hash 是本次交易的哈希值，from 是交易发起方的地址，nonce 是本次交易的编号，recipient 是交易接收方的地址，value 是本次交易的以太币数量。

应用场景

（1）智能合约是以太坊最重要的应用场景之一。智能合约是一种自动执行的合约条款的计算机程序，无需第三方介入。例如，可以使用智能合约进行数字资产发行、投票、组织管理、去中心化金融（DeFi）等。这些合约在以太坊区块链上运行，并使用以太币作为执行和验证合约的费用。

（2）去中心化金融（DeFi）：DeFi利用区块链技术提供无需中介的金融服务，如借贷、交易和支付。平台如Aave和Compound允许用户通过智能合约自动执行借贷协议，提供透明和安全的金融服务，并且使用以太币作为交易的媒介。

（3）去中心化应用（DApps）：DApps是运行在区块链上的应用程序，具有去中心化、透明和不可篡改的特点。以太坊支持的DApps涵盖了从游戏（如CryptoKitties）到社交媒体（如Minds）的广泛应用，并且玩家可以在游戏中使用以太币进行交易和支付。

（4）黄金投资：Digix团队已经设计了一种在以太坊区块链上可以使用以太币形式购买黄金的方法。用户可以使用以太币购买黄金代币，这种代币与新加坡金库通过加密的形式相连并获得其支持。用户可以在任何时候使用以太币进行赎回换取实体黄金。

结语

以太币作为以太坊平台的原生加密货币，通过其独特的技术创新和广泛的应用场景，已经在全球范围内产生了深远的影响。从智能合约、去中心化金融、到DApps和黄金投资等，以太坊不仅拓展了区块链技术的应用范围，也为未来的数字经济奠定了基础。随着以太坊2.0的逐步实施和技术的不断进步，以太坊将继续引领区块链领域的发展，推动更多的创新和变革。