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什么是以太坊

注意：本文档是英文原版的自动翻译。

什么是以太坊

**以太坊（Ethereum）**是一个去中心化、开源的区块链平台，使开发者能够构建和部署智能合约与去中心化应用（dApps）。以太坊于 2015 年上线，引入了可编程区块链的概念——一个任意代码都可以被一个全球节点网络执行和验证的网络，而不仅仅是像早期区块链那样进行简单的价值转移。

以太坊是使用最广泛的智能合约平台。它充当去中心化金融（DeFi）、NFT 市场、DAO 以及越来越多的人工智能相关加密项目的基础。其生态系统不仅包括主以太坊网络（Layer 1），还包括一系列 Layer 2 扩容方案，这些方案在继承以太坊安全性的同时，提供更高的吞吐量和更低的费用。

简而言之： 以太坊是最大的可编程区块链——当一张 DecAIHub 项目卡片显示 Main chain: Ethereum 时，意味着该项目在以太坊上部署其核心智能合约，或将以太坊用作其结算与安全层。

以太坊如何运作

理解以太坊的架构有助于评估为什么如此多的加密 AI 项目选择在其上构建——以及这种选择涉及哪些权衡。

权益证明共识

以太坊最初使用工作量证明（PoW）共识，矿工竞相求解计算难题。2022 年 9 月，以太坊通过一次名为"合并（The Merge）"的事件转向了权益证明（PoS）。在 PoS 下，验证者质押 ETH（网络的原生代币）作为抵押，以参与区块生产和验证。

其过程如下：

  1. 验证者存入至少 32 ETH 来激活一个验证者节点。
  2. 对于每个区块，协议随机选出一名验证者来提议该区块。
  3. 其他验证者对所提议区块的有效性进行证明。
  4. 一旦收集到足够多的证明，该区块即被最终确认并添加到链上。
  5. 验证者因诚实参与而获得奖励。不诚实或疏忽的行为（提议相互冲突的区块、离线）可能导致罚没（slashing）——部分或全部丧失已质押的 ETH。

这一机制用经济承诺取代了计算能耗。验证者有经济激励诚实行事，因为他们质押的 ETH 处于风险之中。

以太坊虚拟机（EVM）

**以太坊虚拟机（EVM）**是智能合约执行所在的运行时环境。每个以太坊节点都运行一份相同的 EVM 副本，确保合约执行是确定性的——相同的输入总是产生相同的输出，无论由哪个节点处理交易。

EVM 是一个基于栈的虚拟机，执行由高级语言编译而来的字节码，主要是 Solidity（以太坊最流行的智能合约语言）和 Vyper。当开发者部署一个智能合约时，编译后的字节码被存储在链上。当用户或另一个合约调用某个函数时，EVM 执行该字节码并更新区块链状态。

EVM 已成为事实上的标准。许多其他区块链——BNB Smart Chain、Polygon、Avalanche C-Chain，以及像 Base 和 Arbitrum One 这样的 Layer 2 网络——都实现了 EVM 兼容性，使开发者能够以最小的改动将同一份 Solidity 代码部署到多个网络上。

Gas 模型

以太坊上的每一次操作都消耗 gas——一个衡量执行交易或智能合约函数所需计算工作量的单位。用户以 ETH 支付 gas 费用，以补偿验证者处理其交易。

gas 模型服务于多个目的：

  • 防垃圾——让计算变得有成本，可以防止攻击者用无意义的交易淹没网络。
  • 资源分配——当网络拥堵时，gas 价格上涨，自然而然地优先处理那些用户愿意支付更高费用的交易。
  • 确定性的执行上限——每笔交易都有一个 gas 上限，防止无限循环或失控的计算消耗无限的资源。

自 EIP-1559 升级（2021 年 8 月）以来，以太坊采用两部分费用结构：一个根据网络需求动态调整的基础费用（base fee）（会被销毁，从而将 ETH 移出流通）和一个可选的优先费用（priority fee，小费）（直接归验证者所有）。这一机制使 gas 定价更可预测，同时在网络活动高峰期对 ETH 供应施加通缩压力。

对于以太坊上的人工智能项目而言，gas 成本仍然是一个重要的考量因素。复杂的智能合约逻辑、大量的数据存储和频繁的交易，在以太坊主网上可能累积出可观的费用——这正是人工智能项目经常部署在以太坊 L2 上的主要原因之一，因为 L2 以相同的智能合约环境提供仅为其零头的成本。

区块结构与最终性

以太坊大约每 12 秒产生一个新区块。在合并之后，区块通过信标链的 Casper FFG（Friendly Finality Gadget，友好最终性小工具）机制达到最终性。最终性意味着，一旦某个区块被最终确认，除非攻击者控制全部已质押 ETH 的至少三分之一，否则它无法被回滚——对于以太坊这种规模的网络而言，这是一种代价高得令人望而却步的攻击。

这种强有力的最终性保证，对于那些依赖链上状态进行关键操作的人工智能项目至关重要：一旦推理结果、模型参数、治理投票或支付结算在以太坊上被最终确认，它们就成为不可篡改记录的一部分。

关键特征

属性 取值
Type Layer 1
Consensus Proof of Stake（自合并以来，2022 年）
Native token ETH
Token standard ERC-20
EVM 兼容 是（EVM 的起源）
出块时间 约 12 秒
智能合约 Solidity、Vyper

为什么这对加密 AI 项目很重要

以太坊在智能合约基础设施中的主导地位，使其成为许多加密 AI 项目的默认选择，无论是直接在主网上，还是通过其 Layer 2 生态系统。

生态深度。 以太坊拥有最大的开发者社区、经过最充分实战检验的智能合约工具，以及最广泛的一组可组合协议。需要与 DeFi 协议、身份系统、预言机网络或治理框架交互的人工智能项目，在以太坊上能找到最多的选择。

安全继承。 部署在以太坊上的项目受益于一个拥有庞大且分散的验证者集合的网络的安全性。对于处理有价值资产或做出重大决策的人工智能应用而言，底层链的安全性不是可选项——而是前提条件。以太坊的 PoS 机制和高总质押价值使攻击在经济上不可行。

Layer 2 扩容。 以太坊的 gas 成本和吞吐量限制众所周知。生态系统以 Layer 2 方案作为回应——像 Base、Arbitrum One、Optimism 和 zkSync 这样的 rollup 网络——它们在以太坊主网之外处理交易，同时将压缩后的证明或数据发回以太坊进行最终结算。这意味着人工智能项目可以受益于以太坊的安全性和生态系统，而无需为每笔交易承担主网 gas 成本。

许多加密 AI 项目遵循一种模式：在以太坊主网上部署核心治理和结算合约，并在某个以太坊 L2 上运行高频操作（推理调用、算力任务分配、微支付）。这种混合方法在安全性与成本效率之间取得平衡。

EVM 兼容性。 由于 EVM 是支持最广泛的智能合约运行时，构建在以太坊上的项目通常可以用最小的工作量扩展到其他 EVM 兼容链。为以太坊用 Solidity 编写的智能合约可以重新部署到 BNB Smart Chain、Avalanche、Polygon 或任何 EVM L2 上，从而触及更多用户和流动性。

代币标准。 以太坊催生了采用最广泛的代币标准：用于同质化代币的 ERC-20、用于 NFT 的 ERC-721 以及用于多代币合约的 ERC-1155。在以太坊上发行实用型代币、治理代币或数据支撑型 NFT 的人工智能项目，受益于伴随这些标准而来的普遍钱包支持、交易所上币和 DeFi 可组合性。

这在 DecAIHub 项目卡片中出现在哪里

在解读 DecAIHub 项目卡片时，以太坊出现在若干语境中：

  • Main chain——Ethereum 表示项目的主要智能合约部署在以太坊网络上。这是注册表中最常见的取值之一。
  • Type——以太坊上的项目通常具有 Type: EVM（以太坊的执行环境就是 EVM）。诸如 dApp、协议、L2 或 infra 之类的角色则反映在 Category 字段中，而非 Type。
  • Consensus——对于以太坊网络本身而言，共识是 PoS。构建在以太坊上的项目继承这一共识机制。
  • Token standard——以太坊上的项目通常为其代币使用 ERC-20。代币标准告诉你的是技术兼容性，而非代币的实用性或必要性。

Main chain: Ethereum 字段告诉你项目的智能合约栖身于何处以及适用哪些安全保证。它并不告诉你项目的人工智能声称是否真实、代币是否必要，或链上组件是否有意义。这些评估由项目卡片 DecAI Fit 组件摘要中的 AI reality、Token necessity 和 Onchain necessity 维度来处理。

仅有以太坊并不能证明什么

部署在以太坊上是一项基础设施决策，其本身并非质量信号。构建在以太坊上并不能证明：

  • AI reality——一个项目可以在以太坊上部署智能合约而没有任何真实的 AI component。以太坊提供的是执行环境，而非人工智能。AI reality 的评估取决于 Tier-1 证据：代码、模型、基准测试和文档。

  • 去中心化——尽管以太坊本身是去中心化的，但一个项目构建在以太坊之上的架构可能并非如此。如果所有有意义的逻辑都运行在中心化服务器上，而以太坊合约仅处理代币转移，那么该项目在实质上并不去中心化。

  • Token necessity——在以太坊上发行一个 ERC-20 代币在技术上微不足道。以太坊上某个代币的存在，完全无法说明该代币是否在项目的架构或经济中发挥真实功能。

  • 可扩展性就绪度——在以太坊主网上部署而不集成 L2，可能意味着项目面临高昂的 gas 成本和有限的吞吐量，这会影响那些需要频繁链上交互的人工智能工作负载的可用性。

  • 竞争优势——以太坊是一个公有、无许可的平台。任何项目都可以在其上部署。选择以太坊不是差异化因素；真正重要的是项目在其之上构建了什么。

请勿混淆

  • ETH（以太币）——ETH 是以太坊的原生加密货币，用于支付 gas 费用和验证者奖励。"以太坊"指的是网络和协议；"ETH"指的是代币。二者相关但不同。

  • EVM——以太坊虚拟机是以太坊的执行环境。许多非以太坊的链是"EVM 兼容的"，意味着它们运行相同的虚拟机，但却是拥有自己的验证者、安全性和代币的独立网络。一条 EVM 兼容链并不是以太坊。

  • 以太坊 Layer 2——像 Base、Arbitrum One 和 Optimism 这样的网络构建在以太坊之上并继承其安全性，但它们是拥有自身出块的独立执行环境。一个在 Base 上的项目并不在以太坊主网上，尽管它向以太坊结算。DecAIHub 项目卡片会区分 Main chain: Ethereum 与 Main chain: Base 或 Main chain: Arbitrum One。

  • Solidity——Solidity 是一种用于编写智能合约的编程语言。它是以太坊开发最流行的语言，但 Solidity 代码也可以运行在任何 EVM 兼容链上。Solidity 是一种工具，而非网络。

  • Solana——Solana 是一条独立的 L1 区块链，具有不同的架构、共识机制和虚拟机。它不兼容 EVM，并使用自己的编程模型。项目基于不同的权衡，在以太坊和 Solana 之间做出选择（或在两者上都部署）。

常见问题

为什么这么多 AI 加密项目选择以太坊？

生态成熟度。以太坊拥有最大的智能合约开发者群体、经过最多审计的协议、最深的 DeFi 流动性，以及最成熟的代币标准。需要与现有基础设施集成的人工智能项目——预言机数据源、治理框架、支付通道、去中心化身份——在以太坊上能找到最多的选择。此外，以太坊的 L2 生态系统使人工智能密集型工作负载能够在不放弃以太坊安全模型的前提下进行扩容。

以太坊对人工智能工作负载来说足够快吗？

以太坊主网以 12 秒的出块时间处理大约每秒 15-30 笔交易。对于高频人工智能操作（实时推理、算力任务路由），这往往不够。这就是为什么许多人工智能项目部署在以太坊 L2 上，它们每秒可以处理数百或数千笔交易，同时定期向以太坊主网结算。L2 方法为那些需要的操作保留了以太坊级别的安全性，同时提供了人工智能工作负载所要求的速度和低成本。

以太坊和比特币有什么区别？

比特币的设计主要是作为点对点数字货币——一种价值存储和支付网络。以太坊的设计则是作为一个可编程平台，开发者可以在其上部署任意代码（智能合约）。比特币的脚本能力有限；以太坊支持图灵完备的程序。正是这种可编程性使以太坊成为 dApps、DeFi 和加密 AI 项目的基础。

如果以太坊宕机，项目会怎样？

以太坊是一个由数万个节点组成的全球分布式网络。完全关停将需要同时让分布在数十个国家的节点下线——这一事件在以太坊历史上从未有过先例。如果一些节点离线，网络会用其余节点继续运作。对于以太坊上的人工智能项目而言，这种韧性意味着只要网络拥有一组正常运作的验证者，它们的智能合约就仍然可访问。

以太坊的 gas 成本如何影响人工智能项目？

以太坊主网上的 gas 成本可能很可观，尤其是对于那些涉及复杂计算或频繁状态更新的操作——这两者在人工智能工作负载中都很常见。在网络需求高峰期，单次复杂的智能合约调用可能花费数十美元。这就是为什么大多数需要频繁链上交互的人工智能项目部署在以太坊 L2 上，在那里相同的操作只花费不到一美分的零头。主网通常保留给结算、治理和高价值操作。

DecAIHub 卡片中的 "Main chain: Ethereum" 是否意味着项目是安全的？

不。Main chain: Ethereum 描述的是项目合约部署在何处，而非项目是否设计良好、经过妥善审计或真正有用。以太坊提供基础设施；项目在其之上构建。一个项目的安全性和质量取决于它自身的代码、团队实践、审计历史，以及其声称的可验证性——所有这些都在 DecAIHub 项目卡片中单独评估。

外部参考资料

另请参阅

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