以太坊的状态转换与“客户端”有哪些？

以太坊的状态转换是指在一个交易(TX)发生时，以太坊从一个正确状态(S)转变到下一个正确状态(S')的转换过程。

对于交易而言，为了防止代码的指数型爆炸和无限循环，每笔交易需要对执行代码所引发的计算步骤做出限制。  STARTGAS就是限制，GASPRICE是每一计算步骤需要支付矿工的费用价格。

以太坊的状态转换函数为APPLY(S,TX)->S'，可以定义如下：

1、检查交易的格式是否正确，签名是否有效，以及随机数是否与发送者账户的随机数匹配。如否，返回错误。

2、计算交易费用fee=STARTGAS*GASPRICE，并从签名中确定发送者的地址。从发送者的账户中减去交易费用和增加发送者的随机数。如果账户余额不足，返回错误。

3、设定初值Gas=STARTGAS，并根据交易中的字节数减去一定量的燃料值。

4、从发送者的账户转移价值到接收者账户。如果接收账户还不存在，创建此账户。如果接收账户是一个合约，运行合约的代码，直到代码运行结束或者燃料用完。

5、如果因为发送者账户没有足够的费用或者代码执行耗尽燃料导致价格转移失败，恢复原来的状态，但是还需要支付交易费用，交易费用加至矿工账户。

6、基代码执行成功，将所有剩余的燃料归还给发送者，消耗掉的燃料作为交易费用发送给矿工。

例如，假设一个合约的代码如下：

需要注意的是，现在现实中合约代码是用底层以太坊虚拟机EVM代码写成的，上面的合约是用我们的高级语言Serpent语言写成的，它可以被编译成EVM代码。假设合约存储器开始时空的，一个值以为10以太、燃料为2000、燃料价格为0.001以太并且两个数据字段值为[2,‘CHARLIE’]的交易发送后，状态转换函数的处理过程如下：

1、检查交易是否有效，格式是否正确;

2、检查交易发送者是否至少有2000*0.001=2个以太币。如果有，从发送者账户中减去2个以太币;

3、初始设定Gas=2000，假设交易长为170字节，每字节的费用是5，减去850，所以还剩1150;

4、从发送者账户减去10个以太币，为合约账户增加10个以太币;

5、运行代码。在这个合约中，运行代码很简单：它检查合约存储器索引为2处是否已使用，注意到它未被使用，然后将其值置为CHARLIE。假设这消耗了187单位的燃料，于是剩余的燃料  为1150-187=963.

6、向发送者的账户增加963*0.001=0.963个以太币，返回最终状态。

如果没有合约接收交易，那么所有的交易费用就算于GASPRICE*交易的字节长度，交易的数据就与交易费用无关了。另外需要注意的是，合约发起的消息可以对它们产生的计算分配燃料限额，如果子计算的燃料用完了，它只恢复到消息发出时的状态。

因此，就像交易一样，合约也可以通过对它生产的子计算设置严格的限制，保护它们的计算资源。

以太坊客户端

为了测试各种语言对以太坊的支持，同时使更多的人能够参与以太坊的开发及使用，目前有4种语言编写的以太坊的客户端。

【它们分别是】

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;

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。它的作用等同于浏览器之于互联网或者iTunes之于数字化内容下载。Mist由特殊的安全层、密钥管理、去中心化账户管理和与区块链相关的组件几部分组成。

这一切使得Mist成为普通用户运行或者管理区块链去中心代应用不可或缺的工具，普通用户不需要理解技术方面的东西。

从用户体验角度而言，可以在Mist中使用DApp(例如预测市场Augur)就可以在以太坊Mist浏览器运行。当然，这些服务也可以通过一个常规浏览器以更加传统的Web  2.0的方式实现。

选择以太坊客户端

有很多以太坊客户端供我悉搏汪们选择。我们推荐在开发和部署时使用不同的客户端。 我们推荐 Ganache ，它是一个运行在你个人电脑上的私有连客户端。它是 truffle 套种中的一部分， Ganache 将智能合约和交易放在前台并且中心化，从而简化了dapp的开发。使用 Ganache 你可以 快速查看你们的应用是如何影响区块链的，并且对账户，余额，智能合约创建以及燃料消费进行自省。 Ganache 运行在 http://127.0.0.1:7545 。默认会创建是个账户，重启后账户依然不会变， 当然也可以手动随机账户，你也可以用你自己的账户。 我们同样也推荐使用 truffle develop ，它是 truffle 内置的开发链工具。不需要任何的额外安装， 你要使用它只需要一条命令行即可：银简 Truffle Develop 运行在 http://127.0.0.1:9545 上。 当你的开发机没有图形界面时就无法直接使用 Ganache ，而 Ganache CLI 就提供了没有图形界面睁仔系统的能力。 有很多官方和非官网的以太坊客户端你可以选择。以下是部分:

以太坊架构是怎么样的？

以太坊是一个平台，它上面提供各种模块让用户来搭建应用，如果将搭建应用比作造房子，那么以太坊就提供了墙面、屋顶、地板等模块，用户只需像搭积木一样把房子搭起来，因此在以太坊上建立应铅雹用的成本和速度都大大改善。具体来说，以太坊通过一套图灵完备的脚本语言（EthereumVirtual Machinecode，简称EVM语言）来建立应用槐岩帆，它类似于汇编语言，我们知道，直接用汇编语言编程是非常痛苦的，但以太坊里的编程并不需要直接使用EVM语言，而是类枣物似C语言、Python、Lisp等高级语言，再通过编译器转成EVM语言很高兴能为你提供帮助

以太坊是什么丨以太坊开发入门指南

以太坊是什么丨以太坊开发入门指南很多同学已经跃跃欲试投入到区块链开发队伍当中来，可是又感觉无从下手，本文将基于以太坊平台，以通俗的方式介绍以太坊开发中涉及的各晦涩的概念，轻松带大家入门。以太坊是什么以太坊（Ethereum）是一个建立在区块链技术之上， 去中心化应用平台。它允许任何人在平台中建立和使用通过区块链技术运行的去中心化应用。对这句话不理解的同学，姑且可以理解为以太坊是区块链里的Android，它是一个开发平台，让我们就可以像基于Android Framework一样基于区块链技术写应用。在没有以太坊之前，写区块链应用是这样的：拷贝一份比特币代码，然后去改底层代码如加密禅罩纤算法，共识机制，网络协议等等（很多山寨币就是这样，改改就出来一个新币）。以太坊平台对底层区块链技术进行了封装，让区块链应用开发者可以直接基于以太坊平台进行开发，开发者只要专注于应用本身的开发，从而大大降低了难度。目前围绕以太坊已经形成了一个较为完善的开发生态圈：有社区的支持，有很多开发框架、工具可以选择。智能合约什么是智能合约以太坊上的程序称之为智能合约， 它是代码和数据(状态)的集合。智能合约可以理解为在区块链上可以自动执行的（由事件驱动的）、以代码形式编写的合同（特殊的交易）。在比特币脚本中，我们讲到过比特币的交易是可以编程的，但是比特币脚本有很多的限制，能够编写的程序也有限，闷厅而以太坊则更加完备（在计算机科学术语中，称它为是“图灵完备的”），让我们就像使用任何高级语言一样来编写几乎可以做任何事情的程序（智能合约）。智能合约非常适合对信任、安全和持久性要求较高的应用场景，比如：数字货币、数字资产、投票、保险、金融应用、预测市场、产权所有权管理、物联网、点对点交易等等。目前除数字货币之外，真正落地的应用还不多（就像移动平台刚开始出来一样），相信1到3年内，各种杀手级会慢慢出现。编程语言：Solidity智能合约的默认的编程语言是Solidity，文件扩展名以.sol结尾。Solidity是和JavaScript相似的语言，用它来开发合约并编译成以太坊虚拟机字节代码。还有长像Python的智能合约开发语言：Serpent，不过建议大家还是使用Solidity。Browser-Solidity是一个浏览器的Solidity IDE, 大家可以点进去看看，以后我们更多文章介绍Solidity这个语言。运行环境：EVMEVM（Ethereum Virtual Machine）以太坊虚拟机是以太坊中智能合约的运行环境。Solidity之于EVM，就像之于跟JVM的关系一样，这样大家就容易理解了。以太坊虚拟机是一个隔离的环境，在EVM内部运行的代码不能跟外部有联系。而EVM运行在以太坊节点上，当我们把合约部署到以太坊网络上之后，合约就可以在贺仿以太坊网络中运行了。合约的编译以太坊虚拟机上运行的是合约的字节码形式，需要我们在部署之前先对合约进行编译，可以选择Browser-Solidity Web IDE或solc编译器。合约的部署在以太坊上开发应用时，常常要使用到以太坊客户端（钱包）。平时我们在开发中，一般不接触到客户端或钱包的概念，它是什么呢？以太坊客户端（钱包）以太坊客户端，其实我们可以把它理解为一个开发者工具，它提供账户管理、挖矿、转账、智能合约的部署和执行等等功能。EVM是由以太坊客户端提供的。Geth是典型的开发以太坊时使用的客户端，基于Go语言开发。 Geth提供了一个交互式命令控制台，通过命令控制台中包含了以太坊的各种功能（API）。Geth的使用我们之后会有文章介绍，这里大家先有个概念。Geth控制台和Chrome浏览器开发者工具里的面的控制台是类似，不过是跑在终端里。相对于Geth，Mist则是图形化操作界面的以太坊客户端。如何部署智能合约的部署是指把合约字节码发布到区块链上，并使用一个特定的地址来标示这个合约，这个地址称为合约账户。以太坊中有两类账户：· 外部账户该类账户被私钥控制（由人控制），没有关联任何代码。· 合约账户该类账户被它们的合约代码控制且有代码与之关联。和比特币使用UTXO的设计不一样，以太坊使用更为简单的账户概念。两类账户对于EVM来说是一样的。外部账户与合约账户的区别和关系是这样的：一个外部账户可以通过创建和用自己的私钥来对交易进行签名，来发送消息给另一个外部账户或合约账户。在两个外部账户之间传送消息是价值转移的过程。但从外部账户到合约账户的消息会激活合约账户的代码，允许它执行各种动作（比如转移代币，写入内部存储，挖出一个新代币，执行一些运算，创建一个新的合约等等）。只有当外部账户发出指令时，合同账户才会执行相应的操作。合约部署就是将编译好的合约字节码通过外部账号发送交易的形式部署到以太坊区块链上（由实际矿工出块之后，才真正部署成功）。运行合约部署之后，当需要调用这个智能合约的方法时只需要向这个合约账户发送消息（交易）即可，通过消息触发后智能合约的代码就会在EVM中执行了。Gas和云计算相似，占用区块链的资源（不管是简单的转账交易，还是合约的部署和执行）同样需要付出相应的费用（天下没有免费的午餐对不对!）。以太坊上用Gas机制来计费，Gas也可以认为是一个工作量单位，智能合约越复杂（计算步骤的数量和类型，占用的内存等），用来完成运行就需要越多Gas。任何特定的合约所需的运行合约的Gas数量是固定的，由合约的复杂度决定。而Gas价格由运行合约的人在提交运行合约请求的时候规定，以确定他愿意为这次交易愿意付出的费用：Gas价格（用以太币计价） * Gas数量。Gas的目的是限制执行交易所需的工作量，同时为执行支付费用。当EVM执行交易时，Gas将按照特定规则被逐渐消耗，无论执行到什么位置，一旦Gas被耗尽，将会触发异常。当前调用帧所做的所有状态修改都将被回滚， 如果执行结束还有Gas剩余，这些Gas将被返还给发送账户。如果没有这个限制，就会有人写出无法停止（如：死循环）的合约来阻塞网络。因此实际上（把前面的内容串起来），我们需要一个有以太币余额的外部账户，来发起一个交易（普通交易或部署、运行一个合约），运行时，矿工收取相应的工作量费用。以太坊网络有些着急的同学要问了，没有以太币，要怎么进行智能合约的开发？可以选择以下方式：选择以太坊官网测试网络Testnet测试网络中，我们可以很容易获得免费的以太币，缺点是需要发很长时间初始化节点。使用私有链创建自己的以太币私有测试网络，通常也称为私有链，我们可以用它来作为一个测试环境来开发、调试和测试智能合约。通过上面提到的Geth很容易就可以创建一个属于自己的测试网络，以太币想挖多少挖多少，也免去了同步正式网络的整个区块链数据。使用开发者网络(模式)相比私有链，开发者网络(模式)下，会自动分配一个有大量余额的开发者账户给我们使用。使用模拟环境另一个创建测试网络的方法是使用testrpc，testrpc是在本地使用内存模拟的一个以太坊环境，对于开发调试来说，更方便快捷。而且testrpc可以在启动时帮我们创建10个存有资金的测试账户。进行合约开发时，可以在testrpc中测试通过后，再部署到Geth节点中去。更新：testrpc 现在已经并入到Truffle 开发框架中，现在名字是Ganache CLI。Dapp：去中心化的应用程序以太坊社区把基于智能合约的应用称为去中心化的应用程序(DecentralizedApp)。如果我们把区块链理解为一个不可篡改的数据库，智能合约理解为和数据库打交道的程序，那就很容易理解Dapp了，一个Dapp不单单有智能合约，比如还需要有一个友好的用户界面和其他的东西。TruffleTruffle是Dapp开发框架，他可以帮我们处理掉大量无关紧要的小事情，让我们可以迅速开始写代码-编译-部署-测试-打包DApp这个流程。总结我们现在来总结一下，以太坊是平台，它让我们方便的使用区块链技术开发去中心化的应用，在这个应用中，使用Solidity来编写和区块链交互的智能合约，合约编写好后之后，我们需要用以太坊客户端用一个有余额的账户去部署及运行合约（使用Truffle框架可以更好的帮助我们做这些事情了）。为了开发方便，我们可以用Geth或testrpc来搭建一个测试网络。注：本文中为了方便大家理解，对一些概念做了类比，有些严格来不是准确，不过我也认为对于初学者，也没有必要把每一个概念掌握的很细致和准确，学习是一个逐步深入的过程，很多时候我们会发现，过一段后，我们会对同一个东西有不一样的理解。