Ethereum：世界计算机完整指南
Ethereum 是全球最大的可编程区块链，也是按市值计算第二大的加密货币。Ethereum 由 Vitalik Buterin 及其联合创始团队于 2015 年推出，它将区块链概念从单纯的价值转移扩展到支持智能合约——在去中心化、抗审查计算机上运行的自动执行程序。本指南将系统讲解 Ethereum 的架构、向权益证明的转型、其上繁荣发展的生态，以及面向 2026 年及之后的发展路线图。
什么是 Ethereum？
Ethereum 是一个去中心化、开源的区块链平台，开发者可以在其上构建和部署智能合约与去中心化应用（dApps）。如果说 Bitcoin 主要被设计为数字货币，那么 Ethereum 则被设计为通用计算平台——常被称为“世界计算机”。
Ethereum 网络的原生加密货币是 Ether（ETH），主要有两大用途：
- Gas 费用：用户支付 ETH 来执行交易和智能合约
- 质押：验证者质押 ETH，在权益证明机制下保障网络安全
核心属性
| 属性 | 说明 |
|---|---|
| 可编程 | 支持图灵完备的智能合约 |
| 去中心化 | 全球数千个节点执行并验证交易 |
| 开源 | 任何人都可无需许可在 Ethereum 上构建 |
| 基于账户 | 使用账户余额模型（而非 Bitcoin 的 UTXO） |
| Proof of Stake | 验证者通过质押 ETH 保障网络（自 2022 年 9 月起） |
| EVM-compatible | Ethereum Virtual Machine 已成为行业标准 |
Ethereum 如何运作
Ethereum Virtual Machine（EVM）
EVM 是 Ethereum 上智能合约的运行时环境。它是一个基于栈、准图灵完备的虚拟机，用于执行字节码。每个 Ethereum 节点都会运行 EVM，确保任意计算在所有节点上得到一致结果。
EVM 的关键特性：
- 确定性：相同输入始终产生相同输出
- 沙箱化：智能合约不能直接访问外部数据（由预言机弥补）
- 计量化：每个操作都消耗特定数量的 “gas”，以防无限循环和资源滥用
- 状态机：EVM 会在每笔交易后从一个全局状态迁移到下一个状态
EVM 已成为区块链计算的事实标准。许多其他链——BNB Chain、Avalanche、Polygon、Arbitrum——都实现了 EVM 兼容，使开发者可以将同一套智能合约部署到多个网络。
智能合约
智能合约是存储在 Ethereum 区块链上的程序，当预设条件满足时会自动执行。智能合约一旦部署，通常具有以下特点：
- 不能被直接修改（不可变，但可通过可升级模式实现升级）
- 严格按代码执行
- 公开可见、可审计
- 无需人工中介即可持有和管理资金
智能合约通常使用 Solidity（最主流）或 Vyper（受 Python 启发）编写，编译为 EVM 字节码后部署到网络。
示例用例：
- 代币发行：ERC-20 代币、ERC-721 NFT
- 去中心化交易所：如 Uniswap 的自动做市商
- 借贷协议：Aave、Compound
- 治理：协议决策的链上投票
- 保险：自动赔付的参数化保险
账户模型
不同于 Bitcoin 的 UTXO model，Ethereum 使用基于账户模型，包含两类账户：
- Externally Owned Accounts（EOA）：由私钥控制，供用户使用。可发送交易并持有 ETH。
- Contract Accounts：由智能合约代码控制。在交易触发时执行代码。
每个账户包含：
- Address：20 字节标识符（例如
0x742d35Cc6634C0532925a3b844Bc9e7595f5bA16） - Balance：持有的 ETH 数量
- Nonce：已发送交易数量（防重放攻击）
- Storage：持久化数据（仅合约账户）
- Code：智能合约字节码（仅合约账户）
账户抽象（ERC-4337）
账户抽象是 Ethereum 在用户体验方面最重要的改进之一。到 2026 年全面采用后，ERC-4337 允许智能合约钱包替代传统 EOA，实现：
- 社交恢复：通过可信联系人恢复钱包，而非依赖助记词
- Gas 赞助：dApp 可代用户支付 gas
- 批量交易：一笔交易执行多个操作
- 会话密钥：为特定操作授予有限权限
- 默认多签：内置门限签名能力
账户抽象让 Ethereum 更容易被大众用户使用，降低传统钱包管理的门槛。
Gas 与交易费用
Ethereum 上每个操作都需要消耗 gas——衡量计算开销的单位。gas 用于防止垃圾交易、滥用和无限循环。关键概念：
- Gas limit：一笔交易最多可消耗的 gas
- Base fee：按算法确定的每单位 gas 最低费用（随区块需求变化）
- Priority fee（tip）：可选小费，用于激励验证者更快打包交易
- Max fee：你愿意支付的每单位 gas 最高费用
EIP-1559 费用机制（2021 年 8 月激活）引入了 base fee，并将其销毁（burn），从而减少 ETH 供给。priority fee 归验证者所有。这一双重机制使费用更可预测，也为 ETH 供给带来通缩压力。
Gas 成本示例
| 操作 | 近似 Gas 成本 |
|---|---|
| 简单 ETH 转账 | 21,000 |
| ERC-20 代币转账 | 45,000-65,000 |
| Uniswap 兑换 | 100,000-200,000 |
| NFT 铸造 | 50,000-150,000 |
| 复杂 DeFi 交互 | 200,000-500,000+ |
Proof of Stake：The Merge 及后续发展
The Merge（2022 年 9 月）
2022 年 9 月 15 日，Ethereum 完成了 The Merge——从 PoW 过渡到 PoS。这是区块链历史上最重要的技术成就之一，并且是在承载数千亿美元价值的实时网络上完成的。
如需深入了解，请参阅我们的专门指南 Ethereum Merge guide。
Proof of Stake 如何工作
在权益证明机制下，验证者取代矿工：
- Staking：验证者存入 32 ETH 作为抵押
- Block proposal：每个区块随机选择一名验证者提议
- Attestation：其他验证者对该区块有效性进行证明（投票）
- Finalization：当证明数量足够后，区块被最终确认且不可逆转
验证者通过以下行为获得奖励：
- 提议区块
- 证明区块
- 参与同步委员会
验证者在以下行为会被惩罚（slashing）：
- 双重签名（同一 slot 提议两个区块）
- 包围投票（冲突证明）
- 长时间离线
质押方式
| 方式 | 最低 ETH | 技术门槛 | 托管方式 |
|---|---|---|---|
| Solo staking | 32 ETH | 高 | 自托管 |
| Staking as a Service | 32 ETH | 低 | 视服务而定 |
| Pooled staking (Lido, Rocket Pool) | 任意数量 | 无 | 协议托管 |
| Exchange staking (Coinbase, Kraken) | 任意数量 | 无 | 中心化托管 |
环境影响
The Merge 将 Ethereum 的能耗降低了约 99.95%。网络从接近中等国家级用电量，降至大致相当于一个小城镇的水平。这彻底改变了围绕 Ethereum 的环保叙事。
Ethereum 生态系统
去中心化金融（DeFi）
Ethereum 是 DeFi 的诞生地和核心主场。DeFi 是一套基于智能合约构建的金融服务，可在无中介条件下复制（并创新超越）传统金融。主要类别包括：
- 去中心化交易所（DEX）：Uniswap、Curve、Balancer
- 借贷：Aave、Compound、MakerDAO
- 稳定币：DAI（MakerDAO）、USDC、以及更多
- 衍生品：dYdX、Synthetix、GMX
- 收益聚合器：Yearn Finance
- 保险：Nexus Mutual
到 2026 年，Ethereum DeFi（含 Layer 2）合计管理的总锁仓价值（TVL）达到数千亿美元规模。
NFT 与数字资产
Ethereum 通过 ERC-721 标准开创了 非同质化代币（NFT）。尽管 2021-2022 年的 NFT 投机泡沫已降温，NFT 仍在以下场景中重要：
- 数字艺术与收藏品
- 游戏资产与虚拟世界
- 音乐与媒体版权
- 活动门票与会员资格
- 现实世界资产（RWA）代币化
DAO（去中心化自治组织）
DAO 使用 Ethereum 智能合约进行集体治理和资金库管理。代币持有人对提案投票，智能合约自动执行结果。大型 DAO 以透明的链上治理管理着数十亿美元资产。
现实世界资产（RWA）代币化
到 2026 年，Ethereum 增长最快的领域之一是现实世界资产代币化：
- 代币化国债：链上美国国债（规模达数十亿美元）
- 房地产：房产的碎片化所有权
- 私募信贷：在 Ethereum 轨道上的机构借贷
- 大宗商品：黄金、碳信用及其他商品的代币表示
Layer 2 扩容
Ethereum 基础层（Layer 1）吞吐量有限，因此生态采用了 Layer 2（L2）扩容方案——独立执行环境将交易打包后回传到 Ethereum 结算，以继承安全性。
Rollup
Rollup 是主流 L2 扩容路径。其在链下执行交易，压缩结果后发布到 Ethereum：
Optimistic Rollup（Optimism、Arbitrum、Base）：
- 默认假设交易有效
- 使用挑战期（通常 7 天），期间可提交欺诈证明
- 完整 EVM 兼容，部署现有 Ethereum 合约很直接
ZK-Rollup（zkSync、StarkNet、Scroll、Linea）：
- 为每个批次生成加密有效性证明
- 无需挑战期，证明可立即在链上验证
- 证明生成计算开销更高，但最终确认更快
2026 年 Layer 2 格局
| L2 | 类型 | TPS | 生态 |
|---|---|---|---|
| Arbitrum One | Optimistic Rollup | ~4,000 | 按 TVL 计最大 L2 |
| Base | Optimistic Rollup | ~2,000 | Coinbase 支持，消费级应用强 |
| Optimism | Optimistic Rollup | ~2,000 | Superchain 愿景，OP Stack |
| zkSync Era | ZK-Rollup | ~2,000 | 原生账户抽象 |
| StarkNet | ZK-Rollup | ~1,000 | Cairo 语言，独特架构 |
| Scroll | ZK-Rollup | ~2,000 | EVM 等价 |
到 2026 年，大多数 Ethereum 交易发生在 Layer 2 而非基础层。L2 总交易量显著高于 L1。
EIP-4844：Proto-Danksharding
EIP-4844（2024 年 3 月激活）引入了 blob transactions——专为 rollup 设计的新数据可用性机制。Blob 在 Ethereum 上提供低成本临时数据存储，使 L2 交易成本下降 10-100 倍。这是 Ethereum 以 Rollup 为中心路线图中的关键一步。
Ethereum 路线图
Ethereum 的开发路线图围绕以下关键方向展开：
The Surge
目标：通过 rollup 扩容与数据可用性改进，实现 100,000+ TPS。完整 Danksharding 将显著提升 blob 容量。
The Scourge
目标：缓解区块生产与 MEV（Maximal Extractable Value）中的中心化风险。包括 Proposer-Builder Separation（PBS）与抗审查措施。
The Verge
目标：通过 Verkle tree 和无状态客户端让区块验证轻量化，使任何人都能在不存储完整状态的情况下验证链。
The Purge
目标：降低历史数据需求与协议复杂度。状态过期与历史过期将随着链增长持续控制节点门槛。
The Splurge
目标：其他改进，包括 EVM 升级、账户抽象最终落地及更多易用性优化。
ETH 作为资产
货币属性
自 The Merge 以来，ETH 形成了独特的货币属性：
- 通缩潜力：EIP-1559 销毁 base fee。当网络活跃时，销毁量高于发行量，ETH 呈净通缩。
- 质押收益：验证者约可获得 3-5% APR，为 Ethereum 生态提供“无风险利率”
- 三重属性资产：ETH 同时具备资本属性（质押）、商品属性（gas）与价值储存属性
供给动态
发行（质押奖励）与销毁（EIP-1559）的相互作用形成动态供给：
- 高活跃：销毁多于发行 = 通缩
- 低活跃：销毁减少，净通胀（但远低于 Merge 前）
- Merge 后整体效果：ETH 供给总体下降，使其成为少数供给收缩型资产之一
安全最佳实践
钱包安全
相比单纯持有 Bitcoin，Ethereum 的攻击面更广（智能合约交互、代币授权、DeFi 协议），因此需要更强安全意识：
- 大额资产使用硬件钱包
- 理解代币授权：与 dApp 交互时，你通常会授权其支出代币。可使用 Revoke.cash 等工具撤销不必要授权
- 核验合约：确认你交互的是正确的智能合约地址
- 警惕钓鱼：假网站与恶意合约非常常见
- 先小额测试：始终先发送一笔小额测试交易
助记词安全
你的 Ethereum 助记词是全部 ETH 与代币的主密钥。请遵循所有加密资产通用最佳实践：
- 将助记词离线保存于耐久介质
- 绝不要在网站输入助记词
- 大额资产使用硬件钱包
- 大规模资产组合可考虑多签方案
使用 SafeSeed Seed Phrase Generator 为你的 Ethereum 钱包生成安全的 BIP-39 助记词。同一助记词可通过不同 BIP-44 派生路径同时生成 Bitcoin 与 Ethereum 地址。可使用 SafeSeed Key Derivation Tool 进行探索。
Ethereum vs. Bitcoin
| 维度 | Ethereum | Bitcoin |
|---|---|---|
| 主要用途 | 可编程平台 | 数字货币/价值储存 |
| 共识机制 | Proof of Stake | Proof of Work |
| 智能合约 | 图灵完备（Solidity/Vyper） | 有限（Script） |
| 交易模型 | 账户模型 | UTXO 模型 |
| 供给上限 | 无硬上限（但 Merge 后具通缩性） | 2100 万 BTC |
| 出块时间 | ~12 秒 | ~10 分钟 |
| 吞吐量（L1） | ~30 TPS | ~7 TPS |
| 能耗 | 低（PoS） | 高（PoW） |
Bitcoin 与 Ethereum 在加密货币生态中承担互补角色。Bitcoin 擅长价值储存与抗审查货币；Ethereum 擅长作为去中心化应用的可编程平台。
FAQ
用最简单的话说，什么是 Ethereum？
Ethereum 是一个去中心化计算平台，可运行智能合约——无需任何中间人自动执行的程序。Bitcoin 让你发送数字货币，而 Ethereum 让你构建完整应用（借贷、交易、游戏、NFT），并运行在全球化、抗审查网络上。ETH 是在这个平台上支付操作费用的加密货币。
Ethereum 和 ETH 有什么区别？
Ethereum 是区块链网络与平台。ETH（Ether）是 Ethereum 网络的原生加密货币。你用 ETH 支付 gas 来执行交易和智能合约。人们常用“Ethereum”同时指代两者，但从技术上它们是不同概念。
什么是智能合约？
智能合约是存储在区块链上的程序，在条件满足时自动执行。可以把它理解为自动售货机：你投入资金（输入），机器给出商品（输出），无需人工参与。智能合约可用于管理金融交易、发行代币、运行拍卖、处理治理投票等。
Ethereum 比 Bitcoin 更环保吗？
是的，自 2022 年 9 月 The Merge 之后。Ethereum 从 PoW 转向 PoS 后，能耗约降低 99.95%。如今 Ethereum 的能耗低于许多单个公司，而 Bitcoin 的 PoW 挖矿按设计会消耗大量能源。
什么是 gas 费？为什么会这么高？
gas 费是在 Ethereum 上执行操作的成本。在需求旺盛时，由于区块空间有限，用户会竞争出价，因此费用上升。Layer 2 方案（Arbitrum、Base、Optimism）通过链下执行、链上结算，将费用降低 10-100 倍。
Ethereum Layer 1 和 Layer 2 有什么区别？
Layer 1 是 Ethereum 主网，也就是基础区块链。它非常安全，但吞吐量有限（约每秒 30 笔交易）。Layer 2 是独立网络，先在链下处理交易，再定期回到 Layer 1 结算。它们在继承 Ethereum 安全性的同时提供更高速度和更低费用。到 2026 年，大部分 Ethereum 交易发生在 Layer 2 上。
我可以质押 ETH 吗？
可以。你可以通过多种方式质押 ETH：solo staking（需要 32 ETH 和技术能力）、Lido 或 Rocket Pool 等流动性质押协议（任意金额），或 Coinbase、Kraken 等交易所。质押年化收益约为 3-5%。
Ethereum 的供给是如何管理的？
Ethereum 不像 Bitcoin 那样有 2100 万的硬上限。不过，EIP-1559 会销毁部分交易费用，而 The Merge 又显著降低了发行量，因此 ETH 供给整体随时间下降。在网络高使用期，ETH 可能呈现通缩。