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# System prepended metadata

title: Ethereum Overview

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# Ethereum Overview

[TOC]

## Bitcoin vs Ethereum

### Smallest Denomination
* Bitcoin：1 BTC = 1e8 Satoshi(聰)
* Ethereum：1 ETH = 1e18 Wei

### Mining Puzzle
* Bitcoin：挖礦設備專業化(ASIC礦機) -> 與區塊鏈去中心化理念不符合
* Ethereum：memory hard mining puzzle -> ASIC resistance
* Ethereum採用全新的共識機制(ghost協議共識機制)，出塊時間約15秒。
* 目前Ethereum已改為POS。

### LMD-GHOST
以太坊在轉為權益證明（Proof of Stake, PoS）後，採用了 Casper FFG（Finality Gadget） 和 LMD-GHOST（Latest Message Driven Greedy Heaviest Observed Subtree） 作為其共識機制的重要部分。

1. **協議核心轉換到 PoS**：在 PoW 中，GHOST 是用於解決「孤塊」的處理問題，在 PoS 中，由於不存在挖礦競爭，LMD-GHOST 的核心工作變成基於驗證者的最新投票（最新訊息）來判斷「最重」子樹。
2. **結合 Casper FFG 提供終結性**：LMD-GHOST 用於選擇檢查點之間的區塊（即動態分叉選擇），Casper FFG 用於提供檢查點之間的最終確定性。

![image](https://hackmd.io/_uploads/S1gDsq_z1x.png)

https://news.cnyes.com/news/id/4978319

### Proof of Stake(權益證明)
* 在 PoS 權益證明機制中，會根據節點質押的代幣數量和質押代幣的時間長短進行評分，評分最高的節點有更大的機會被選中來驗證交易並獲得獎勵。
* PoS運作方式
1. **參與者質押權益**：參與者需要將一定數量的虛擬貨幣質押（stake）在區塊鏈網絡中，作為他們參與共識的證明。
2. **選擇區塊創建者**：根據參與者押注的數量，共識算法將選擇下一個負責創建新區塊的節點，通常稱為 “鑄造者” 或 “驗證者”。
3. **確定權益**：選中的鑄造者將獲得權益，例如區塊獎勵和交易手續費。
4. **驗證交易**：鑄造者負責驗證新交易，確保它們的有效性和合法性，然後將它們打包到新區塊中。
5. **隨機性和權益考量**：共識算法會考慮參與者的押注數量來選擇下一個鑄造者，通常是根據權益數量的隨機算法，但也可能考慮其他因素，如參與時間長短。
6. **惩罰機制**：如果鑄造者不遵守協議規則或作弊，他們的權益可能會被削減或凍結，以激勵參與者遵守規則。

* PoS的優點：節能環保、安全性高、驗證快速
* PoS的缺點：通膨風險、中心化風險、資金風險
* 常見的PoS貨幣：ETH、ADA、SOL、MATIC...
https://coindada.com/article/what-is-pos-proof-of-stake/

### Smart Contract
* Bitcoin：decentralized currency
* Ethereum：decentralized contract
* 把合約以程式碼呈現，接著把這些程式碼放到區塊鏈上，依靠區塊鏈的不可竄改性，保證這個程式碼的正確運行。
* 一旦部署上區塊鏈，沒有任何人能修改這份程式碼。
* 常見程式語言：Solidity、Move

## *Ethereum Roadmap Update
![1-1](https://hackmd.io/_uploads/Byr7v8Axyx.jpg)
* **The Merge**：已於2022年完成，將以太坊從工作量證明 (PoW) 共識轉移到權益證明 (PoS)。
* **The Surge**：引入分片 (Sharding) 技術，以提高網路的擴展性。分片將區塊鏈分割成小型的分片 (Shards)，使每秒交易量提升至100,000筆。
* **The Scourge**：這個階段的核心目標是減少 MEV（最大可提取價值）所帶來的中心化風險，並確保交易納入具備「中立性」的特性，防止區塊驗證和提案中出現的偏見和操控現象。
* **The Verge**：此階段將採用 Verkle Trees 結構，優化數據存儲並減少節點對歷史數據的依賴。
* **The Purge**：計劃進一步減少節點的數據存儲需求，簡化以太坊協議，使節點無需儲存完整的歷史數據，進一步提升網路性能。
* **The Splurge**：最後一階段包含一些關鍵的小更新，確保在完成前四個升級後網絡的穩定運行。

https://www.blocktempo.com/updated-eth-roadmap-diagram/

### Verkle Tree (The Verge)
* Verkle Trees 透過使用橢圓曲線向量 (elliptic curve-based vector) 確保生成更短的證明。
* 這種技術可以讓節點之間傳輸更少的數據，從而大幅降低節點同步和驗證的成本。
* 缺點：對抗量子計算機的安全性較差
![image](https://hackmd.io/_uploads/HJh5F8AeJe.png)

https://abmedia.io/vitalik-the-verge-verkle-trees-stateless-validation

