以太坊简单运行原理，不止是加密货币，更是一台世界计算机

2026-01-25 币界百科

当我们谈论以太坊时,很多人首先想到的是它仅次于比特币的第二大加密货币，以太坊的愿景远不止于此，它被设计成一台分布式的“世界计算机”，一个可以运行程序、存储数据、并且由全球无数节点共同维护的开放平台，要理解以太坊的简单运行原理，我们可以从几个核心概念入手：区块链、智能合约、账户以及它如何实现“去中心化”。

万物基础：区块链与以太坊虚拟机（EVM）

就像比特币的区块链记录了每一笔比特币转账交易一样,以太坊的区块链也记录着信息，但这个信息范围更广，以太坊区块链本质上是一个分布式、共享的全球账本，它记录的不是简单的转账，而是状态转换。

状态：可以理解为以太坊在某个时刻的“快照”，包括所有账户的余额、智能合约的代码和数据等。
交易：是触发状态改变的操作，用户发送交易（比如转账、调用智能合约），就会改变当前的状态。
区块：打包了一系列交易，矿工（或验证者）通过计算工作量（PoW）或权益（PoS）来争夺打包权，打包成功的区块会被添加到区块链上，从而确认状态变更。

以太坊区块链上的这些交易,并非直接由计算机的CPU执行，而是在一个以太坊虚拟机（EVM）中运行，EVM是一个图灵完备的虚拟环境，这意味着它可以执行任何复杂的计算任务，就像我们日常使用的电脑CPU一样，只不过它是运行在以太坊网络上的一个虚拟CPU，每一个参与以太坊网络的节点（全节点）都会运行一个EVM副本，确保对每一笔交易的执行结果达成一致。

核心引擎：智能合约（Smart Contracts）

如果说区块链是账本,那么智能合约就是记录在账本上的、可以自动执行的“程序”或“协议”。

定义：智能合约是一种在特定条件下自动执行的计算机程序，它部署在以太坊区块链上，一旦部署，代码就不可更改（但可以升级），且对所有节点可见。
特点：自动执行（无需中介）、去信任（代码即法律，透明公开）、不可篡改。
比喻：你可以把它想象成一个自动售货机，你投入钱（发送交易）并选择商品（调用合约函数），售货机就会自动完成出货和找零（执行合约代码），无需店员干预。

智能合约是以太坊“世界计算机”的核心，它使得以太坊能够支持各种去中心化应用（DApps），例如去中心化金融（DeFi）应用（借贷、交易）、非同质化代币（NFT）、游戏、供应链管理等，这些应用的逻辑都通过智能合约来实现。

参与者：账户（Accounts）与交易（Transactions）

以太坊网络中的参与者是通过账户来存在的，这与比特币的UTXO模型不同，以太坊更接近于传统的账户模型。

外部账户（EOA, Externally Owned Account）：
- 由用户通过私钥控制,类似于我们的银行账户。
- 可以发起交易（比如转账、调用智能合约）。
- 主要属性：地址（由公钥生成）、余额（以太币ETH）。
- 交易必须由EOA的私钥签名才能有效。
合约账户（Contract Account）：
- 由智能合约代码控制,没有私钥，不能主动发起交易，只能响应EOA发起的交易。
- 主要属性：地址、余额、存储的合约代码和状态变量。
- 当EOA向合约账户发送交易（调用合约函数）时，会触发合约代码的执行，可能改变合约的状态或创建新的交易。

交易流程简单来说就是：

用户A（通过EOA）用私钥签名一笔交易，指定接收方（可以是EOA或合约账户）、金额、数据（如果是调用合约，这里就是函数调用参数）等。
交易被广播到以太坊网络。
矿工（或验证者）将交易打包进区块，并进行计算（执行EVM代码）。
区块被网络确认后,交易执行结果（状态变更）被永久记录在区块链上。

运行的动力：燃料（Gas）

为了防止有人滥用以太坊的计算资源（比如发送无限循环的合约代码导致网络拥堵），以太坊引入了Gas（燃料）机制。

Gas：是执行交易或智能合约操作时需要支付的计算费用单位，每一笔操作（比如存储数据、执行代码行数）都需要消耗一定量的Gas。
Gas Price：是用户愿意为每单位Gas支付的价格（通常以Gwei，即10^-9 ETH为单位）。
Gas Limit：是用户为某笔交易设置的最大Gas消耗量，防止因代码错误导致无限消耗。

用户在发起交易时,需要预先支付一笔Gas费用（Gas Limit × Gas Price），如果交易执行完成消耗的Gas少于Gas Limit，剩余的Gas会退还给用户；如果Gas Limit不足，交易会失败，但已消耗的Gas不予退还，这个Gas费用会支付给打包该交易的矿工（或验证者），从而激励他们为网络提供算力。