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　　比特币的区块链架构主要围绕支持虚拟货币的实现，虽然它有一定的灵活性，但用来支撑虚拟货币以外的应用场景还显得非常局限。近年来，区块链逐渐引起IT业界的关注，并逐渐成为独立于比特币的一个平台架构，其重要性越来越受到重视。区块链2.0的概念也随之产生。其核心理念是把区块链作为一个可编程的分布式信用基础设施，支撑智能合约应用，以与过去比特币区块链作为一个虚拟货币支撑平台区别开来。具体说来就是，不仅仅把区块链作为一个去中心化的虚拟货币和支付平台，而是通过增加链上的扩展性功能，把区块链的技术范围扩展到支撑一个去中心化的市场，交易内容可以包括房产的契约、权益及债务凭证、知识产权，甚至汽车、艺术品等。

　　每个以太坊的外部所有账户由一对密钥定义，一个是私钥，一个是公钥。区块链的EOA账户由它们的地址来做索引。取公钥的后20位作为地址，这和比特币的地址不一样。每个公私钥对被编码存放在一个密钥文件（Keyfile）中。密钥文件采用JSON格式，可以用文本编辑器打开来看。密钥文件的私钥都是用在建立账户时输入的口令来加密的。密钥文件存在以太坊节点的数据目录中的keystore子目录中。密钥文件需要经常备份，否则如果失掉密钥文件，账户里的以太币也就无法找回了。

　　比特币采用Merkle树来将交易的哈希值按一定算法组成二叉树状结构1，顶层节点的哈希值相当于整个交易清单的指纹，可以用来校验交易清单。中本聪采用Merkle树设计，也是为了轻量级节点能通过SPV（简化支付验证）方式来方便地校验交易。SPV不用下载整个交易清单，而是只需要区块报文头中交易清单顶层节点的哈希值，以及与自身节点相关的交易，然后可以通过向其他节点查询其他相邻交易，就可以完成对某个交易是否包含在区块链中某个区块的验证。 区块链的核心原理以太坊的区块链的每个区块不但保存着交易清单，还保存最新的状态。以太坊作为一个通用的区块链编程平台，引入了账户概念，由此它也带来更为复杂的校验和查询需求。例如要查询账户的余额或判断一个账户是否存在，光用比特币的Merkle树就满足不了要求。因此以太坊采用Merkle Patricia树来实现对交易和状态的校验和查询 [2] 。下面看看交易和状态面临的问题。

　　以太坊的PoW（工作量证明）算法叫Ethash算法（是一个经过修改的Dagger-Hashimoto算法），该算法主要寻找一个随机数作为输入，使得运算结果小于一个特定的难度门槛。PoW机制的前提是，不存在比逐个试更好的找到该随机数的方法，同时验证结果必须非常方便且成本小。由于哈希运算的结果是均匀分布（Uniform Distribution）的，所以可以保证，通常找到该随机数的时间取决于难度门槛。这样的话可以通过控制难度来控制在网络上找到一个新区块的时间。以太坊是通过动态调控难度来达到平均每15s在全网中找到一个新区块